• Мы в соцсетях:
Проектирование и монтаж молниезащиты
Частным клиентам

Молниезащита частных
домов, коттеджей

Дилерам

Поставка оборудования, а также
проведение обучений
для региональных дилеров

Ближайшие обучения
Организациям

Молниезащита жилых зданий,
административных зданий,
промышленных зданий

Модульно-штыревое заземление

Модульное (или модульно-штыревое) заземление – такой тип устройства заземляющего устройства, при котором можно варьировать общую длину и количество точек установки в грунт вертикальных заземлителей. То есть речь идет о сборной конструкции, что очень удобно в условиях меняющихся характеристиках грунта и условий монтажа, особенно когда не хочется тратить много времени на организацию замкнутого или разомкнутого контура по периметру здания.

Назначение

Модульно-штыревое заземление предназначено для организации глубинной схемы контура заземления с вертикальным заглублением на основе круглых стержней заземления диаметром D от 14 до 20 мм (редко 25 мм) и длиной L от 1200 или 1500 мм.

Готовый комплект заземления   Комплект модульного заземления омедненный

Задачей его является отвод и рассеивание тока молнии в землю через систему внешней молниезащиты (молниеприемники и токоотводы) или создание безопасных условий эксплуатации электрооборудования в целях исключения электротравм у пользователей.

Схема отвода тока от системы внешней молниезащиты к модульному заземлителю

Подробнее о существующих типах заземления (глубинное, кольцевое и фундаментное) читайте в материале Заземление молниезащиты.

Иногда глубинные заземлители используют в составе комбинированной конструкции, когда стержни устанавливают в некоторых точках замкнутого кольцевого или разомкнутого контура.

Комбинированная схема заземления (вертикальные заземлители соединены с горизонтальной полосой)

На схеме: 1 - плоский проводник (полоса заземления), 2 - щиток в месте соединения токоотвода и заземляющего проводника, 3 - соединительный зажим для круглых/плоских проводников, 4- стержни глубинного заземления, 5 - наконечник, 6 - диагональный зажим, 7 - крестовой зажим, 8 - антикоррозионная лента.

Что необходимо заземлять?

Заземляют в первую очередь молниезащитный контур, в этом случае устройство заземления является частью внешней молниезащиты, которое перенаправляет ток молнии от молниеприемников и токоотводов и распределяет его в земле. Это так называемое заземление молниезащиты.

Модульно-штыревое заземление контура молниезащиты частного дома

Есть еще защитное заземление, которое обеспечивает безопасную работу отдельных электроустановок. В этом случае оборудование заземляют в целях получения эффекта стекания заряда по пути меньшего сопротивления в случае возникновения пробоя напряжения на установке.

Как работает защитное заземление

Если говорить о частном доме, то заземляют следующие электроустановки:

  • газовые (и не только) котлы
  • бойлеры
  • генераторы
  • внутренняя электрика (повторное заземление электробытовых приборов через электрический шкаф)

Касательно последнего пункта, то это, например, духовка, микроволновка, стиральная машина и т.п., которые подключаются к общей шине заземления и от нее уже в свою очередь идет токоотвод на заземляющий контур. На рисунке показано защитное уравнивание потенциалов через подключение к ГЗШ (главной заземляющая шина) и уже от шины вывод на систему заземления.

Защитное уравнивание потенциалов через подключение к главной шине заземления

На схеме: 1 - распределительный щит, 2 - фиксированная точка заземления (проход через стену для соединения с заземляющим контуром модульного заземлителя на улице), 3- заземляющие хомуты, 4 - шина уравнивания потенциалов.

Конструктивные особенности

Как уже было сказано выше базовым элементом конструкции являются стержни заземления. Их количество, материал, диаметр и длина зависят от условий монтажа и показателя удельного сопротивления грунта растеканию тока. Чем выше сопротивление, тем больше общая длина и/или диаметр, количество точек установки заземлителей.

Омедненный стержень заземления D=14 мм, L=1500 ммОцинкованный стержень заземления D=20 мм, L=1500 ммОмедненный стержень заземления D=20 мм, L=1500 производства DEHN+SOHNEНержавеющий стержень заземления D=20 мм, L=1500

Стержни имеют резьбу на концах и соединяются между собой посредством муфт. При этом для обеспечения лучшей токопроводимости в местах их установки конструктив смазывают токопроводящей смазкой (пастой).

Муфтовое соединение стержней заземления  Соединение омедненных стержней муфтой из латуни

 

Зарубежные производители используют цапфовое безмуфтовое соединение, оно более контактное и его не нужно смазывать пастой. То есть получается самозакрывающаяся конструкция (на примере ниже показан разрез в месте соединения).

