Заземлитель DKC
Заземлитель DKC: технические характеристики, конструктивные особенности и применение
Заземлитель DKC представляет собой специализированное электротехническое изделие, предназначенное для создания надежного и долговечного контакта с грунтом в составе контура защитного или рабочего заземления. Продукция под брендом DKC, производимая международным концерном, соответствует современным международным стандартам (IEC, ГОСТ) и разработана для применения в энергетике, телекоммуникациях, строительстве промышленных и гражданских объектов. Конструктивно заземлители DKC делятся на два основных типа: модульно-штыревые системы глубинного заземления и фундаментные заземлители.
Модульно-штыревые системы глубинного заземления
Данная система является наиболее распространенным решением для организации заземления на различных типах грунтов. Ее принцип основан на вертикальном погружении на глубину от 6 до 30 и более метров омедненных стальных стержней (электродов), которые соединяются между собой резьбовыми муфтами. Это позволяет достигать низких значений сопротивления растеканию тока даже на каменистых грунтах или при ограниченной площади.
Конструктивные элементы системы
- Вертикальный заземляющий электрод: Стальной стержень с высококачественным покрытием из чистой меди (толщина 250 мкм по ГОСТ Р 50571.5.54-2013) методом электролитического осаждения. Длина стандартных стержней: 1,5 м. Диаметр: 14,2 мм; 17,2 мм. Медь обеспечивает высокую коррозионную стойкость и стабильное переходное сопротивление.
- Резьбовая муфта: Изготавливается из латуни или омедненной стали. Предназначена для механического и электрического соединения стержней между собой в колонну. Обеспечивает прочное соединение, выдерживающее усилие забивания.
- Наконечник для погружения (насадка ударная): Из высокопрочной закаленной стали. Устанавливается на верхний конец первого стержня для предотвращения деформации резьбы и облегчения прохождения твердых слоев грунта.
- Зажим для соединения с горизонтальным проводником: Обычно используется зажим типа GECA (омедненный) или аналогичный. Обеспечивает неразъемное или разъемное соединение вертикального электрода с горизонтальной полосой или круглым проводником с помощью болтового соединения. Материал – латунь или омедненная сталь.
- Головка направляющая для отбойного молотка: Адаптер, позволяющий использовать для погружения стержней стандартный отбойный молоток (пневматический или электрический), что значительно ускоряет монтаж.
- Паста для защиты электрического контакта (контактная смазка): Антиоксидная токопроводящая паста на основе цинка и меди. Наносится на резьбовое соединение перед сборкой. Защищает соединение от коррозии, снижает переходное сопротивление и стабилизирует его на весь срок службы.
- Минимальная площадь: Не требует больших земляных работ, может быть смонтирована в подвале здания или на ограниченной территории.
- Глубина погружения: Возможность достижения глубоких, несмерзающихся и не пересыхающих слоев грунта с низким и стабильным удельным сопротивлением.
- Прочность и долговечность: Омедненные стержни устойчивы к коррозии, срок службы в нормальных грунтах превышает 30 лет.
- Простота монтажа и контроля: Возможность наращивания длины по мере погружения и измерения сопротивления после установки каждого стержня.
- Предсказуемый результат: Сопротивление заземления можно рассчитать на этапе проектирования с высокой точностью.
- Заземлитель фундаментный омедненный (тип FGE): Представляет собой стальную полосу или круглый прут с омеднением, к которому приварены или прикреплены на зажимах выводы для соединения с внутренней системой уравнивания потенциалов (ГЗШ) и внешним контуром. Укладывается в опалубку фундамента перед заливкой бетона.
- Заземлитель лучевой: Состоит из центрального узла (зажима) и расходящихся лучей из омедненной полосы или проволоки. Обеспечивает распределенное заземление по площади фундамента.
- ГОСТ Р 50571.5.54-2013 (МЭК 60364-5-54:2011) «Электроустановки низковольтные. Часть 5-54. Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов.»
- ГОСТ Р 58698-2019 (МЭК 62561-2:2017) «Компоненты систем молниезащиты. Часть 2. Требования к проводникам и заземляющим электродам.»
