Электролитическое заземление

Электролитическое заземление

Электролитическое заземление ZANDZ (пр. Россия ) предназначено для использования в вечномерзлых, каменистых или песчаных грунтах, имеющих высокое удельное сопротивление (от 300-500 Ом*м), без применения специальной техники и насыпного грунта. Также на объектах, где по каким-то причинам невозможен монтаж заземляющих электродов на глубину более 1 метр, т.к. использование простых металлических электродов неэффективно из-за необходимости применять большое кол-во таких заземлителей (до 100).

Монтаж и расчёт такого заземления очень просты. Но за этой простотой кроются высокотехнологичные и современные решения, нацеленные только на бескомпромиссное качество результата.

Достоинства электролитического заземления

• электрод электролитического заземления обеспечивает сопротивление заземления до 12 раз меньше , чем обычный стальной электрод таких же размеров
• специальная смесь минеральных солей с патентованной добавкой:
  • не вызывает ускорения коррозии электрода
  • не превращается в электролит сразу всем объемом при повышенной влажности грунта (актуально в весенний период)
  • делает процесс выщелачивания равномерным и постоянным. Это способствует не просто сохранению концентрации электролита в грунте,
    а ее увеличению со временем, что способствует дополнительному уменьшению сопротивления заземления
• срок службы такого электрода составляет не менее 50 лет
• малая глубина монтажа электролитического заземления (0,7 м) делает такой заземлитель очень универсальным к применению, без забот о влиянии на него вечномерзлого грунта (в частности, эффекта “выталкивания”)

Принцип действия

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”.

Особенность применения (образование талика)

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 (пр. Россия ), который содержит все, необходимые для монтажа заземляющего электрода, компоненты, легко сопрягаемые друг с другом.

Электрод – заземлитель
(пр. Россия )
1 штука

Труба из нержавеющей стали в виде буквы “L” с перфорацией в горизонтальной части. Для соединения с заземляющим проводником используется полоса из нержавеющей стали S >= 90 мм², подсоединённые к трубе. Общая длина электрода = 3 метра.

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

Заполнитель околоэлектродный
(пр. Россия )
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.

Колодец для обслуживания
(пр. Россия )
1 штука

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

Облегчает обслуживание электрода, проведение замеров его параметров.

Представленные фотографии продуктов могут отличаться от реальных.

Индивидуальная конструкция электрода (вертикальное исполнение)

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.

Обслуживание электролитического заземления

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.

Что такое электролитическое заземление и где его применяют?

По правилам техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей металлический корпус любого электроприбора должен быть надежно присоединен к заземляющему устройству. Это правило касается как промышленных объектов, так и жилых домов и квартир. Использование заземления является одной из мер защиты человека от поражающего действия электрического тока. Одним из его видов является электролитическое заземление. Такое заземление применяют, например, в скальном грунте, когда нет возможности использовать обычное заземления, состоящее из нескольких вбитых в землю двухметровых штырей.

Электролитическое заземление широко применяют в районах, где грунт имеет высокое удельное сопротивление. Это могут быть районы с каменистым, песчаным или вечномерзлым грунтом. Для надежной защиты человека от поражения электрическим током сопротивление заземления должно быть низким, не более 30 Ом. Именно такие показатели надежно уберегут человека от воздействия электрического тока. Применяя электролитическую систему заземления, можно легко добиться необходимых показателей сопротивления заземления.

Устройство состоит из следующих частей:

1. Электрод — основной элемент заземления. Он выполняется из нержавеющей стали в виде буквы L. Электрод изготавливается из цельной полой трубы диаметром около 70 мм, согнутой под прямым углом. В горизонтальной части электрода выполнены отверстия.
2. Колодец для обслуживания.
3. Зажим, предназначенный для соединения электрода с заземляющим металлическим проводником.
4. Специальная изоляционная лента, предназначенная для защиты болтовых соединений от коррозии.
5. Заполнитель пространства вокруг электрода, имеющий пониженное удельное сопротивление. Большое значение имеет высокая плотность прилегания заполнителя к электроду.
6. Специальная электролитическая минеральная смесь, которой заполняется электрод.

к содержанию ↑

Принцип работы

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.

Особенности применения

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.

Основные преимущества

Электролитическое заземление имеет ряд достоинств:

1. У такой конструкции небольшой размер, поэтому ее монтаж довольно прост и удобен. Смонтировать такое заземление вполне можно своими руками, не прибегая к услугам специалистов.
2. Специальная минеральная смесь внутри электрода поддерживает концентрацию электролита в грунте на одном уровне продолжительное время. Смесь в электрод досыпается один раз в 15 лет.
3. Солевой раствор, который получается в результате химической реакции, не агрессивен по отношению к корпусу электрода.
4. При монтаже электролитического заземления, в большинстве случаев, не нужно согласовывать выполнение земляных работ со всеми заинтересованными организациями, как это происходит при монтаже обычного заземляющего устройства.