Безмуфтовое соединение стержней заземления

Для облегчения монтажа в землю в состав комплектов входят наконечники и удароприемные головки. Производители из России делают эти компоненты с резьбой, зарубежные исключают риски, возникающие при резьбовом контакте, особенно при забивании, и соединяют элементы надежно в стык.

Наконечник стержня заземления с резьбой  Ударная головка в составе соединительной муфты и болта

В месте выхода последнего (верхнего) заземлителя всю конструкцию подключают с помощью зажима к системе молниезащиты или шине заземления. Геометрия зажима значения не имеет (диагональный или крестовой), важно лишь чтоб его материал в плане коррозии не «конфликтовал» с материалом заземлителей и заземляющих проводников.

Диагональный соединитель в составе комплекта заземленияКрестовой соединитель в составе комплекта заземления

Преимущества модульно-штыревой системы

Перечислим достоинства модульного метода:

  1. Простота сборки конструкции
  2. Большой срок службы
  3. Высокая коррозионная стойкость
  4. Удобство транспортировки и хранения
  5. Минимум подготовительных работ
  6. Большая вариативность выбора места установки

Глубинные заземлители (стержни заземления) - основа модульной конструкции

Остановимся подробнее на базовом элементе готовых комплектов заземления, а именно стержнях заземления или как их еще называют штыри и заземлители.

На рынке РФ представлены три их разновидности: на основе омедненной (аббревиатура в каталогах St/Cu), оцинкованной (St/tZn, St/FT) и нержавеющей стали (V2A, NIRO).

Настоятельно рекомендуем не использовать дешевые штыри из обычной (черной) стали, особенно с диаметром 14-16 мм, которые предлагают как вариант некоторые поставщики. Они сгниют у вас гораздо раньше.

Зарубежные производители также предлагают полностью медные стержни и стержни из нержавеющей стали с содержанием молибдена (V4A), но это обычно не складские и очень дорогие позиции.


Оцинкованные стержни

Для получения цинкового слоя используют 2 метода:

Горячее оцинкование. Стальные стержни окунают в расплавленном до t 450-460 градусов цинке. В процессе диффузии атомы цинка проникают в наружную поверхность стали, образуя поверхностный железоцинковый сплав. В зависимости от условий метода (времени погружения, процесса охлаждения, качество основного материала, его химического состава и т.д.) толщина слоя, его цвет могут меняться.

Гальваническое оцинкование. Производится в электролитических ваннах.

Гальваническое выглядит эстетически приятнее, так как покрытие ложится равномерно повторяя геометрию изделия, но существенно уступает горячему по коррозионной стойкости, у которого толщина покрытия в разы выше (разница может достигать десятки раз), что существенно сказывается на сроках службы. Технология холодного гальванического цинкования дешевая, поэтому изделия стоят меньше.

Стержень заземления оцинкованный D=16 мм Россия Оцинкованный стержень заземления D=20 мм, L=1500 мм


Омедненные стержни

Меднение стали осуществляют только гальваническим способом. В условиях промышленного производства штыри помещают в специальные ванны с раствором меди, оснащенные средствами автоматики и контроля. Медь обладает сильной адгезией, поэтому процесс электрохимических реакций протекает быстрее, цикл изготовления короче.

Омедненный стержень заземления D=14 мм, L=1500 мм Омедненный стержень заземления D=20 мм, L=1500 производства DEHN+SOHNE

ВНИМАНИЕ! На российском рынке по разным оценкам сейчас присутствует до 50% низкокачественной продукции из Китая. В основном это как раз омедненные комплекты, которые имеют сомнительное происхождение, как и марки материалов, из которых они изготовлены. Так, например, в основе стержней низкосортные марки стали, заявленные диаметры изделий могут не совпадать с действительными, технология омеднения кустарная. Как результат омедненный слой слабый, потребитель получает товар с низкими механическим и антикоррозионными свойствами.


Нержавеющие стержни

Самая надежная марка стали для глубинного заземления. Следует заметить, что в Европе (в частности на родине молниезащиты - Германии), где более строгие нормативы, разрешено использовать только нержавейку. Зачастую для наших климатических условий и специфик грунта они рекомендуют использовать только ее, причем в варианте V4A.

 Нержавеющий стержень заземления D=20 мм, L=1500


Самое главное – это длина L и внешний диаметр D заземляющих электродов. Чем они выше, тем лучше показатель растекания тока (с большей площади растекается больше заряда). Самые распространенные длины – это 1.2 или 1.5 метра, а диаметры – от 14 до 25 (самые популярные 14 или 16 мм, у западных компаний, которые предъявляют повышенные требования к комплектующим, - от 20 до 25 мм).

