Как сделать заземление в песке
Какое делать заземление в песчаном грунте?
Что особенного в песчаном грунте и почему вообще встал такой вопрос: делать ли в нём заземление?
Дело в том, что удельное сопротивление грунта, насыщенного или полностью состоящего из песка, может достигать значения в 4000 Ом/м, что несомненно может вызвать трудности при организации заземления (см. таблицу ниже).
Песок, сильно увлажненный грунтовыми водами
Песок, умеренно увлажненный
Песок слегка влажный
Рассмотрим ситуацию на реальном примере!
Задача
К нашим техническим специалистам недавно поступил запрос из Казахстана со следующей задачей:
Произвести расчёты по установке защитного заземления на производственно-сборочном участке. В соответствии с данными заказчика, грунт в предполагаемом месте установки заземляющего устройства песок. Удельное сопротивление, как уже было написано выше, может иметь совершенно разные значения. К сожалению, точное сопротивление грунта на искомом объекте определить не удалось. Выходит, что нужно отталкиваться от собственного опыта и принимать в расчёты максимальное значение.
Обращаемся к нормативным документам:
в соответствии с ПУЭ п. 1.7.103 и данными заказчика сопротивление заземляющего устройства в любое время года должно быть не более 10 Ом при линейном напряжении 380 В источника трехфазного тока. В соответствии с ПУЭ п.1.7.103. при удельном сопротивлении грунта ρ>100 Ом∙м допускается увеличить указанные нормы в 0,01ρ раз, но не более десятикратного.
Решения
Ниже представлены два варианта решения поставленной задачи:
Вариант 1. На основе модульного заземления, комплект ZANDZ ZZ-000-030:
Расположение элементов заземляющего устройства показано на рисунке ниже
Проведя расчёты в соответствии с существующими нормами сопротивления заземления получили следующие значения:
1) при сопротивлении грунта 200 Ом∙м — 7,26 Ом, что меньше требуемых 10 Ом;
2) при сопротивлении грунта 2000 Ом∙м — 72,56 Ом, что меньше 100 Ом, полученных в результате применения коэффициента увеличения нормы в 10 раз (в соответствии с ПУЭ п.1.7.103).
Оба полученных значения меньше нормируемого, а значит установка комплекта модульного заземления ZZ-000-030 оправдана и удовлетворяет требованиям, описанным в задаче.
Заземление в песчаном грунте
Заземление в песчаном грунте
Конечно же, если опыта никакого в изготовлении заземления нет, то лучше всего пригласить специалистов для изучения участка и составления проекта. Но если есть желание самостоятельно сделать заземление, то можно обработать песчаный грунт солью, что позволит в значительной мере снизить его сопротивление.
Итак, о том, как делается заземление в песчаном грунте, о материалах используемых для этих целях и будет рассказано ниже.
Заземление в песчаном грунте
При изготовлении заземления в песчаном грунте из металлических уголков, сначала вырывается котлован. Глубина котлована должна быть не менее 2-2,5 метра, а по своей форме он должен быть круглым, диаметром приблизительно в один метр.
После того как котлован вырыт, в него устанавливается электрод, а котлован поочерёдно засыпается слоями соли и земли. При этом слои соли должны быть несколько меньше по толщине, чем засыпаемые слои земли. Обязательно в процессе укладки слоёв соли и земли, используется трамбовка и вода для их смачивания.
Рекомендуется использовать соль для заземления в песчаном грунте, только такую, которая не будет отрицательно воздействовать в плане коррозии на металлический электрод. Для этого отлично подходит окись кальция или нитрат натрия.
Таким образом, изготавливается три электрода, которые соединяются между собой в треугольник посредством металлической полосы или арматуры. Просыпать солью траншею для укладки шины заземления в дом не нужно.
Насыпное заземление в песчаном грунте своими руками
Существует ещё один способ сделать заземление в песчаном грунте, применив для этого другой грунт, который имеет меньшее удельное сопротивление. Что это значит?
В тех местах песчаного грунта, где будут установлены электроды заземления, вырываются ямы радиусом не менее 1,5 метра и глубиной на всю длину электрода. После установки электрода заземления своими руками, ямы засыпаются не песчаным грунтом, а другим, обладающим меньшим сопротивлением.
При этом, как и в первом случае, используется вода и трамбовка, поскольку грунт после засыпания в котлован должен быть очень плотно утрамбован.
