- Главная
- Информационная статья
- Стержни заземления
Стержни заземления
Стержень заземления (другие названия – заземляющий электрод, глубинный заземлитель) – самый распространенный тип вертикального заземлителя, который представляет собой круглый металлический штырь диаметром от 14 до 20 мм и длиной от 1 до 1.5 м, выполненный из стали или меди. Используются в модульно-штыревой схеме для заземления отдельных конструкций, электрооборудования и сооружений, а также организации контура заземления молниезащиты зданий различного назначения.
Цены на стержни заземления и комплектующие
Омедненные стержни заземления
Получили широкое распространение как замена медным в силу дороговизны последних. Упоминание меди в названии делает их популярными у покупателей, хотя само по себе не сильно отличает по характеристикам от оцинкованных аналогов и уступает нержавеющим. Тем временем надо быть осторожным, чтобы не купить низкокачественную подделку.
В промышленном производстве сталь омедняют гальваническим способом в электрохимическом растворе Cu под контролем автоматики.
Оцинкованные стержни заземления
Одним из способов получение также является холодное гальваническое цинкование в емкости с электролитом. Процесс протекает немного медленнее, чем меднение, так как цинк обладает чуть худшими адгезионными свойствами, чем медь.
Горяче оцинкованные заземлители получают погружением в ванну с жидким цинком на определенное время и последующим охлаждением. В зависимости технологических параметров процесса (t расплава цинка, время нахождения в растворе, способ охлаждения, марка стали штыря и т.д.) можно получать разную толщину цинкового слоя на поверхности электрода.
Нержавеющие стержни
Самый качественный и самый дорогой материал в России предпочитают использовать в химически активных грунтах. Хотя в Европе, особенно в Германии, новой директивой будет в ближайшие годы разрешено исключительно только стержни из нержавейки для использования в системах молниезашиты и заземления. Кстати немцы рекомендуют в наших сложных климатических условиях выбирать более коррозионностойкую ее разновидность с содержанием молибдена (в каталогах обозначают V4A, а V2A – обычный вариант), которая обладает еще и более высоким растеканием тока молнии.
Характеристики
Диаметр
Стержни заземления в подавляющей своей массе имеют диаметры 14, 16 и 20 мм, реже большие значения. При прочих равных с увеличением диаметра растет величина растекания тока молнии и уменьшается удельное сопротивления заземления, поскольку возрастает площадь контакта электрода с грунтом (смотри ниже формулу расчета сопротивления вертикального заземлителя).
Тип соединения стержней между собой
Поскольку отдельный стержень является элементом модульно-штыревой конструкции из нескольких вертикальных заземлителей, то характер стыковки имеет существенное значение, так как влияет на надежность всей конструкции и скорость выполнения монтажных операций.
На сегодняшний день применяют 2 варианта:
- Резьбовое соединение. Соединительным элементом при этом являются специальные муфты.
- Самостыкующиеся заземлители. Дополнительные соединительные компоненты здесь не применяется, надежность обеспечивает особенностью самой конструкции.
Ниже показаны в разрезе места соединения по обоим вариантам.
В самостыкующихся стержнях прочное соединение достигается за счет использования накатных цапф. Они бывают двойные, тройные, ступенчатые. Их нарезают с одной стороны стержня, а с другой делают полость соответствующего диаметра(-ов).
Есть еще заземлители со свинцовыми шариками, которые при возникновении монтажного усилия растекаются, придавая дополнительную прочность конструкции.
Несомненным преимуществом самозакрывающихся конструктивов является их механическая прочность при заглублении и простота монтажа, так как в этом случае отсутствую лишние операции накрутки муфт и смазки мест соединения токопроводящими пастами.
Длина
В продаже есть стержни двух длин 1.2 и 1.5 метра. Эти длины позволяют максимально вариативно использовать разное количество стержней в составе модульного заземления. Вы предварительно по формуле из следующего раздела определяете исходя из допустимой величины сопротивления общую длину.
Считается достаточным показателем сопротивление вертикального заземления менее 10 Ом. Соответственно подставляя в формулу это значение, получаем минимальную длину и подбираем то количество стержней, которое ее обеспечивает.
