Монтаж вертикальных заземлителей

Способ монтажа вертикального заземлителя зависит от габарита электрода заземления, типа грунта и его состояния при монтаже (мерзлый, талый), времени года и климатического условия, количества погружаемых в грунт электродов, удаленности баз механизации и объектов между ними, наличия и возможности приобретения приспособлений и механизмов, необходимых для монтажа. Учитывается также сравнительная характеристика механизма и стоимость его эксплуатации, объем выполняемой работы и конкретные условия для их выполнения.

Рациональные монтажные способы:

1) для талого, мягкого грунта – вдавливание и ввертывание стержневого электрода, забивка и вдавливание профильного электрода;

2) для плотного грунта – забивка электрода с любым сечением; для мерзлого грунта – вибропогружение;

3) для скального и мерзлого грунта при необходимости глубоких погружений – закладывание в пробуренную скважину.

У забитых электродов сопротивление растеканию минимальное; сопротивление электродов, смонтированных ввертыванием, на 20…30 % выше; сопротивление электродов, заложенных в готовые скважины и засыпанных рыхлым грунтом, могут оказаться еще выше, что не позволяют вводить электроустановки в эксплуатацию.

При вдавливании в грунт и погружении вибраторами сопротивление электродов усиливается незначительно, а у забитых электродов сопротивление превышает лишь на 5…10%. Сопротивление электродов, которые погружены вибраторами, вдавлены и забиты, через 10…20 дней начинает выравниваться. Еще больше времени потребуется, чтобы восстановить структуру грунта и уменьшить сопротивление электродов, которые ввернуты в грунт, особенно при использовании уширенных наконечников на электродах, что облегчают погружения, но разрыхляют грунт.

Во время забивки можно применить стальной электрод с любым профилем – уголковый, квадратный, круглый, однако наименьшие расходы металла (при тождественной проводимости) и самая большая устойчивость к грунтовым коррозиям (в случае равных расходов металла) достигается при использовании стержневого электрода из круглой стали. Для забивки в обычный грунт на глубину до 6 м экономичней использовать стержневой электрод диаметром 1,2…1,4 см. При глубине до 10 м и при забивке короткого электрода в особо плотный грунт необходим более прочный электрод диаметром от 1,6 до 2 см.

Для глубокой забивки электрода (больше 10…12 м) применяем механизм ударно-вибрационного действия – вибратор, с помощью которого электрод легко погрузить даже в хорошо промерзший грунт. Вибратором можно погрузить электрод значительно глубже, чем ввертыванием и вдавливанием, что очень важно для грунтов, где высокое удельное сопротивление (порядка 1000 Ом) и глубокий уровень грунтовых вод (больше 9 м).

Если при проектировании не был зондирован грунт и неизвестны его электрические характеристики, во избежание лишних работ монтаж глубинного заземлителя проводим в следующей последовательности:

1. Подготовим отрезки электрода. Их длину принимаем соответственно конструкции применяемого механизма.

2. Забиваем нижний отрезок электрода.

3. Измерим у забитого отрезка сопротивление растеканию.

4. Привариваем следующий электродный отрезок.

5. Забиваем второй отрезок и заново выполняем измерение.

6. Продолжаем работу до достижения необходимой проводимости.

Как и любые другие способы, ввертывание электрода имеет свои недостатки и преимущества, определяющие его использование в конкретных условиях. Главное преимущество – относительная легкость освоения механизированного приспособления (ручной электросверлильной машины, малого бензодвигателя), который позволяет заглубить электрод лишь на малую глубину, что в ряде случаев увеличивает расход металла и число электродов. У этих приспособлений мощность небольшая, и чтобы облегчить ввертывание, приходится использовать наконечники на электродах, которые разрыхляют грунт. Это резко повышает у грунта электрическое сопротивление на период, пока не восстановиться его структура. Заземлители нужно быстро вводить в эксплуатацию, и из-за этого увеличивается число погружаемых электродов (чтобы достичь необходимой проводимости заземлителей) и, как следствие, происходят дополнительные расходы металла. Но несмотря на это, во многих случаях способ ввертывания позволяет экономично и быстро смонтировать устройство для заземления.

Вертикальный глубинный заземлитель обеспечивает хорошую проводимость благодаря контакту с нижним слоем грунта, особенно если он обладает увеличенным сопротивлением. Горизонтальный заземлитель незаменим по причине отсутствия механизма для монтажа вертикального электрода в гравийных, скальных и других грунтах. Если скальный грунт покрыт земляным слоем, то выполнение горизонтальных или «лучевых» заземлителей могут оказаться менее трудоемкими и сравнительно дешевыми. Горизонтальный заземлитель прокладываем и для соединения смонтированного вертикального электрода в универсальный сложный заземлитель либо контур заземления.

Лучевые заземлители часто применяем для молниезащиты. В летнее время хорошую проводимость могут обеспечить горизонтальные заземлители, проложенные в торфяных или других хорошо проводящих талых верхних слоях земли. То же самое относится и к сезонной электроустановке, работающей летом.

Конструктивно горизонтальный заземлитель может быть выполнен из полосовой, круглой или любой прочей стали. Предпочтение все же отдаем круглой стали. Она при той же массе и проводимости обладает меньшей поверхностью и большей толщиной, вследствие чего имеет меньшую коррозийную уязвимость. Помимо этого, круглая сталь стоит дешевле и легко монтируется. Поэтому для протяженного заземлителя, как и для вертикального электрода, при устройстве которым не предъявляются специальные требования по количеству уносимого металла, по термической устойчивости и др., рекомендуется использовать круглую малоуглеродистую сталь.

Для горизонтальных заземлителей способ монтажа выбираем в зависимости от объема работы, удаленности объекта строительства от базы механизации, наличия и возможности приобретения механизмов, характера грунта и других факторов.

Если поблизости объекта имеется водоем, на дне водоема укладываем протяженный заземлитель, а от него прокладываем соединительную кабельную или воздушную линию к объекту. В стесненных условиях, например, при монтаже горизонтальной перемычки между 2 и 3 вертикальными электродами, для укладывания короткого горизонтального заземлителя траншею зачастую копаем вручную.