Недостатком электролитического заземления является высокая стоимость комплекта. Такое заземление применяют в особых случаях, когда, например, применение обычного заземляющего устройства не эффективно.

Методика расчета

Для теоретического расчета сопротивления электролитического заземления используют формулу:

где С — коэффициент электролита;

р — удельное сопротивление грунта;

L — длина электрода;

d — диаметр электрода;

Т — расстояние от поверхности земли до горизонтальной части электрода.

Монтаж

Для монтажа потребуется универсальный набор ключей, инструмент для выкапывания траншеи и прибор для измерения сопротивления заземления. Чтобы смонтировать заземляющее устройство, нужно руководствоваться следующим порядком действий:

1. Выкопать траншею глубиной 70 см, длиной около 2200 см и шириной около 30 см.
2. Перед установкой электрода на дно готовой траншеи уложить околоэлектродный заполнитель.
3. Установить электрод на дно траншеи так, чтобы короткая часть трубы, с отверстием для заполнения, была направлена вверх.
4. Высыпать оставшийся заполнитель в траншею поверх уложенного электрода.
5. Смонтировать колодец в верхней части трубы.
6. Подсоединить заземляющий проводник с помощью зажима к трубе и заизолировать соединение специальной лентой.
7. В заливное отверстие электрода влить около 20 литров обычной воды, с помощью которой начнется процесс образования электролита.
8. Подключить заземляющий проводник к корпусу заземляемого электроприбора и произвести замер сопротивления. Если показания в норме, то заземляющий проводник на время отсоединяют от корпуса электроприбора для безопасного ведения работ. Если сопротивление слишком высокое, то нужно принять меры для его снижения.
9. После этого засыпают траншею, оставляя горловину электрода над поверхностью земли.
10. Затем подключают заземляющий проводник к корпусу заземляемого устройства.

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.

Правила обслуживания

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.

Электролитическое заземление

• 25 января 2019 18:13:38
• Просмотров: 1125

Электролитическое заземление

Система заземления обеспечивает стекание токов различной природы в землю, она необходима для безопасной эксплуатации электрического оборудования и для отведения токов молнии от молниезащиты. Электролитическое заземление EZETEK предназначено для установки в сложных грунтах – грунтах с высоким удельным сопротивлением в том числе в песчаных, скальных, мерзлых. Также его применяют случаях, когда есть ограничения по глубине установки электрода или по площади, отведенной для контура заземления. Срок службы системы – не менее 50 лет.

Комплект электролитического заземления включает в себя электрод и материалы для установки: специальные составы для заполнения электрода и пространства вокруг него, контрольно-измерительный колодец, элементы для соединения электрода с горизонтальным проводником и для герметизации этого соединения. Вертикальные комплекты EZETEK предназначены для монтажа в скважину диаметром 300 мм на глубину от 2,5 до 15 метров, горизонтальные – в траншею длиной от 2,5 до 6 метров.

Вертикальный или горизонтальный электрод формируется из одной или нескольких секций длиной 3 метра. Секции выполнены из полой трубы с перфорацией по всей длине, материал исполнения – нержавеющая сталь. Электрод заполняется смесью минеральных солей – электролитической смесью (арт. 65309 ) . Она проникает из внутренней полости электрода в грунт и снижает его удельное сопротивление. Специальный состав EZACTIV (арт.90057) также снижает удельное сопротивление грунта вокруг электрода, препятствует чрезмерному вымыванию электролитической смеси из электрода и способствует максимально эффективному функционированию системы. Прикрепленный к электроду отвод из полосы размером 3х30 мм и длиной 0,5 м соединяется с горизонтальным проводником при помощи зажима заземления (арт. 90540 ) . Соединение защищает изоляционная лента (арт. 90632-2 ). Таким образом осуществляется подключение к ГЗШ и, при необходимости, объединение с другими электродами. Колодец (арт. 90058) и, при необходимости, объединение с другими электродами. Колодец (арт. 90058 ) предназначен для контроля работы системы и периодической дозаправки электролита. В качестве горизонтального проводника рекомендуется использовать омедненную, оцинкованную или медную полосу размером не менее 40х4 мм.

Состав комплектов электролитического заземления

Электролитический электрод. Полый вертикальный или горизонтальный заземлитель выполнен на основе трубы диаметром 60 мм с перфорацией по всей длине. Материал исполнения – нержавеющая сталь. Электрод дополняют заглушка ВР и эллиптическая заглушка. Вариант поставки определяется требованиями заказчика: полый электрод и электролитическая смесь по отдельности или предварительно заполненный электролитической смесью электрод. При использование заранее заполненного электрода упрощается процесс установки – количество подготовительных операций уменьшается, что особенно удобно в сложных погодных условиях. Заглушка для обслуживания снабжена рым-болтом, что позволяет легко транспортировать и устанавливать электрод в заполненном состоянии. Стыковочные элементы имеют увеличенную толщину для формирования качественного сварного шва.

