Зачем нужны длинные вертикальные заземлители?

При проектировании заземления в условиях средней полосы России обычно выбирают металлические штыри небольшой длины - около 3 м, размещаемые на глубине не менее 0,5 м. Такая длина позволяет забить штыри в землю даже вручную, без особых технических ухищрений. К тому же, данной длины стержней достаточно, чтобы снизить влияние промерзания и высыхания грунта на сопротивлении заземления. Но для того, чтобы обеспечить необходимые значения сопротивления заземления, требуется вбить в землю не менее трех штырей. Размещаются они на расстоянии, примерно, равном длине стержней. В итоге заземление занимает значительную площадь.

Сопротивление заземления обратно пропорционально площади контакта электрода с почвой. Значит несколько коротких штырей можно заменить одним длинным, при условии, сохранения суммарной длины. Одно из главных преимуществ длинных вертикальных заземлителей - использование минимального количества места для организации заземляющего устройства.

Особый интерес представляют вертикальные заземлители длиной более 10 м. Такие заземлители способны легко достигнуть уровня грунтовых вод, т. е. водоносных слоев грунта, которые насыщены водой даже в периоды засухи на поверхности. Низкое значение сопротивления - еще одно огромное преимущество длинных вертикальных заземлителей по сравнению с заземлителями малого размера.

Так как толщина промерзающего зимой грунта существенно меньше длины вертикального заземлителя появляется еще одно положительное качество длинных вертикальных заземлителей - стабильность значения сопротивления в течении года, минимальная зависимость от промерзания и высыхания грунта.

Поскольку хранение и транспортировка заземлителя длиной порядка десятков метров представляет собой непростую задачу, они изготавливаются в виде нескольких штырей, соединяющихся друг с другом. Это — так называемое модульное заземление. Длина единого штыря заземления, погруженного в грунт может достигать 30 м. Примерами готовых комплектов являются комплекты заземления ZANDZ ZZ-000-015 (три штыря по 4,5 + 4,5 + 6 м или один штырь 15 м) и ZANDZ ZZ-000-030 (три штыря 10,5 + 10,5 + 9 м или один штырь 30 м).

Легкость монтажа модульного заземлителя обеспечивает использование отбойного молотка, на который устанавливается специальная насадка, входящая в комплект заземления. В грунт, по очереди, погружаются штыри, соединяясь между собой специальной резьбовой муфтой до тех пор, пока весь штырь в сборе не будет помещен в землю. Все операции могут быть выполнены одним человеком.

Элементы вертикального заземлителя изготавливаются из прочной стали. ГОСТ Р 50571.5.54-2013 допускает соединение элементов заземлителя ”экзотермической сваркой, опрессовкой, зажимами или другим разрешенным механическим соединителем”. А что такое “разрешенный механический соединитель”? Технический циркуляр 11/2006 ассоциации «Росэлектромонтаж» допускает резьбовое соединение элементов заземления, но при этом они должны быть стойкими к коррозии, либо защищены от нее. Иными словами, коррозионная стойкость элементов заземлителя должна быть сопоставима со сроком службы защищаемого объекта. Для обеспечения необходимой прочности, а также приемлемой стоимости основной компонент модульного заземления из стали - штырь изготавливают из стали. Один из возможных вариантов защиты его от коррозии -  покрытие слоем меди. А вспомогательные элементы (резьбовая муфта, зажимы-соединители и т.д.) можно изготовить из бронзы или нержавеющих сталей. Следует иметь в виду, что при забивании штыря медное покрытие должно выдерживать значительные механические нагрузки. Традиционный химический метод осаждения не позволяет добиться нужной прочности и степени адгезии. При появлении препятствий в грунте, такое покрытие штыря может отделяться или отслаиваться, что вызовет контакт незащищенной стали с грунтом, как следствие коррозию заземлителя и снижение срока службы.

В модульных заземлениях ZANDZ используется покрытие стальных штырей слоем меди толщиной не менее 0,25 мм выполненное методом электролитического осаждения. При использовании данного метода нанесения покрытие изгибается вместе со штырем и его повреждений при проходе препятствий не возникает. Резьба наносится методом накатки после нанесения покрытия: канавки не вырезаются, а выдавливаются, что позволяет сохранить постоянную толщину защитного слоя меди в области резьбового соединения. Диаметр штыря составляет 14 мм, что достаточно для обеспечения нужной прочности и удовлетворения требованиям нормативных документов. Облегчить процесс заглубления вертикального заземлителя можно с помощью установки на штырь заостренного стартового наконечника из особо прочной стали.

Срок службы модульного заземления ZANDZ в агрессивных грунтах 30 лет, в обычных — 100 лет.

Соединение элементов заземляющих устройств в земле Почему вертикальные заземлители нельзя располагать близко друг к другу? Электролитическое заземление в вечномерзлых грунтах: вертикальные или горизонтальные электроды? Электролитическое заземление в средней полосе России Анализ нормативного документа ФЕДЕРАЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА В ОБЛАСТИ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ "ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ" Шаговое напряжение: опасная неизвестность и надежная защита Природа электрохимической коррозии Безопасность людей в наземном транспорте при прямом ударе молнии Нержавеющее заземление можно проверить магнитом?