Заземление вертикальное: Зачем нужны длинные вертикальные заземлители?

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.

Смотрите также:

Технология вертикального заземления домов и сооружений

В настоящий момент в сфере строительства, реконструкции и реставрации объектов большое распространение получают новейшие энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и материалы. Одним из ресурсосберегающих решений при проектировании и строительстве заземляющих устройств выступает технология защитного заземления, выполняемая путем погружения вертикальных заземлителей, произведенных из омедненной стали в грунт на глубину 20, 30 и более метров.

Немного истории…

Разработки в области проектирования глубинного заземления домов, электроустановок, зданий и сооружений начались еще в прошлом веке. Еще в 1960-х гг. прошлого столетия доказывались преимущества использования технологии глубинного вертикального заземления. Технология, которую мы используем сейчас, впервые была представлена на Всесоюзной конференции по заземлению в 1966 году. Ее представил инженер Ленэнерго Я.А.Цирель, который защитил по данной теме диссертацию, а также издал большое количество научных трудов. Однако после распада Советского Союза о данной технологии на постсоветском пространстве забыли. Данной ситуацией воспользовались в Соединенных штатах и Европе. Таким образом, получилось, что разработанная нашими учеными технология создания систем заземления запатентована за рубежом и нашла там широкое распространение. Это подтверждается тем фактом, что в настоящее время в Европе и США практически ни один объект не обходится без применения технологии глубинного заземления.

Основные преимущества технологии

Применение технологии позволяет:

• Выполнять работы в труднодоступных местах
• Сохранять целостность прилегающей к зданию территории
• Проводить предпроектное исследование грунта
• Минимизировать расходы при строительстве заземляющих устройств
• Сокращать сроки строительства
• Увеличивать сроки эксплуатации

Монтаж в труднодоступных местах

Разработки и специальные предложения от нашей компании позволяют выполнять заземление и зануление установок на объектах, которые расположены в пределах города, а, следовательно, в условии ограниченной территории, и минимальной используемой площади.

Работы по монтажу могут производится в стесненных условиях — на стройплощадке площадью в один квадратный метр и даже в условиях смотрового колодца диаметром 50 см. При этом все необходимые материалы и оборудование с легкостью размещаются в багажнике легкового автомобиля.

Проблемы качества при строительстве заземляющих устройств

Заземление электроустановок в жилых домах и промышленных зданиях производится не всегда качественно. Строительные бригады пытаются сдать строительный объект, не соответствующий требованиям промышленной безопасности. Заземляющее устройство, где не удалось достигнуть необходимую норму сопротивления. засыпается, например, поваренной солью. Впоследствии такое заземляющее устройство может вообще выйти из строя, а вместе с ним выйти из строя все электрооборудование здания. Некачественное строительство зачастую связано с некачественным проектированием. Так некоторые проектные организации не проводят геологических изысканий, которые дают информацию о свойствах подземного грунта, его составе, удельном сопротивлении, что позволяет рассчитать точную конфигурацию и сечение заземляющего устройства. Проектирование заземляющего устройства «на глазок», очевидно, когда проект снабжается припиской следующего содержания: «. ..при не достижении необходимого уровня сопротивления заземления строительство продолжать в направлении свободного участка территории…».

Исследование грунта методом пробного электрода

Забивка вертикального заземлителя на 15 метров в одной точке
Для проектирования заземляющего контура, определения сечения заземлителя и его конфигурации требуются данные о свойствах подземного грунта, которые обычно получают через геологические изыскания. Технология глубинного вертикального заземления предлагает перспективную альтернативу геологическим исследованиям – метод пробного электрода.

С помощью глубинного вертикального заземлителя возможно осуществить предпроектную (пробную) забивку одного электрода на глубину 10-15 метров, что дает возможность проектировщику получить необходимые объективные данные о всех свойствах подземного грунта, об удельном сопротивлении грунтов и о тенденции падения сопротивления с глубиной погружения. Данный способ исследования грунта намного дешевле геологических исследований, к тому же забитый электрод на стадии строительства впоследствии будет входить в состав контура заземления. При этом будут получены данные для расчета необходимого количества материалов для строительства заземляющего контура.

Экономия средств при строительстве

Проливка заземлителя раствором смеси для нормализации заземления «Поспех»
Важным плюсом применяемой нами технологии выступает ее относительная дешевизна. Экономия, в случае обращения к нам, составит порядка 30-40% по сравнению с затратами при выполнении работ с использованием бурильных агрегатов.

Основная экономия связана с тем, что работы по устройству заземления производятся при помощи мощного отбойного молотка, а не бурильной установки, т.е. требуются минимальные земляные работы. Сметная стоимость будет ниже и по сравнению с технологиями, использующими обычную сталь.

