Каким должно быть расстояние между заземляющими электродами?
09.12.2015
заземление монтаж рекомендации
09.12.15
Расчёт заземления подразумевает определение количества и конфигурации заземлителей, глубины их погружения и при учёте удельного сопротивления грунта. Все эти параметры напрямую влияют на итоговое сопротивление установленного заземления. Однако при монтаже не редко возникает вопрос и о таком параметре, как «минимальное расстояние между заземляющими электродами». Каким оно должно быть? На практике часто принимается в расчёт расстояние 3 метра, что подтверждает недавний вопрос от посетителя нашего сайта.
Для эффективного растекания тока, вертикальные электроды должны устанавливаться на расстоянии не менее их длины. Большую роль играет коэффициент использования, так как он показывает взаимное влияние заземляющих электродов в контуре заземления и имеет прямую зависимость от взаимного расстояния электродов. Прямые указания по размещению вертикальных электродов на расстоянии большем, чем их длина, указаны в пункте 2.2 РД 34.21.122-87
Вертикальные электроды должны устанавливаться на расстоянии не менее их длины
Расположение электродов в ряд также способствует более эффективному растеканию тока, по сравнению с контуром, потому что рабочие области электродов не перекрываются — коэффициент использования больше. Если несколько заземляющих электродов расположены слишком близко друг к другу, то данная схема заземления становится неэффективна, поскольку «рабочие зоны электродов» перекрываются — уменьшается рабочий объём этих зон и, следовательно, уменьшается эффективность работы каждого заземляющего электрода.
Таким образом, значение имеет общая длина электродов и их правильное расположение. Каждый проводник обладает электрическим потенциалом. Чем ниже сопротивление, тем лучше ток растекается в среде, тем сильнее снизится потенциал на заземлителе. Он будет приближаться к естественному потенциалу земли, т.е. к нулю. В результате снизится и величина опасного потенциала на корпусе поврежденной электроустановки.
Установка электродов в замкнутый контур подходит для размещения вокруг объекта, служит цели уравнивания и выравнивания потенциалов, что важно в молниезащите, а также позволяет получить низкое сопротивление заземления, т.к. может использоваться большая общая длина электродов.
У вас имеются другие вопросы о расчётах заземления и молниезащиты? Задайте их нашим техническим специалистам, которые с удовольствием предоставят на них ответы!
Смотрите также:
- Молниезащита и заземление
- Интересный проект: молниезащита для конюшни
- Можно ли красить молниеприемник?
- Омедненная сталь
Смотрите также:
Запросить расчет
Логин
Пароль
(success)
Фамилия
Отчество
Организация
Род деятельности ПроектированиеМонтаж/СтроительствоПродажаПрочее
Телефон Хочу быть Экспертом
Эксперт — человек, профессионал, готовый оказывать заказчикам (посетителям этого сайта) какие-либо услуги в областях:
- Продажа
- Проектирование
- Монтаж
Хочу получать новости ZANDZ на Email
Я ознакомился с правилами пользования сайтом
Дополнительную информацию о компании Вы сможете заполнить в личном кабинете после регистрации
Почему вертикальные заземлители нельзя располагать близко друг к другу?
Вертикальные заземлители небольшой длины
При использовании вертикальных заземлителей небольшой длины (порядка нескольких метров) для обеспечения необходимого заземления в землю устанавливают несколько штырей, которые соединяют между собой параллельно.
Естественно, поскольку такой массив занимает определённую площадь, возникает соблазн сэкономить пространство и разместить штыри ближе друг к другу. Но, на самом деле, этого не следует делать — есть определённое расстояние, ближе которого размещать штыри друг относительно друга не следует. О том, чему равно это расстояние и почему слишком близко расположенные штыри — это плохо, пойдёт речь в данной статье.
В том случае, если два электрода (штыря) находятся на бесконечно большом расстоянии друг от друга, то при их параллельном соединении идеальным проводником с нулевым сопротивлением общая проводимость такого заземлителя относительно земли будет равна сумме проводимостей обоих штырей относительно земли (напомним, что проводимость — это величина, обратная сопротивлению). Данное правило может быть обобщено и на большее количество электродов, тогда суммируются их проводимости.
Но что мы будем наблюдать, если расстояние между параллельно соединенными электродами меньше их длин или сопоставимо с ними? Проводимость такого заземления будет меньше суммы проводимостей двух отдельных штырей относительно земли.
Такое явление называется взаимным экранированием электродов. В свою очередь, оно обусловлено так называемым отталкиванием токов.
Основным фактором, определяющим электропроводность почвы, является наличие в ней влаги, в которой растворены соли. В результате получается электролит. При прохождении электрического тока через электролит положительные ионы движутся к отрицательному электроду (катоду), отрицательные ионы — к положительному электроду (аноду). Например, при использовании электродов из меди они будут выполнять роль анода. При этом, поскольку электроды соединены между собой проводником с низким сопротивлением, потенциалы на них относительно земли будут практически одинаковы.