- Правила устройства электроустановок (ПУЭ), Глава 1.7 «Заземление и защитные меры электробезопасности».
- ln(4L/d), где L – длина электрода, d – его диаметр. Для сложного контура расчет ведется по методикам ПУЭ с учетом взаимного экранирования электродов.
- Защитное заземление: Заземление электроустановок зданий (ТN-S, ТN-С-S, TT системы) для защиты от поражения электрическим током.
- Молниезащита (Заземление молниеотводов): В составе внешней молниезащиты (МЗС) для отвода тока молнии в землю.
- Рабочее (функциональное) заземление: Заземление нейтрали трансформаторов, генераторов в сетях до 1000 В и выше.
- Заземление телекоммуникационного оборудования: Обеспечение работоспособности и защиты чувствительной аппаратуры связи, серверных, ЦОД.
- Заземление установок катодной защиты: В качестве анодных или катодных заземлителей для защиты подземных металлических сооружений от коррозии.
- Заземление объектов энергетики: Подстанции, распределительные пункты, опоры ЛЭП.
- Подготовка и разметка: Определение мест установки вертикальных электродов согласно проекту.
- Сборка первого стержня: На резьбу наносится контактная паста, накручивается наконечник для погружения. На верхний конец устанавливается направляющая головка для отбойного молотка.
- Погружение: Стержень забивается в грунт до уровня 15-20 см над землей.
- Наращивание: Головка снимается, на резьбу наносится паста, накручивается муфта, в которую вкручивается следующий стержень. Процесс повторяется до достижения проектной глубины или расчетного сопротивления.
- Измерение и подключение: После погружения всей колонны измеряется сопротивление растеканию. К верхнему концу с помощью зажима типа GECA крепится горизонтальный заземляющий проводник (полоса или провод). Место соединения рекомендуется защитить гидроизоляционной лентой или покрытием.
Преимущества модульно-штыревой системы DKC
Фундаментные заземлители DKC
Данный тип заземлителей применяется в системах уравнивания потенциалов и в качестве естественных заземлителей согласно ПУЭ (п. 1.7.109). Они монтируются непосредственно в бетонный фундамент здания на этапе его заливки.
Конструкция и типы
Принцип действия и преимущества
Бетон, благодаря своей гигроскопичности и высокой щелочности, создает хороший электрический контакт с грунтом и металлическим электродом. Удельное сопротивление влажного бетона сопоставимо с многими типами грунтов. Преимущества: высокая коррозионная стойкость, отсутствие необходимости в отдельном земляном контуре, равномерное распределение тока, долгий срок службы (равный сроку службы здания), экономия на земляных работах и материалах.
Технические характеристики и нормативные требования
Заземлители DKC проектируются и изготавливаются в соответствии с ключевыми стандартами:
Таблица 1. Основные параметры омедненных стержней DKC
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Материал сердечника | Сталь марки 08пс/10пс | Высокая прочность на изгиб и растяжение |
| Покрытие | Электролитическая медь, 250 мкм | Соответствие классу А по ГОСТ |
| Диаметр стержня | 14,2 мм; 17,2 мм | Наиболее ходовые типоразмеры |
| Длина стержня | 1,5 м (стандарт), 2,0 м, 3,0 м | Возможна поставка нестандартной длины |
| Вид резьбы | Метрическая или дюймовая (UNC) | Зависит от типа муфты |
| Минимальный срок службы | 30 лет | В грунтах с нормальной агрессивностью |
Таблица 2. Сопротивление растеканию одиночного вертикального электрода в зависимости от грунта
| Тип грунта | Удельное сопротивление ρ, Ом*м | Сопротивление стержня 1,5м, Ом (приблизительно) |
|---|---|---|
| Торф, влажная глина | 20 — 50 | 15 — 35 |
| Суглинок, чернозем | 50 — 100 | 35 — 70 |
| Песок влажный | 100 — 300 | 70 — 200 |
| Песок сухой, гравий | 300 — 1000 | 200 — 700 |
| Скальный грунт | 1000 — 5000 | Требуется применение глубинной системы |
Примечание: Для точного расчета используется формула для одиночного вертикального заземлителя: R = (ρ / (2πL))
Области применения заземлителей DKC
Монтаж и эксплуатация
Монтаж модульно-штыревой системы требует соблюдения последовательности операций:
Важно: Все соединения должны быть доступны для осмотра и контроля, за исключением неразъемных сварных соединений, защищенных от коррозии.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем омедненный стержень лучше оцинкованного или черного стального?
