Решения

Заземление и защита ZandZ®

Заземление дома, на даче (расчет)

На заземление здания (дома) или дачи основное влияние оказывает грунт, поэтому расчет и устройство заземления должно основываться в первую очередь на его удельном сопротивлении.

В зависимости от состава грунта, размеров и плотности прилегания друг к другу частиц, влажности и температуры, наличия растворимых химических веществ (кислот, щелочей, продуктов гниения и т. д.) удельное сопротивление грунтов изменяется в очень широких пределах.

При расчете заземления дома или на даче в средней полосе России нужно учитывать, что основным грунтом здесь является глина (удельное сопротивление: 60 Ом/м), а также разнородные смеси глины и песка (удельное сопротивление: 50-200 Ом/м).

Заземляющее устройство на основе модульной штыревой системы заземления ZandZ .

Использование модульной штыревой системы заземления для строительства точечного глубинного заземлителя для дома или на даче.

1. Малая площадь (компактность) заземляющего устройства
2. Легкость и быстрота монтажа
1. Невозможность проведения монтажа в крупнокаменистом грунте

Достоинство в виде малой площади устройства позволяет монтировать такое заземление в подвалах зданий (актуально на даче), либо в близости от стен дома. Такое свойство также особенно актуально и полезно при проведении работ на густозастроенных городских участках. А также для обеспечения максимальной информационной безопасности на ряде предприятий и организаций.

Экономия:
- денежная – на аренде земли,
- временная – на получении разрешений и предписаний.

Расчет такого заземлителя производится как расчет стандартного металлического стержня, имеющего длину более 5-10 метров (стандартно используются 15- и 30- метровые заземлители. При необходимости такие заземлители соединяются между собой).

Расчетная формула (сопротивление одиночного вертикального заземлителя):

calculation1.jpg

где:
ρ – удельное электрическое сопротивление грунта (ом*м),
L – длина заземлителя (м),
d – диаметр заземлителя (м),
T - заглубление (расстояние от поверхности земли до середины заземлителя) (м).
Как правило, с учетом прокладки соединительного проводника между заземлителями на глубине 0,5 метра:

calculation2.jpg

π - математическая константа.

Модульная штыревая система заземления имеет следующие значения этих переменных:

15-метровый заземлитель (ZZ-000-015) 30-метровый заземлитель (ZZ-000-030)
L = 15 метров
d = 0,014 метра (14 мм)
T = 8 метров
L = 30 метров
d = 0,014 метра (14 мм)
T = 15,5 метров

Расчетная формула упрощается до:

15-метровый заземлитель (ZZ-000-015) 30-метровый заземлитель (ZZ-000-030)
calculation3.jpg calculation4.jpg

Стоит обратить внимание на тот факт, что практически получаемые результаты отличаются от теоретических. Это связано с тем, что в расчетных формулах используется НЕИЗМЕННОЕ удельное сопротивление грунта. Хотя в реальности, такого никогда не наблюдается. Даже если характер грунта не меняется, его удельное сопротивление уменьшается с глубиной, т.к. грунт становиться более плотным, более влажным; на глубине от 5 метров часто находятся водоносные слои. Фактически, получаемое сопротивление заземления будет ниже расчетного в разы. В некоторых областях это 2-3 раза в 70-90% случаев.

Для соединения заземлителя с объектом (дом, дача) используется медный провод или стальная полоса (часто полоса 4*40 мм). Сечение проводника в таком случае – не менее 70 мм2 для меди и не менее 160 мм2 для стали.

Соединение выполняется либо зажимом, входящим в комплект системы заземления, либо экзотермической сваркой.

house7.gif house8.gif

Использование модульной штыревой системы заземления для строительства многоэлектродного глубинного заземляющего устройства для дома или на даче.

1. Малая площадь (компактность) заземляющего устройства
2. Легкость и быстрота монтажа
1. Невозможность проведения монтажа в крупнокаменистом грунте

Достоинство в виде малой площади устройства остается и тогда, когда из-за высокого удельного сопротивления грунта или когда этого требуют нормы и правила, необходимо смонтировать заземляющее устройство с количеством электродов более одного. При этом остаются и другие достоинства.

Расчет такого заземлителя производится как расчет параллельно-соединенных одиночных заземлителей. Расчетная формула – такая же как и при расчете одиночного заземлителя, но необходимо учитывать взаимное влияние электродов (коэффициент использования). Итоговая формула будет выглядеть:
calculation5.jpg
где:
R1 – сопротивление одиночного заземлителя,
КИ – коэфициент использования,
N – количество электродов в заземлителе.
Проведя обратное вычисление получим расчетную формулу для необходимого количества электродов, если известна необходимая величина R:
calculation6.jpg
где:
] [- символ округления числа в бОльшую сторону.

Вклад соединительной полосы здесь не учитывается, но должен быть учитан при подробных расчетах.