Ионная проводимость в электролите
Ионная проводимость в электролитеЭлектрический ток связан с физическим переносом ионов. При близком расположении электродов одноименно заряженные ионы будут отталкиваться, что уменьшит интенсивность их движения.
Это и есть явление отталкивания токов. В итоге оно уменьшает общую проводимость системы из параллельно соединенных электродов.
Слишком большое расстояние между вертикальными электродами — это не только нерациональное использование земли, но и большая длина проводов, соединяющих электроды. Чем длиннее провода, тем выше их сопротивление. С другой стороны, если мы размещаем штыри слишком близко друг к другу, это снизит их эффективность. Отсюда следует, что должен быть некий оптимальный диапазон значений расстояния между вертикальными электродами заземления, в пределах которого обеспечиваются наилучшие технико-экономические показатели.
Защита сооружений от попадания молнии — крайне ответственная задача, поэтому для нее параметры заземления, состоящего из нескольких электродов, жестко прописаны, в том числе и расстояние между электродами. К примеру, согласно действующей Инструкции РД 34.
21.122-87, п. 2.2 для отдельно стоящих молниеотводов приемлемым является «искусственный заземлитель, состоящий из трех и более вертикальных электродов длиной не менее 3 м, объединенных горизонтальным электродом, при расстоянии между вертикальными электродами не менее 5 м».
При использовании заземления только для обеспечения безопасности эксплуатации электрических установок, целевым показателем является достижение нужного сопротивления заземления. Методика расчета на основании так называемого коэффициента использования приведена здесь. Чем выше значение коэффициента использования, тем заземление эффективнее. Следует отметить, что значение коэффициента использования зависит не только от расстояния между электродами, но и от количества электродов, а также от топологии их размещения (при одном и том же минимальном расстоянии между электродами расположение их в ряд дает больший коэффициент использования, чем при размещении в виде замкнутого контура).
Электричество установки заземления, часть подземного металлического каркаса
Размещение электродов по замкнутому контуру более удобно с точки зрения использования пространства, но при этом несколько снижается эффективность заземления по сравнению с электродами, расположенными в ряд
Эксперименты показали, что взаимное экранирование параллельно соединенных вертикальных электродов в земле наблюдается на уровне, оказывающим влияние на свойства заземления, при расстоянии менее 2,2L, где L – длина электрода.
Дальнейшее увеличение расстояния между электродами не дает уже ощутимой выгоды. С другой стороны, при расстоянии между электродами, не превышающим 0,033L, добавление новых электродов не уменьшает сопротивление заземления.
В реальности сопротивление заземления меняется в широких пределах в зависимости от времени года и погодных условий. Поэтому на практике для многоэлектродных вертикальных заземлителей часто используют эмпирическое правило —
Тем не менее, современные здания имеют все более сложную конструкцию, в них все больше используется металлических элементов.
Телекоммуникационное оборудование, особенно базовые станция мобильной связи, предъявляют очень жесткие требования к заземлению. Поэтому лучше все-таки не полагаться только на эмпирические правила, а обратиться в Технический центр ZANDZ.com, где опытные специалисты разработают вам проект заземления с учетом ваших конкретных задач и особенностей местности, где он будет реализовываться.
Смотрите также:
Заземление — Часто задаваемые вопросы
11. Как часто кольцевой заземляющий электрод должен подключаться к функциональному уравниванию потенциалов. Как часто нужно выводить клемму на поверхность?
При отсутствии системы молниезащиты через каждые 20 м (в зависимости от окружности здания) необходимо соединение функционального уравнивания потенциалов с кольцевым проводом. Если существует система молниезащиты, соединение выполняется с каждым токоотводом.
По нашему опыту, наиболее благоприятная конструкция включает соединение функционального уравнивания потенциалов с кольцевым заземлителем и клеммным наконечником на поверхности через каждые 10 м. Это упрощает модернизацию системы молниезащиты (до класса LPS II).
12. Водонепроницаемый бетон (белый бак), какие требуются проходные изоляторы?
Герметичные заземляющие проходные изоляторы, напр. Деталь № DEHN 478530, испытано давлением воздуха 5 бар в соответствии с DIN EN 62561-5. Герметичная стеновая проходка должна вести в помещение служебного входа, чтобы обеспечить простое подключение монтажного уровня.
13. Можно ли сделать кольцевой заземлитель из V2A?
Нет! Стандарт настаивает на использовании коррозионно-стойких материалов, т.е. В4А, номер материала 1.4571 или, как вариант, медный провод для прокладки в земле.
14. Почему соединяют кольцевой заземляющий электрод и проводник функционального заземления?
В случае прямого удара молнии поблизости могут возникнуть опасные перекрытия, скачки напряжения и электромагнитные помехи.
По этой причине две системы должны быть связаны друг с другом. Арматура должна быть присоединена к проводнику функционального соединения не реже, чем через каждые 2 м.
15. Наконечники для внешних систем молниезащиты также изготовлены из V4A?