Медь обладает значительно более высокой коррозионной стойкостью в большинстве типов грунтов по сравнению с цинком и, тем более, с незащищенной сталью. Омедненный стержень сочетает прочность стального сердечника и электрохимическую стойкость медной оболочки. Цинковое покрытие в грунтах с низким pH (кислых) или высоким pH (щелочных) разрушается быстрее. Это обеспечивает более длительный срок службы и стабильность электрических параметров заземлителя.
Как рассчитать необходимое количество и глубину стержней?
Расчет выполняется на этапе проектирования на основе данных геологических изысканий (удельное сопротивление грунта ρ). Используются формулы для одиночного и группового заземлителя с учетом сезонного климатического коэффициента. Цель – достичь нормируемого сопротивления заземления (например, 4 Ом для сети 380/220 В с глухозаземленной нейтралью по ПУЭ). Часто применяется метод последовательного погружения и измерения после каждого стержня до достижения требуемого значения.
Можно ли использовать заземлители DKC в вечномерзлых и каменистых грунтах?
Да, модульно-штыревая система является предпочтительным решением для таких условий. В вечномерзлых грунтах стержень погружается ниже глубины промерзания, где грунт сохраняет влажность и проводимость. В каменистых грунтах используется специальная насадка-наконечник из твердой стали, а процесс забивания может потребовать применения мощного пневмоинструмента. В крайне сложных условиях применяется бурение лидерных скважин с последующей засыпкой специальным токопроводящим составом (электролитом).
Как соединять вертикальные электроды с горизонтальным проводником: зажимом или сваркой?
ПУЭ допускает оба метода. Сварка обеспечивает неразъемное и долговечное соединение с минимальным переходным сопротивлением, но требует оборудования и квалификации, а место сварки необходимо защищать от коррозии. Болтовые зажимы (типа GECA) обеспечивают разъемное соединение, удобное для контроля и измерения. Они должны быть выполнены из коррозионностойких материалов (латунь, омедненная сталь), а место контакта должно быть защищено от попадания влаги и почвенной агрессии. В ответственных установках предпочтение отдается сварке.
Какой срок службы у омедненного заземлителя DKC?
Заявленный производителем срок службы в грунтах со средней агрессивностью составляет не менее 30 лет. Фактический срок может быть больше и зависит от агрессивности конкретного грунта (кислотность, влажность, наличие блуждающих токов, содержание хлоридов и сульфатов). Регулярный контроль сопротивления заземляющего устройства (не реже 1 раза в 12 лет по нормам ПТЭЭП) позволяет оценивать состояние контура и прогнозировать его остаточный ресурс.
Нужно ли обслуживать модульно-штыревую систему заземления после монтажа?
Система не требует планового обслуживания, но подлежит периодической проверке (визуальный осмотр доступных соединений, измерение сопротивления растеканию тока). В случае увеличения сопротивления сверх нормы возможна установка дополнительных вертикальных электродов и их подключение к существующему контуру.
Заключение
Заземлители DKC, представленные модульно-штыревыми системами и фундаментными конструкциями, являются технически совершенным и надежным решением для организации заземляющих устройств любого уровня сложности. Их применение обеспечивает соответствие строгим требованиям современных стандартов безопасности, долговечность и стабильность работы электроустановок, систем молниезащиты и телекоммуникаций. Правильный выбор типа заземлителя, грамотный расчет и профессиональный монтаж являются залогом создания эффективной и долговечной системы заземления.