Короткие сроки возведения

Обычно контур заземления принимается заказчиком при наличии протокола замеров сопротивления растекания тока.

Установка клеммы омметра
При выполнении работ с помощью бурильных установок, для определения показателя сопротивления системы заземления придется ждать. В некоторых случаях должно пройти до двух недель, прежде чем вы сможете получить действительный уровень показателя сопротивления, в противном случае разрыхленный грунт покажет ложные результаты.

При использовании технологии вертикального заземления вследствии хорошей адгезии на заземлителях определить показатель сопротивления возможно непосредственно после окончания выполнения работ по защитному заземлению.

Поэтому средние сроки сдачи наших объектов – 2 дня.

Гарантия долговечности

Проведение замеров сопротивления растекания то
Наша компания гарантирует исключительную долговечность эксплуатации омедненых стержней — не менее 50-ти лет. Примером такой долговечности может служить один из экспонатов Национального музея истории Республики Беларусь. Это медный горшок, возраст которого определен в тысячу лет, что не может не говорить о долговечности и надежности такого металла, как медь. Согласно своим химическим свойствам, разложение меди возможно только при температуре не ниже 225 градусов. Наши глубинные заземлители забиваются на глубину пятнадцать, двадцать и тридцать метров, где средняя температура грунта будет сохраняться на уровне 0 +2⁰С. Максимум, что может произойти на такой глубине грунта, так это окись верхнего слоя медного покрытия.

Если Вы нуждаетесь в надежном заземлении для Вашего здания, сооружения или частного дома, звоните нам по телефонам, указанным на сайте.

Узнать стоимость комплекта заземления

Каталог продукции ООО «Интербелтрейд» смотрите здесь.

Заземление антенны Заземление » Примечания по электронике

Заземление антенны или система заземления могут быть ключевыми для ее работы, а также ключевой функцией безопасности.

Заземление антенны Включает:
Как заземлить антенну
Антенна ВЧ заземление
Плоскость заземления антенны

Знание того, как заземлить или заземлить антенную систему, может быть ключевым фактором в работе некоторых антенн.

Знание того, как правильно заземлить антенну, может значительно улучшить ее характеристики, в то время как плохое заземление или заземление может привести к значительному ухудшению ее характеристик.

Правильное заземление антенны делает антенну безопасной в использовании, а также позволяет добиться наилучших характеристик антенны.

Как заземлить антенну

Существует несколько аспектов заземления антенны. При рассмотрении того, как заземлить антенну, необходимо посмотреть, что требуется, и действовать соответственно:

• Как заземлить антенну для радиочастот:   Некоторые типы антенн несимметричны и предназначены для работы с заземлением, чтобы обеспечить их правильную работу. Сбалансированные антенны, такие как диполи, не нуждаются в радиочастотном заземлении для своей правильной работы, пока синфазные токи удерживаются от фидера. Однако многие вертикальные антенны и многие провода с концевым питанием используют свое ВЧ-заземление как неотъемлемую часть антенны. Для таких систем крайне важно, чтобы было выполнено хорошее заземление.
  
  • Система физического заземления:   Физическая система радиочастотного заземления создается путем прямого контакта с землей. Поскольку проводимость земли относительно низкая, проводник должен иметь хорошую площадь поверхности. Объем, в котором может иметь место проводимость, огромен, и поэтому, как только будет выполнено хорошее соединение с землей, фактическое сопротивление может быть низким, даже если удельное сопротивление материала заземления велико.     . . . . .Подробнее о ВЧ заземление антенны.
  • Заземляющая пластина:  Многие вертикальные антенны используют так называемую заземляющую пластину. Это имитация земли, сделанная из листа проводника, который обычно простирается на четверть длины волны от антенны. Часто проводник моделируется несколькими радиальными лучами, часто длиной в четверть длины волны.     . . . . .Подробнее о заземлении антенны .
• Как заземлить антенну в целях безопасности:   Антенна представляет собой металлический предмет, который иногда может оказаться под напряжением. Это может быть связано с подключением к оборудованию, которое выходит из строя и подает напряжение на антенну. Это могло произойти в результате аварии на линиях электропередач под напряжением. Все это происходило в прошлом и может представлять опасность.
• Как заземлить антенну на случай молнии:  Молния – это факт жизни. Есть много драматических фотографий молний, ​​бьющих в высокие здания или даже просто падающих на землю. Удар молнии может иметь очень разрушительный эффект. С типичными уровнями тока, возрастающими где-то между 3 000 и 140 000 ампер, неудивительно, что везде, где происходит прямой удар, происходит повреждение. Даже если прямого удара не произошло, индуктивное напряжение может быть очень высоким.
  
