Электролитическое заземление, устройство и установка, применение

Основные преимущества

Если вы решите сравнить стандартные заземлители, тогда с уверенностью можно сказать о том, что электролитическая система будет иметь следующие достоинства:

  1. Монтаж конструкции будет достаточно быстрым и удобным. Это связано с тем, что конструкция не будет иметь большие размеры. Для установки подобного агрегата, вам больше не потребуется помощь профессионалов.
  2. Смесь, которая располагается внутри электролита будет вступать в реакцию не сразу. Благодаря этому в грунте будет поддерживаться постоянный электролитический баланс.
  3. Продукт, который получится в результате подобной реакции можно считать полностью безопасным. Он не приведет к образованию коррозии.
  4. Длительность реакции позволяет применять подобное заземление до 15 лет.

В большинстве случаев такой заземляющий контур будут применять в тех случаях, когда нельзя выполнить установку обычного заземления. Это связано с тем, что стоимость комплекта будет достаточно высокой.

Рассчитать электролитическое заземление теперь можно по следующей формуле:

Формула расчета электролитического заземления

Где:

  • C – это коэффициент наличия электролита в системе.
  • P – удельное сопротивление почвы, где будет выполняться установка заземления.
  • L – длина устройства заземления.
  • D – диаметр заземлителя.
  • T – дополнительное заглубление.

Из чего состоит система?

Главным устройством, которое будет располагаться в этой системе считается полый электрод, который будет иметь форму трубы L. На рисунке вы сможете увидеть подобное фото.

Конструкция электролитического заземления

Эту трубу необходимо будет установить в землю на глубину до 1 метра. Внутри конструкцию необходимо будет заполнить специальной смесью, которая будет в себя включать минеральные соли. Также конструкция будет включать специальный колодец, который упростит работу, зажим для соединения электрода и заземляющего проводника, а также специальную гидроизоляционную ленту, которая в дальнейшем позволит защитить готовую конструкцию от влаги. Это основные элементы этой системы. На фото ниже вы можете увидеть, как выглядит заземлитель:

Электролитический заземлитель

Принцип действия

Электролитическое заземление
1. Колодец для обслуживания
2. Специальная смесь минеральных солей
3. Электрод – заземлитель
4. Заполнитель околоэлектродный

Главный элемент электролитического заземления – полый электрод (труба) |___ -образной формы с перфорацией в горизонтальной части, устанавливаемый в зоне протайки вечномерзлого грунта (на глубину 0,7 метра) и заполненный специальной смесью минеральных солей. Эта смесь впитывает воду из окружающей среды, превращаясь в электролит (выщелачиваясь), после чего проникает в грунт, повышая его электропроводность (понижая его удельное сопротивление) и уменьшая его промерзание (понижая температуру замерзания). Обмен жидкостями осуществляется через перфорированную поверхность электрода.

За основу электрода электролитического заземления взяты традиционные методы, описанные на отдельной странице: “Заземление в вечной мерзлоте”.

Будет интересно➡  Как правильно сделать контур заземления в частном доме — расчёт схемы и монтаж

Сопротивление заземлителя определяется сопротивлением грунта, прилегающего к заземлителю. Один из вариантов его понижения — это применение электролитов, обладающих высокой проводимостью тока. Электролитический заземлитель работает по принципу увеличения вокруг него проводимости почвы. Это достигается применением специальных солевых смесей. Такой смесью заполняют полый электрод. Вследствие контакта солевой смеси с находящейся в грунте водой образуется электролит. Контакт смеси с водой происходит через перфорированные отверстия в заземлителе, вследствие чего жидкость заполняет околоэлектродное пространство, тем самым понижая сопротивление грунта.

Где можно использовать

Использование электролитического заземления целесообразно в условиях вечномёрзлых, песчаных, а также каменистых почв с повышенным удельным сопротивлением, равным 300…500 Ом*м. Применять спецтехнику и насыпной грунт не требуется. Ещё подобный тип заземления применяется на местах повышенной сложности, где нельзя монтировать заземляющиеся электроды на глубину, превышающую 1 м. Применение стандартных металлических электродов здесь не рекомендуется, поскольку тогда потребуется применять огромное количество заземлителей – до 100.