Как правило, клеммные наконечники внешней системы молниезащиты рекомендуется изготавливать из V4A. Однако, согласно DIN EN 62305-3, также возможно использование других материалов, таких как, например, оцинкованный материал с дополнительной защитой от коррозии (при переходе между грунтом и грунтом).0004 С какой глубины начинается пропитанная незамерзающая зона для кольцевого заземлителя?
Заземляющие электроды следует прокладывать на глубине не менее 0,8 м, чтобы обеспечить необходимое пропитывание, а зимой — соответствующую глубину промерзания.
17. Как обеспечить функциональное эквипотенциальное соединение с фибробетонной плитой?
Фибробетон часто используется для фундаментных плит промышленных зданий.
Размер ячеек 10 х 10 м следует поддерживать для кольцевого заземлителя, который в данном случае находится в грунте под плитой перекрытия из фибробетона или под защитным слоем. Если в здании используются обширные данные и технологии автоматизации, размер ячейки должен быть уменьшен до 5 м x 5 м.
18. Как должно быть оборудовано здание с индивидуальным фундаментом, частичным подвалом и фундаментом с деревянной конструкцией согласно DIN 18014?
См. вопрос №. 9
19. Бетон какого качества считается водонепроницаемым?
Несмотря на то, что водостойкий бетон впитывает воду, вода не проникает сквозь бетон насквозь даже по прошествии длительного времени. Это означает, что внутри стены нет влаги. Согласно DIN EN 206-1/DIN 1045-2 глубина проникновения воды не может превышать 50 мм для водонепроницаемого бетона. Обычно это достигается для водонепроницаемого бетона при минимальном классе прочности на сжатие C25/30.
При этом водоцементное отношение должно быть менее 0,6 и минимальное содержание цемента более 280 кг/м³.
Вы не смогли найти ответ на свой вопрос? Пишите в нашу техническую поддержку.
Сопротивление заземления и расстояние между заземляющими стержнями
Как мы уже знаем, Электротехнические правила Канады требуют минимального расстояния 3 м между заземляющими стержнями, образующими заземляющий электрод электрической системы. Почему? В этой статье обсуждаются причины этого требования к коду.
Как всем известно, Правило 10-700(2) определяет, что стержневой заземляющий электрод (за некоторыми исключениями) должен состоять как минимум из двух заземляющих стержней, расположенных на расстоянии не менее 3 м друг от друга. А для подстанций высокого напряжения Правило 36-302(1) также требует, чтобы каждая станция была заземлена не менее чем четырьмя заземляющими стержнями длиной не менее 3 м, расположенными на расстоянии не менее одной длины стержня друг от друга.
Наша история начинается с сопротивления заземления каждого заземляющего электрода, которое состоит из трех компонентов:
- сопротивление металлических заземляющих стержней, заземляющих проводников и соединений;
- контактное сопротивление между заземлителем и землей; и
- сопротивление земли.
Как оказалось, первые два относительно малы и обычно могут считаться незначительными при рассмотрении общего сопротивления заземления. Сопротивление заземления можно рассматривать в основном как сопротивление земли.
Чтобы лучше понять идею сопротивления заземления, давайте предположим, что земля вокруг одного заземляющего стержня состоит из ряда концентрических, равномерно расположенных оболочек. Ближайшие оболочки обладают наибольшим сопротивлением протеканию тока, так как имеют наименьшие площади поперечного сечения и объемы.
Испытания показали, что земля в пределах первых нескольких сантиметров от заземляющего стержня будет иметь самое высокое сопротивление и наибольшее повышение напряжения во время замыкания на землю. Поскольку сопротивление земли возле каждого заземляющего стержня будет очень высоким, добавление второго заземляющего стержня не уменьшит общее сопротивление заземления слишком сильно, если только стержень не будет расположен на некотором расстоянии от первого. Сближение стержней приведет к высокому взаимному сопротивлению, и ток, протекающий от каждого, повысит потенциал земли другого.
По вышеуказанным причинам стержни должны располагаться на достаточном расстоянии друг от друга, чтобы избежать воздействия оболочек с более высоким сопротивлением, чтобы повышение напряжения вокруг каждого не влияло на другой.
Нам не нужно далеко ходить за дополнительными доказательствами. Измерения сопротивлений заземления на различных расстояниях от заземляющего электрода показали, что примерно следующие проценты от общего сопротивления заземления будут иметь место на следующих расстояниях от стержня:
- 25% от общего на 0,03 м
- 52% от общего количества на 0,15 м
- 94% от общего количества на 3,0 м
- 100 % на высоте 7,6 м
Это говорит нам о том, что стержни заземления должны располагаться на расстоянии 7,6 м друг от друга для достижения наилучшего эффекта заземления. Очевидно, что правило 3 м, предусмотренное Канадским электротехническим кодексом, является компромиссом, хорошим, но не идеальным.
Другие доступные данные также подтверждают эти выводы. Вопрос – если мы знаем сопротивление заземления одного заземляющего стержня (скажем, 25 Ом), и мы хотим уменьшить сопротивление, добавив второй стержень, разнесенный в соответствии с CEC, уменьшит ли это сопротивление заземления до 50%? Вообще-то, нет.