Важной характеристикой заземлителей является способ их стыковки между собой. В месте соединения (конец штыря) существуют конструкции:

  • резьбовые
  • со свинцовыми шариками
  • с цапфовым соединением (накатные двойные, тройные или ступенчатые)
  • комбинации цапф и свинцовой вставки

Заземлитель со свинцовым шариком в месте соединения стержней

 Заземлитель с тройной накатной цапфой

Заземлитель со ступенчатыми накатными цапфами

Первый способ требует накрутки переходных муфт, два остальные обеспечивают контакт между электродами за счет самостыкующихся элементов: накатных цапф или свинцовых шариков, которые при заглублении заземлителей с помощью молотка или вибромолота растекаются и заполняют полость внутри электрода. 

Что еще входит в комплект?

Рассмотрим компоненты готовых комплектов заземления, представленных на рынке РФ. Про стержни много было сказано выше, поэтому поговорим об остальных комплектующих:

Для лучшего погружения в землю на конец первого стержня устанавливают стартовый наконечник. В российских комплектах он выполнен из черной стали (St), в немецких из тугоплавкого чугуна (TG/FT) или оцинкованной стали (St/FT).

Наконечник стержня заземления фирмы J. Propster   Наконечник стержня заземления производства Россия    Наконечник стержня заземления типа OMEX

У отечественных комплектов для соединения стержней на их соседние концы накручиваются муфты (выполняются из нержавеющей стали или латуни). Немецкие исключают использование этого элемента, поскольку соединяются в стык по принципу «папа – мама» (см. выше), за счет чего у них в месте соединения нет утолщения диаметра конструкции и как следствие получается более надежное соединение с хорошим электрическим контактом между соседними заземлителями.

Соединительная муфта для стержней заземления (латунь)   Соединительная муфта для стержней заземления (нержавеющая сталь)

Для передачи ударного усилия при монтаже у наших стержней в муфту с противоположной стороны вкручивается удароприемная головка (болт), а у немецких она просто надевается на конец стержня с накатной цапфой. Визуально это два разных элемента, у отечественных ударный болт выполнен из черной стали (St), а у импортных ударный наконечник из ковкого чугуна (TG/FT).

Ударный болт модульно-штыревого заземлителя производство РФ        Удароприемная головка модульного заземлителя производство Германия

Для улучшения качества соединения элементов и лучшей проводимости тока комплекты поставляются с токопроводящей смазкой, консистенция которой варьируется от жидкого до пастообразного состояния. Она наносится в местах стыковки компонентов конструкции.

На последний (верхний) электрод одевается диагональный или крестовой зажим (соединитель), к нему же подключается заземляющий проводник (круглый пруток или полоса). Выполняется он из нержавеющей или оцинкованной стали, последнюю для лучшей коррозионной стойкости лучше использовать с ПВХ-покрытием.

Диагональный зажим из латуни для соединения заземленияДиагональный зажим стальнойКрестообразный зажим из латуниКрестообразный зажим из стали

Место соединения стержня и заземляющего проводника через зажим бинтуют антикоррозионной лентой.

Антикоррозионная лента производство Россия     Антикоррозионная лента Германия

Опционально модульно-штыревые комплекты поставляются с насадкой для перфоратора и заземляющим проводником, иногда еще и шиной заземления.

Расчет сопротивления модульно-штыревого заземления

Сопротивление заземления

Если вы знаете, что у вас за почвы, то вы всегда можете определить сопротивление одиночного вертикального заземлителя по формуле:

Формула расчета сопротивления вертикального заземлителя

Одиночный не значит один, а означает длину всей конструкции. То есть если у вас, например 6-и метровый комплект из 4-четырех стержней по 1.5 метра, то L = 6 метров, а не 1.5.

Удельное сопротивление грунта смотрим в таблицах. Обычно берут среднее значение из интервала, но лучше максимальное.

Удельное электрическое сопротивление разных типов грунта (таблица)

Расчет длины заземлителей

Чтобы посчитать длину вертикальной конструкции надо взять ту же формулу, только неизвестным будет длина, а общее сопротивление вертикального заземлителя берем из нормативных документов. Обычно это не более 10 Ом; в частных случаях, когда от вас этого специально не просят надзорные органы бывает достаточно и 30 Ом.

Этапы монтажа

Модульно-штыревое заземление - схема монтажа

Финальная монтажная схема: 1 - токоотвод (круглый проводник), 2 - круглый проводник в ПВХ-оболочке, 3 и 4 - держатели проводника с накладкой и фланцем, 5 - универсальная разделитеьная клемма, 8 - соединительный зажим, 9 - стержень заземления, 10 - наконечник.