Для соединения заземлителей с объектом и между собой используется медный провод или стальная полоса (часто полоса 4*40 мм) (рекомендуется использовать медный провод в изоляции – для увеличения срока службы соединительного проводника, несмотря на увеличение сопротивления заземления за счет изоляции проводника от грунта). Сечение проводника в таком случае – не менее 70 мм2 для меди и не менее 160 мм2 для стали.

Соединение выполняется либо зажимом, входящим в комплект системы заземления, либо экзотермической сваркой.

Расстояние между заземлителями выбирается равным их двойной глубине (т.е. 30 и 60 метров для 15- и 30- метровых заземлителей соответственно). Допускается уменьшение этого расстояния до 10 метров.

Уменьшение расстояния между заземлителями вызывает уменьшение эффективности их работы. При сокращении расстояния до величины равной их глубине необходимо использовать коэффициент использования = 0,8, т.е.
calculation8.jpg

При сокращении расстояния до 10 метров:

15-метровый заземлитель (ZZ-000-015) 30-метровый заземлитель (ZZ-000-030)
calculation9.jpg calculation10.jpg

где:
N – количество электродов в заземлителе устройства.

Схема расположения заземлителей не имеет особого значения (при соблюдении расстояний). Традиционно применяется расположение «по периметру/контуру объекта» и «в ряд».

house9.gifhouse10.gifhouse11.gifhouse12.gif


Заземляющее устройство для дома или на даче на основе электролитической системы заземления ZandZ.

Использование системы заземления для строительства долговечного и качественного заземлителя в сложных грунтах.

1. Возможность построения заземлителя в:
- вечномерзлой
- каменистой
- песчаной
почве без применения специальной техники и насыпного грунта
2. Срок службы заземлителя - более 50 лет
1. Возможность просадки грунта из-за образования талика
2. Неработоспособность в скальном монолите

Использование электролитической системы заземления целесообразно в грунтах с высоким удельным сопротивлением (от 500 до 1000 Ом*м) и/или там, где по каким-то причинам невозможен монтаж электродов на глубину более 2 метров. При таких условиях использование простых металлических электродов неэффективно из-за необходимости применять большое кол-во таких заземлителей (до 100).

house13.gif

Расчет такого заземлителя производится как расчет горизонтальной металлической трубы, имеющей длину 3 метра, с учетом выщелачивания соли из электрода в окружающий грунт.

Расчетная формула (сопротивление одиночного горизонтального заземлителя):

calculation11.jpg

где:
С – коэффициент содержания соли в грунте,

Коэффициент варьируется от 0,5 до 0,05. Как правило, он составляет 0,15 через 6 месяцев выщелачивания солей электрода в плотном грунте и через 0,5 - 1 месяц выщелачивания солей электрода в рыхлом грунте.

Процесс можно ускорить путем добавления воды в место монтажа системы.

ρ – удельное электрическое сопротивление грунта (ом*м),
L – длина заземлителя (м),
d – диаметр заземлителя (м),
h - заглубление (расстояние от поверхности земли до верхней точки заземлителя) (м).
π - математическая константа.

Электролитическая система заземления имеет следующие значения этих переменных:

Заземлитель ZZ-100-102

L = 3 метра
d = 0,065 метра (65 мм)
h = 1 метр
C = 0,15

Расчетная формула упрощается до:

Заземлитель ZZ-100-102
calculation12.jpg

Расчет заземлителя, выполненного из нескольких электродов, производится как расчет параллельно-соединенных одиночных заземлителей. Итоговая формула будет выглядеть:
calculation13.jpg
где:
R1 – сопротивление одиночного заземлителя,
КИ – коэффициент использования,
N – количество электродов в заземлителе.

Проведя обратное вычисление получим расчетную формулу для необходимого количества электродов, если известна необходимая величина R:

calculation14.jpg

где:
] [ - символ округления числа в большую сторону.

Вклад соединительной полосы не учитывается за счет минимального вклада в общий расчет.

Для соединения заземлителей с объектом и между собой используется медный провод или стальная полоса (часто полоса 4*40 мм) (рекомендуется использовать медный провод в изоляции – для увеличения срока службы соединительного проводника). Сечение проводника в таком случае – не менее 70 мм2 для меди и не менее 160 мм2 для стали.

Соединение выполняется либо зажимом, входящем в комплект системы заземления, либо экзотермической сваркой.

Расстояние между заземлителями выбирается так, чтобы между их горизонтальными элементами было не менее двух их длин. Т.к. длина этих элементов равна 3 метра, расстояние между ними должно быть не менее 6 метров (рекомендуемое – 7 метров).

Уменьшение расстояния между заземлителями вызывает уменьшение эффективности их работы. При расстоянии между 3-х метровыми горизонтальными электродами заземлителя в 7 метров необходимо использовать коэффициент использования = 0,9-0,99, т.е.

Заземлитель ZZ-100-102
calculation15.jpg

где:
N – количество электродов в заземлителе устройства.

Расположение заземлителей выбирается исходя из минимальной занимаемой площади («по периметру/контуру объекта», «параллельно»).

house14.gifhouse15.gifhouse16.gif