  Удар молнии
  Фотография сделана с вершины башни Петронас в Куала-Лумпуре Малайзия

Какой бы ни была причина необходимости заземления антенны, во многих случаях это требуется. Заземление антенны необходимо выполнять, зная, как правильно заземлить антенну.

Другие темы об антеннах и распространении:
ЭМ волны
Распространение радио
Ионосферное распространение
Грунтовая волна
Разброс метеоров
Тропосферное распространение

Основы антенны
Кубический четырехугольник
Диполь
Отключить
Ферритовый стержень
Логопериодическая антенна
Антенна с параболическим отражателем
Антенны с фазированной решеткой
Вертикальные антенны
Яги

Заземление антенны
телевизионные антенны
Коаксиальный кабель
Волновод
КСВ
Антенные балуны
MIMO

    Вернитесь в меню «Антенны и распространение». . .

Вертикальная антенна

. Почему несколько наземных радиальных антенн предпочтительнее одной заземляющей стойки, закопанной на глубину 1 м?

спросил
2 года 11 месяцев назад

Изменено
2 года, 3 месяца назад

Просмотрено
633 раза

$\begingroup$

Медный стержень длиной 1 м обеспечивает лучшую связь с землей для вертикального диполя?

• вертикальная антенна
• заземление
• противовес

$\endgroup$

2

$\begingroup$

Дипольная антенна не требует соединения с эталоном «радиочастотной земли» в виде заземляющего стержня или набора заглубленных радиальных элементов. Его эффективность излучения обычно составляет ~ 95% и более без него.

OTOH, вертикальный несимметричный вибратор требует ли пути к эталону ВЧ-земли, потому что этот путь обеспечивает 2-й вывод антенной системы , которая требуется для обеспечения полной цепи для протекания ВЧ-тока в и из него источник (передатчик). Без этого пути монополь практически не излучает электромагнитные волны в космос.

Радиочастотные токи текут по поверхности Земли и непосредственно под ней в радиусе 1/2 длины волны от основания монополя в результате его излучения. Сумма этих токов равна току, который течет по самому монополю. Поэтому важно минимизировать потери I²R на этом пути в районе Земли вокруг монополя.

Функция заглубленного заземляющего стержня или комплекта заглубленных радиалов, используемых с монополем, состоит в том, чтобы собирать радиочастотные токи в этой области Земли и доставлять их обратно в антенно-передающую систему.

Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) на рабочей частоте для заглубленного заземляющего стержня может превышать 50 Ом. Но набор из множества радиальных проводов, симметрично заглубленных вокруг основания монополя, может иметь ESR 1 Ом или меньше — вот почему для этого приложения предпочтительнее заглубленные радиальные провода.

$\endgroup$

$\begingroup$

Назначение заземляющих радиалов не в том, чтобы заземлить противовес.

Назначение плотного поля радиалов состоит в том, чтобы максимально имитировать идеальную зеркальную поверхность, чтобы в дальнем поле вертикальный монополь казался зеркально отраженным наполовину, что делало монополь более похожим на полноразмерный вертикальный диполь с максимумами диаграммы направленности, ортогональными монополю (нулевой «взлетный» угол).

Тогда как закопанный стержень совсем не похож на половину диполя в дальнем поле. Больше похоже на чрезвычайно резистивную, с потерями и слишком короткую контрпозицию, вызывающую гораздо более высокий угол «взлета» главного лепестка.

Подобно плотному полю радиалов, большая сплошная металлическая крыша на крыше автомобиля создает хорошую плоскость заземления для вертикальной антенны УВЧ, даже если автомобиль находится на резиновых шинах, изолирующих транспортное средство от фактического потенциала земли. .

С другой стороны, грязь — ужасная зеркальная поверхность, как для света, так и для ВЧ ЭМ.

$\endgroup$

2

$\begingroup$

Потому что радиальные действуют как земля, и они лучше справляются с этим, чем настоящая земля.

Земля (то есть грязь) не является хорошим проводником. Пара проложенных хороших проводников, следовательно, работает намного лучше в качестве заземляющего слоя, чем хорошо соединенная земля.

Для радиочастот хорошее соединение с потенциалом земли не обязательно — необходимо наличие большой проводящей плоскости.

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Действительно ли медный стержень длиной 1 м обеспечивает лучшую связь с землей для вертикального диполя?

Что действительно важно, так это проводимость . Ток не просто проходит через заземляющий стержень, а потом все готово. Он должен течь через окружающую почву.