На самом деле, сделать заземление в песчаном грунте вполне под силу своими руками. В интернете сегодня можно найти много видео и схем на эту тему, что без труда поможет определиться и выбрать правильный тип заземления в песке.
Как правильно сделать контур заземления
Основным элементом обеспечения безопасности электроустановок является защитное заземление. Сопутствующие системы: автоматические защитные выключатели, предохранители, молниезащита — не могут функционировать при его отсутствии, и становятся бесполезными.
Что такое заземление
Это комплекс, состоящий из металлических конструкций и проводников, который обеспечивает электрический контакт корпуса электроустановки с физической землей, то есть с грунтом. Система начинается с заземлителя: металлического электрода, заземленного в грунт. Эти элементы не могут быть одиночными, для надежности они объединяются в заземляющий контур.
Как это работает
Внешний контур заземления (который находится непосредственно в грунте), соединяется с помощью надежного проводника с внутренним контуром в помещении, или с щитком заземления. Далее, с помощью внутренней сети защитных проводников, производится подключение к корпусам электроустановок, и контактам заземления на коммутационных устройствах (распределительные щитки, коробки, розетки и прочее).
Устройства, генерирующие электроэнергию, также имеют систему заземления, с которой соединяется нулевая шина. При возникновении аварийной ситуации (фаза соединилась с корпусом электроустановки), возникает электрическая цепь между фазным проводником и нулевой шиной по линии заземления. Сила тока в аварийной цепи спонтанно возрастает, срабатывает устройство защитного отключения (автоматический выключатель) или перегорает предохранительная вставка.
Результат работы исправной системы:
Сопротивление тела человека в десятки раз выше, чем сопротивление заземления. Поэтому сила тока (при наличии фазы на корпусе электроустановки) не достигнет опасной для жизни величины.
Из чего состоит заземление
Рассмотри эти компоненты подробнее.
Внешний, или наружный контур
Монтаж контура заземления зависит от внешних условий. Прежде чем начать расчет, и выполнить проектный чертеж, необходимо знать параметры грунта, в котором будут установлены заземлители. Если вы сами строили дом, эти характеристики известны. В противном случае лучше вызвать геодезистов, для получения заключения по грунту.
Какие бывают грунты, и как они влияют на качество заземления? Примерное удельное сопротивление каждого типа грунта. Чем оно ниже, тем лучше проводимость.
Это лучшая среда для того, чтобы установить наружный контур заземления. Сопротивление растекания тока будет достаточно низким даже при малом содержании влаги. А в этих грунтах естественная влажность обычно выше среднего.
Сопротивление немного выше, но при нормальной влажности параметры заземления не выйдут за нормативы. Если в регионе установки установится продолжительная сухая погода, необходимо принимать меры к принудительному увлажнению мест установки заземлителей.
Гравий, скала, сухой песок – даже при высокой общей влажности, заземление в такой почве будет неэффективным. Для соблюдения нормативов, придется устанавливать глубинные заземлители.
Важно! Неверный расчет контура заземления, игнорирование параметров, часто приводят к печальным результатам: поражение электротоком, выход из строя оборудования, возгорание кабеля.
Многие владельцы объектов, экономя «на спичках», просто не понимают, для чего нужен контур заземления. Его задача при соединении фазы с землей обеспечить максимальную величину тока короткого замыкания. Только в этом случае быстро сработают устройства защитного отключения. Этого невозможно достичь, если сопротивление растекания тока будет высоким.
Определившись с грунтом, вы сможете выбрать тип, и самое главное — размер заземлителей. Предварительный расчет параметров можно выполнить по формуле:
Расчет приведен для вертикально установленных заземлителей.
Расшифровка величин формулы:
Задавая известные данные, а также меняя соотношение величин, вы должны добиться значения для одного электрода порядка 30 Ом.
Если установка вертикальных заземлителей невозможна (по причине качества грунта), можно рассчитать величину сопротивления горизонтальных заземлителей.
Важно! Монтаж горизонтального контура более трудоемок и связан с повышенным расходом материала. К тому же, такое заземление сильно зависит от сезонной погоды.
Поэтому лучше потратить больше времени на забивание вертикальных стержней, чем следить за барометром и влажностью воздуха.
И все же приводим формулу расчета горизонтальных заземлителей.