На стадии проектирования заземляющего устройства с применением электролитического заземлителя необходимо учитывать следующую особенность. Так как вокруг заземлителя происходит образование солевого электролита, температура замерзания прилегающего грунта, в зависимости от концентрации солей, находится ниже -10 °С. В результате грунт диаметром до 3 метров вокруг электрода находится в незамерзающем состоянии круглый год. В районах вечной мерзлоты эти зоны грунта могут проседать. Поэтому близко от электролитического заземлителя нельзя располагать строительные конструкции из-за угрозы нарушения их целостности. Также нельзя располагать данный вид заземлителя около подземных коммуникаций, содержащих металлические части из-за возможности их коррозии.

Из-за уменьшения температуры замерзания грунта, около электрода образуется зона талика, могущая представлять опасность для фундамента рядом стоящего здания или дорожного покрытия. Зона талика на поверхности грунта представляет собой овал размером около 3 х 6 метров.

В ходе проектных работ необходимо учитывать эту особенность и отдалять электроды от объектов, могущих быть повреждёнными.

Комплект заземления ZZ-100-102

Этот вид заземления представлен готовым комплектом ZZ-100-102 , который содержит все, необходимые для монтажа заземляющего электрода, компоненты, легко сопрягаемые друг с другом.

Увеличить фото
Электрод электролитического заземления
Электрод – заземлитель
1 штука

Труба из нержавеющей стали в виде буквы “L” с перфорацией в горизонтальной части. Для соединения с заземляющим проводником используется медный канат S => 70 мм², подсоединенный к трубе. Общая длина электрода = 3 метра.

Электрод в комплекте ZZ-100-102уже наполнен специальной смесью минеральных солей.

Увеличить фото
Заполнитель околоэлектродный электролитического заземления
Заполнитель околоэлектродный
3 мешка

Грунтовый заменитель из смеси графитовой крошки со специальным видом глинистого минерала предназначен для увеличения площади электрического контакта электрода с почвой, а также для обеспечения равномерности процесса выщелачивания.

Увеличить фото
Колодец электролитического заземления
Колодец для обслуживания
1 штука

Пластиковый колодец предназначен для установки над вертикальной частью электрода (глубина погружения не более 50 см).

Облегчает обслуживание электрода, проведение замеров его параметров.

Увеличить фото
Зажим заземления
Зажим для подключения проводника
1 штука

Профилированный зажим из нержавеющей стали с болтами М10. Позволяет соединять медный канат от электрода с заземляющим проводником – круглым проводом либо полосой (шириной до 40 мм).

Возможно безопасное использование стального и оцинкованного проводника – для этого внутри зажима находится прокладка, препятствующая образованию электрохимической связи между сталью/цинком и медью.

Для предотвращения самоотвинчивания резьбовых соединений “болт-гайка” используются пружинные шайбы (шайбы Гровера / гровер-шайбы), установленные между поверхностью зажима и гайкой.

Увеличить фото
Лента заземления
Лента гидроизоляционная
1 штука

Лента используется для защиты соединения (зажима) от почвенной и электрохимической коррозии путем полного вытеснения воды (влаги) из места соединения, без которой процесс коррозии невозможен. При этом лента не теряет своих физических и механических свойств в течении многих лет.

Изготовлена из нетканного синтетического волокнистого материала, пропитанного и покрытого нейтральным составом на основе насыщенного нефтяного углеводорода (петролатум) и инертного кремниесодержащего наполнителя. Остается пластичной под воздействием широкого спектра температур. Не затвердевает и не растрескивается. Высокостойкая к неорганическим кислотам, щелочам, солям и микроорганизмам, высокогерметичная в отношении воды, водяного пара и газа.

Представленные фотографии продуктов могут отличаться от реальных.

Алгоритм расчета

Для теоретического расчета сопротивления электролитического заземления используют формулу:

Расчет электролитического заземления
Расчет электролитического заземления

где С — коэффициент электролита;

р — удельное сопротивление грунта;

L — длина электрода;

d — диаметр электрода;

Т — расстояние от поверхности земли до горизонтальной части электрода.

Монтаж электролитического заземления

Электролитическое особености заземление

Установка выполняется непосредственно в грунт на глубину до метра (условно принято считать, что почва позволит такое углубление в силу протаивания). Далее, полость заполняют электролитом —жидкость минерально-солевого содержания.