Сопротивление вертикального заземлителя
Существует расчетная формула, которая позволяет вычислить сопротивление как одиночного стержня заземления, так и любой вертикальной заземляющей конструкции.
В формуле присутствует эквивалент сопротивления, который используют только, если имеют в месте монтажа многослойный грунт (2 и более разных слоев). Не будем приводить здесь его расчет, а ограничимся тем, что приведем таблицу для разных типов почв, из которой обычно берут значение Р, упрощенно полагая присутствие единственного слоя.
Климатический коэффициент сезонности Км представлен в следующей таблице.
Готовые комплекты, комплектующие для стержней заземления
Устройство заземления: 1 - токоотвод молниезащиты, 2 - заземляющий изолированный проводник, 3 и 4 - держатели проводника, 5 - клемма для соединения токоотвода и заземляющего проводника, 8 - соединитель проводника и вертикального заземлителя, 9 - электроды заземления, 10 - наконечник стержня.
* Нажмите на схему для увеличения масштаба.
Производители и дилеры систем молниезащиты и заземления в настоящее время предлагают готовые коробочные решения для заземления дач, загородных домов, коттеджей, а также отдельных электроустановок. Они комплектуются разным количеством стержней, от 3 и более.
Самым распространенный вариант – конструкция общей длиной 6 метров (4 штыря каждый по 1500 мм длиной); ходовые также 9, 12 и 15 метров.
Более короткую длину 4.5 метра (3 стержня по 1500 мм) используют реже, только если грунт позволяет выдержать гарантированную величину сопротивления растеканию тока.
Далее рассмотрим, что еще кроме стержней может входит в состав готовых комплектов.
Наконечник. Насадка, которая наворачивается или впрессовывается на конец первого электрода для того, чтобы конструкцию было легче заглублять в грунт с помощью кувалды или вибромолота. Бывает разных конфигураций.
Удароприемная (ударная) головка. В российских комплектах выполнена в виде болта, который ввинчивается в предварительно установленную соединительную муфту на другом конце стержня. В зарубежных часто это просто массивный стальной набалдашник, насаживаемый на штырь нерезьбовым способом. По головке производится передача усилия при забивании от перфоратора или молотка.
Соединительная муфта. Используется только в комплектах отечественного производства и служит для соединения между собой соседних стержней. В западных аналогах практически не применяется (используется другой тип соединения электродов – см. выше).
Токопроводящая паста. Ей смазывают места стыковки соединяемых деталей в российских комплектах, например между муфтами и стержнями, чтобы не терять величину проводимости тока.
Зажим соединительный. Скрепляет между собой свободный конец последнего стержня всей конструкции вертикального заземлителя на выходе из грунта с заземляющим проводником.
Антикоррозионная лента. Герметизирует место соединения электродов с заземляющим проводником в приямке. Поскольку это место потом засыпают землей, то во избежание возникновения ранней коррозии металлические поверхности заматывают лентой.
Заземляющий проводник. Соединяет смонтированный вертикальный заземлитель непосредственно с системой токоотводов молниезащиты, главной шиной заземления или непосредственно заземляемой электроустановкой. Может быть выполнен в виде полосы (плоского проводника) сечением 40х4 или 30х3.5 мм, прутка диаметром 8-10 мм или изолированного проводника.
Насадка для перфоратора. По умолчанию большинство готовых комплектов продается без нее, поскольку при ручном способе установки она не нужна. Но если хочется сэкономить время монтажа или у вас просто твердый труднопроходимый грунт, то для разных комплектов существуют свои типы насадок для электроинструмента.
Инспекционный лючок. Необходим, если планируется проверять сопротивление заземления в дальнейшем на предмет соответствия номинальному значению.
Стоимость стержней и комплектов заземления
Цена на готовые комплекты вполне себе приемлемые. Так, например, на середину 2018 г. купить омедненные можно от 5 тыс. рублей, оцинкованные и того меньше, нержавеющие наоборот дороже (ориентировочно от 7 тыс. рублей).
Мы стараемся держать низкие цены на все оборудование для заземления, посмотреть их можно по ссылке ниже.