Соответственно, расшифровка дополнительных величин:
Предварительный расчет сопротивления необходим не только для правильного планирования закупок материала: хотя будет обидно, если вам не хватит для завершения работ, пары метров электрода, а до магазина несколько десятков километров. Более-менее аккуратно оформленный план, расчеты и чертежи, пригодятся для решения бюрократических вопросов: при подписании документов о приемке объекта, или составлении ТУ с компанией энергосбыта.
Разумеется, никакой инженер не подпишет бумаги только на основании пусть и красиво исполненных чертежей. Будут произведены замеры сопротивления растекания.
Далее расскажем о том, как добиться правильных характеристик внешнего контура заземления.
Технология проведения работ
Выбираем место размещения заземлителей. Разумеется, недалеко от дома (объекта), чтобы не пришлось прокладывать длинный проводник, который придется механически защищать. Желательно, чтобы вся площадь контура находилась на территории, которую вы контролируете (являетесь собственником). Чтобы в один прекрасный момент, ваша защитная «земля» не была выкопана пьяным экскаваторщиком. Так что забивать штыри за забором не будем.
Подойдет огород (за исключением картофельной грядки), палисадник, клумба возле дома. Возделываемые участки предпочтительнее, они регулярно поливаются. А дополнительная влага в земле пойдет на пользу заземлению. Если ваш грунт обладает низким удельным сопротивлением — можно установить заземление на площадке, которая затем будет покрыта асфальтом или плиткой. Под искусственным покрытием земля не пересушивается. Да и риск повредить контур заземления минимален.
Разумеется, необходимо учитывать дальнейшие планы. Если в месте установки контура через год появится гараж со смотровой ямой — лучше сразу выбрать место поспокойнее.
В зависимости от формы площадки, выбираем порядок расположения электродов: в линию, или треугольником.
Важно! Вне зависимости от расположения, вертикальных заземлителей должно быть не менее трех.
Если выбран треугольник — размечаем площадку соответствующей формы со сторонами 2.5–3 метра. Копаем траншею в форме равностороннего треугольника на глубину 70–100 см, шириной 50–70 см. Мы знаем, что все заземлители соединяются между собой. Проводник должен быть углублен на расстояние не менее 50 см, с учетом минимального уровня грунта (например, вскопка грядки). Если сверху будет уложено покрытие — его толщина в расчет не берется. Только чистый грунт.
Можно выбрать весь грунт, не только по периметру траншеи. Получится треугольная яма глубиной 0.7–1.0 м. Готовый контур можно будет засыпать грунтом с низким удельным сопротивлением. Например, золой или пеплом. Соли проникнут в землю, и будут способствовать снижению общего сопротивления растекания тока.
После чего, по углам ямы (траншеи) начинаем забивать электроды.
Параметры заземлителей (рассматриваем вертикальное расположение)
Круг — диаметр 16 мм.
Труба — диаметр 32 мм.
Прямоугольник или уголок — площадь поперечного сечения 100 мм².
Круг — диаметр 12 мм.
Труба — диаметр 25 мм.
Прямоугольник или уголок — площадь поперечного сечения 75 мм².
Круг — диаметр 12 мм.
Труба — диаметр 20 мм.
Прямоугольник или уголок — площадь поперечного сечения 50 мм².
Важно! Категорически запрещено бурить скважины, а затем погружать в них заземлители. При таком способе монтажа сопротивление увеличивается в разы.
Грунт должен плотно облегать металлическую поверхность заземлителя. Красить электроды запрещено!
А как быть, если по расчетам длина каждого из трех электродов превышает 1.5–2 метра? Есть небольшие секреты.
Информация: часто бывает, что заземлитель упирается в монолитное препятствие (например, на глубине 2.5 метра), а расчетная глубина — 3.5 м. В этом случае электрод просто обрезается, а в контуре заземления будет добавлен еще один стержень, для компенсации потерянной длины.
Соединяем электроды проводником. Если арматура стальная — лучше всего подойдет сварка. Медные стержни соединяются болтовой стяжкой, проводник должен иметь сечение не менее 30% от сечения электродов.
После сборки контура, проводим замеры сопротивления растекания тока. Требования к контуру заземления для индивидуального жилья — 10 Ом. Измерение лучше доверить сертифицированным специалистам, у которых имеется соответствующее оборудование. Тем более, что при получении ТУ от энергетиков, вам все равно придется представить систему заземления для измерений. Если сопротивление выше нормы — добавляем электроды и привариваем их к контуру. Пока не получим норму.