* Нажмите на схему для увеличения масштаба.

1. Первоначально необходимо подготовить место монтажа стержней в землю. Для этого грунт прикапывают примерно на 70-80 см. При этом необходимо соблюдать минимальное расстояние от фундамента около 1 метра.

Подготовка места монтажа модульно-штыревого заземления

2. На конец заземлителя накручивают (или запрессовывают небольшим ручным усилием) наконечник

Монтаж наконечника стержня заземления, Rd14, St     Наконечник стержня заземления Rd20, TG/FT

3. На противоположную стороны ввинчивают муфту

4. На муфту накручивают ударный наконечник. В немецких комплектах ударную головку одевают на часть стержня с уменьшением диаметра.

Муфта и ударный болт модульного заземления

5. Конструкцию забивают, оставляю свободный конец выходящим из земли настолько, насколько это позволит Вам удобно продолжить монтаж следующего стержня. Делать это можно как в ручную, так и с помощью вибромолота или перфоратора.

Заглубление стержня заземления с помощью кувалды и вибромолота

6. Вывинчиваю ударную головку, на ее место вкручивают следующий стержень. При этом место соединения «стержень-муфта-стержень» смазывают токопроводящей пастой. В зарубежных аналогах, поскольку переходная муфта не используется, стержни соединяют в стык без использования смазки или пасты.

7. Повторяют монтажные операции 3-4-5-6

8. Последний стержень должен выходить из земли на расстояние примерно 20 см таким образом, чтобы после засыпки монтажной ямы он был от поверхности на 40 - 50 см. На его свободный конец монтируют соединительный зажим и конструкцию соединяют с круглым проводником или полосой.

9. Место соединения герметизируют антикоррозионной лентой, как показано на рисунке.

Антикоррозионная лента в месте обработки соединения стержня заземления и проводникаМонтаж антикоррозионной ленты

Видеоинструкция

Предлагаем посмотреть видео монтажа комплекта заземления в частном доме под пол без выноса его за периметр коробки фундамента. Иногда похожим образом его устанавливают в погребе.

Несколько полезных советов

Необходимо учитывать морозные сезоны и обязательно заглублять конструкцию ниже точки промерзания грунта для данной местности, так как при этом существенно падает способность почвы поглощать заряд, то есть повышается удельное сопротивление. Данные можно найти, например, в справочнике «Строительная климатология» (СНиП).


Смонтировать модульно-штыревую систему можно и в холодное время года. Для этого используйте пространство под полом, в подполе или пристройках дома (гараж, мастерская, бойлерная и т.п.) Желательно чтобы рядом была шина заземления, на которую будет заведен проводник от заземлителя.


Для большей надежности муфтового соединения при забивании используйте дополнительно термоусадку в месте контакта.


Не забывайте делать замеры сопротивлений после каждой итерации, возможно вам не потребуется использовать все стержни из комплекта, так требуемая величина будет достигнута раньше. Если у вас конечно есть поверенный измерительный прибор.


Не будет лишним установить на выходе после модульно-штыревой конструкции ревизионный лючок, чтобы в дальнейшем контролировать величину сопротивления.


Цены на комплекты

Стоимость готовых комплектов заземления на основе модульно-штыревой конструкции не высока и не сильно отличается у разных производителей. У зарубежных она немного выше, но зато вы гарантированно получаете лучшее качество.

Комплект с нержавеющими стержнями стоит дороже омедненного, а тот в свою очередь чуть дороже оцинкованного. Также стержни большего диаметра и длины при прочих равных дороже аналогичных. Ниже примеры карточек товаров с ценами. Разница между разными типами комплектов составляет около 1 тыс. рублей, тогда как срок эксплуатации может отличаться десятком лет.

* Кликните на карточку соответствующего комплекта ниже и посмотрите подробную информацию о составе комплекта, характеристиках, там же можно почитать комментарии пользователей и скачать инструкции по монтажу.

Готовый комплект заземления омедненный MZK-6R

Готовый комплект заземления оцинкованный MZK-6Z

Комплект заземления OBO Bettermann Германия

Комплект заземления нержавеющий MZK-6N

Купить модульное заземление

 Цены на готовые комплекты заземления

У нас Вы можете купить готовые компекты зазмления по низким цена. Компания "МЗК-Электро" является официальным дилером немецких и российских производителей, что позволяет сохранять гарантию и стоимость на должном уровне. Наличие продукции на собственном складе позволяет осуществлять быструю доставку покупателю. География заказов – вся терриитория России. Более подробно ознакомиться с каталогом и условиями продажи можно на сайте нашего интернет-магазина.