  1. Отметка 2 – приводит вид специального колодца, в функцию которого входит облегчение работы.
  2. Отметка 3 – соединительный зажим, который совмещает электрод и заземляющий проводник.
  3. Отметка 4 – лента для гидроизоляции, призванная защитить от попадания влаги на тело конструкции и соответственно воспрепятствует появлению ржавчины.

Фото достоверно дает понимание внешнего вида ЭЗ.

Последовательность монтажа

Для монтажа потребуется универсальный набор ключей, инструмент для выкапывания траншеи и прибор для измерения сопротивления заземления.

  • Выкапывается траншея (глубина – 0,7 м, длина – примерно 22 м, ширина – 0,3 м).
  • До монтажа электрода на дне указанной траншеи должен находиться околоэлектродный заполнитель.
  • Монтаж электрода на дне осуществляется так – маленький фрагмент трубы, содержащий отверстие для заполнения, отводят вверх.
  • Оставшаяся часть заполнителя высыпается на уложенный электрод в траншею.
  • Монтаж колодца в верхней части трубы.
  • Заземляющийся проводник подсоединяется к трубе своим зажимом, а соединение изолируется спецлентой.
  • Вливание в отверстие для залива электрода воды в количестве примерно 20 л. Она ведёт к формированию электролита.
  • Подключение заземляющегося проводника к электрическому прибору и измерение сопротивления. При нормальных показаниях осуществляют отсоединение заземляющего проводника на тот срок, пока будут вестись работы. Это требуется для безопасности. При чрезмерно высоком сопротивлении необходимо его понизить.
  • Траншея засыпается, при этом над поверхностью почвы остаётся горловина электрода.
  • В конце проводник заземления подключается к электрическому устройству.

Измерение сопротивления

Существует множество приборов, измеряющих сопротивление заземляющего устройства. Порядок и способ измерения у всех приборов примерно одинаков. В комплекте измерительного прибора имеются 1 или 2 технических штыря длиной 120 см и два проводника длиной 15–20 метров. Следуя инструкции, прилагаемой к каждому прибору, не сложно выполнить измерение сопротивления заземляющего устройства. Величина измеренного сопротивления отобразится на индикаторе прибора.

Индивидуальная конструкция электрода (вертикальное исполнение)

Вертикальный электролитический электрод

Горизонтальная конструкция электрода является наимеенее трудозатратной при монтаже без использования специальной техники. При доступности на объекте буровой установки возможно производство электродов вертикальной конструкции длиной/глубиной 3, 6 и 9 метров.

 

Правила обслуживания

Обслуживание электрода – очень простое. Оно состоит в периодическом (раз в несколько лет) открытии крышки электрода и визуальном определении количества солевой смеси внутри него. Если смесь полностью превратилась в электролит, то электрод заправляется: в него засыпается новый объем солей.

Больше ничего не нужно. Заправки электрода достаточно на минимальный срок службы – 10 лет (в среднем – 15 лет). Поэтому первый осмотр рекомендуется проводить не ранее этого срока.

Длительность безремонтного функционирования электролитического заземления может достигать 50 лет. Обслуживать такое устройство нужно периодически один раз в несколько лет.

Минимум один раз в 3 года нужно производить измерение сопротивления заземляющего устройства. Если значение сопротивления стало выше нормы, то необходимо произвести ревизию всех контактных соединений, начиная от корпуса заземляемого прибора и заканчивая электродом.

Примерно один раз в 5 лет необходимо контролировать уровень минерально-солевой смеси в электроде и при необходимости восстанавливать его.

Минусы электролитического заземления

Имеющиеся минусы состоят в том, что электролитическое заземление можно использовать только в особых условиях, когда невозможно применять обычный контур. Также имеет место немалая стоимость оборудования в сравнении со стандартным агрегатом, хотя её компенсируют долговечное использование и простота установки.

Вывод

В целом, это заземление имеет место быть так где плохая почва, и где добиться хорошего (низкого) сопротивления очень не просто. Не учитывая стоимость такого заземлителя и реагентов, он на мой взгляд очень не плох. Если считаете статью полезной, то ставьте оценку “нравится” и подписывайтесь на канал. А с дополнениями или вопросами в комментарии.

Предыдущая
ПодключениеКак посчитать потребляемую мощность приборов и расход электроэнергии
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Electroinfo.net  онлайн журнал
Мы используем cookie-файлы для наилучшего представления нашего сайта. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь с использованием cookie-файлов.
Принять