Контур заземления внутри объекта
Как правило, это стальная шина, проложенная открытым способом по внутренней поверхности стен, вблизи пола.
В индивидуальных жилых домах монтаж внутреннего контура заземления не проводится. По причине невысокого класса опасности помещения, и небольшого количества электроустановок. Вместо внутреннего контура устанавливается заземляющий щиток, или главная заземляющая шина (ГХШ).
Щиток соединяется либо с внутренним контуром (как на иллюстрации), либо с помощью проводника с внешним контуром заземления. Непосредственно от щитка выполняется разводка проводников защитного заземления по электроустановкам. Часто вместо щитка заземления, может применяться контактная колодка «PE», непосредственно во входном щите квартиры.
Мы подробно рассмотрели, что такое контур заземления, для чего он нужен, и каким он должен быть согласно ПУЭ. Самостоятельная установка не снижает ответственности: от выполнения требований безопасности зависит ваша жизнь, и жизнь домочадцев.
Видео по теме
ТТ заземление в песке.
Что впринципе могу использовать:
фундамент дома состоит из строительных свай, в нутри каждой сваи 4 толстенных арматуры связанных между собой по кругу проволокой (
5-7 мм), сваи между собой не соединены, в высоту по 3 сваи, в длину приблизительно по полторы, стыки залиты раствором цемента.
подвал дома не загроможден, есть возможность приварить к сваям пластину по внутреннему контуру.
контур заземления вокруг дома.
Ниже набросал 2 варианта заземления.
f1eryG написал :
Что впринципе могу использовать:
А еще ВЛ возможно есть PEN.
ink_mast написал :
А еще ВЛ возможно есть PEN.
В смысле сделать ТN-C-S заземление?
f1eryG написал :
Исключаю:
контур заземления вокруг дома.
Какими документами и расчётами руководствовались принимая такое решение?
f1eryG написал :
В смысле сделать ТN-C-S заземление?
Сначала вам стоит выяснить о наличии PEN.
f1eryG написал :
Что касается дел на ВЛ не известно.
Smily написал :
Какими документами и расчётами руководствовались принимая такое решение?
Дом не маленький, от него отходят бетонные дорожки, к дому приделан огромный гараж, от него тянутся коммуникации в земле, крайне не хочется все это хозяйство обкапывать и подкапывать.
Выкладываю еще одно безумное творение варианта заземления 
f1eryG написал :
Выкладываю еще одно безумное творение варианта заземления
Думал, сваи вертикально забиты.
Глубинные заземлители Вам в помощь. Три электрода метров по девять каждый.
Соединение свай расположенных таким образом, даст лишь некоторый эффект уравнивания потенциалов, что положительно скажется на срабатывании УЗО.
то есть в принципе, можно забить 2-3 метра, приварить еще 2-3 метра вбить дальше, по такому принципу?
f1eryG написал :
то есть в принципе, можно забить 2-3 метра, приварить еще 2-3 метра вбить дальше, по такому принципу
не тот это принцип.
ПPOPAБ написал :
Глубинные заземлители Вам в помощь.
это омеднённые стальные стержни.цена кусается,плюс ещё инструмент что бы их забить.
а вообще песок очень плохое растекание даёт(в смысле много железа забивать придётся)
f1eryG написал :
то есть в принципе, можно забить 2-3 метра,
есть готовые комплекты, примерно по полтора метра штыри, скручиваются, забиваются перфом, если считать свой труд, по цене то на то и выходит в сравнении с обычными системами.
f1eryG написал :
то есть в принципе, можно забить 2-3 метра, приварить еще 2-3 метра вбить дальше, по такому принципу?
Кто нибудь может дать приблизительные цены на комплект глубинного заземления, сколько сайтов посмотрел, но цены не где не указано. Скорее всего на нем и остановлюсь. Посмотрел варианты исполнения на сайтах продавцов, возможен вариант забивания одного штыря, а возможно и 3-х, как будет правильней?
Такой комплект будет в самый раз? » > Может где дешевле есть?
юра Т написал :
есть готовые комплекты, примерно по полтора метра штыри, скручиваются, забиваются перфом, если считать свой труд, по цене то на то и выходит в сравнении с обычными системами.