Специальный состав EZACTIV. Низкоомный наполнитель скважины снижает удельное сопротивление грунта вокруг электрода и способствует максимально эффективному функционированию системы. Растекание электрического тока происходит в области вокруг электрода, заполненной EZACTIV. Минеральные добавки в составе смеси стабилизируют ее состояние для ускоренного формирования солевых лидеров, для их оптимального и долговременного сохранения. EZACTIV препятствует чрезмерному вымыванию электролитической смеси из электрода.

Электролитическая смесь. Cмесь минеральных солей проникает из внутренней полости электрода в грунт и снижает его удельное сопротивление. Она обеспечивает стабильно низкое сопротивление растеканию при изменении температуры на весь период эксплуатации. Варианты поставки на выбор: предварительно заполненный смесью электрод или смесь в индивидуальной упаковке. Дозаправка электрода смесью после установки производится через 6 месяцев и через 1 год, далее – каждые 2-3 года.

Колодец электролитического заземления контрольно-измерительный, пластик. Колодец высотой 0,5 метра и диаметром 0,3 метра используется для контроля работы системы и периодической дозаправки электролита, для проведения измерений сопротивления электролитического заземления. Колодец защищает систему от обрушения грунта и деформации измерительной камеры при любых условиях эксплуатации.

Лента изоляционная. Изоляционная лента защищает сварные швы от коррозии. Для создания герметичного соединения достаточно 1,5 метров. При необходимости возможно увеличение количества ленты в комплекте.

Зажим заземления стержень – полоса/пруток крестообразный, оцинкованный. Зажим предназначен для соединения отвода электрода и стальной оцинкованной полосы 40х4 мм. Полоса же соединяет заземлители между собой и с ГЗШ. Конструкция крестообразного зажима надежно фиксирует горизонтальную систему заземления с подводящим узлом крепления в соответствии с ГОСТ Р МЭК 62561.1-2014.

Специальный состав EZANIT. Состав EZANIT поглощает и удерживает влагу из грунта вокруг электрода. Дополнительно закладывается на дно траншеи при монтаже. Состав EZANIT полностью герметизирует дно скважины и позволяет сохранять влагу внутри скважины для правильного формирования солевых лидеров. Благодаря тому, что состав сокращает вымывание электролитической смеси, время между дозаправками электрода увеличивается до 10 лет.

Преимущества комплектов электролитического заземления

· Срок службы системы – не менее 50 лет.

· Надежная работа заземления в любой сезон в течение всего срока службы.

· Стабильно низкое сопротивление растеканию тока в грунтах с высоким удельным сопротивлением.

· Монтаж заземления в скважине или траншее на минимально возможной площади.

· Простота контроля работы системы и дозаправки электролита через инспекционный колодец.

· Максимальная защита всех элементов системы от коррозии.

Сравнение комплектов электролитического заземления

Электролитическое заземление

Электролитическое заземление – это заземление с активным химическим электродом. Для улучшения качества при таком заземлении уменьшается сопротивление. Для этого, место расположения контура поливается соленым раствором.

Современное электролитическое заземление выпускается в виде отдельного спецоборудования. То есть, Вам достаточно лишь приобрести готовое изделие и установить. При этом процесс монтажа характеризуется простотой и незамысловатостью.

Сам заземляющий электрод изготовлен либо из меди, либо из стали. Имеет форму трубки, диаметр которой варьируется в диапазоне 50-70 мм. Нержавеющая сталь и медь используются в данном заземлении, поскольку характеризуются высокой стойкостью к коррозии, находясь глубоко под землей.

Внутри труб находятся соли, а стенки данных электродов имеют отверстия, которые предназначены для постепенного вымывания солей. Вымываясь, соли смешиваются с влажным грунтом и тем самым образуют электролит. То есть, осуществляется выщелачивание. Таким образом, создающийся электролит сокращает температуру, при которой грунт замерзает, а также увеличивает электропроводность.

Электролитическое заземление предназначено для повышения качества заземления в принципе, а именно в грунте, которому свойственно высокое удельное сопротивление (грунт скал, грунт вечной мерзлоты). В данного типа грунте удельное сопротивление перешагивает за предел в 300 Ом-м. Кроме того, в большинстве случаев электроды нельзя установить в грунте глубже чем на один метр. Если же прибегать к установке штырей, то их бы понадобилось огромное количество из-за завышенного удельного сопротивления.

При монтаже электролитического заземления грунт вокруг электрода заменяется специальным заполнителем, которому свойственен низкий показатель собственного удельного сопротивления.

Электролитическое заземление достигает сокращения переходного сопротивления (заземлитель-грунт), а также увеличивает площадь контакта грунта с заземлителем, тем самым достигается увеличение электропроводности.

Благодаря данному заземлению достигается снижение числа электродов и сохраняется необходимый показатель сопротивления, несмотря на длину заземлителя (около 5 метров). Таким образом, происходит сокращение расходов и на установку, и на транспортировку необходимого объема комплектов электролитического заземления.

Электролитическое заземление сохраняет свою стопроцентную работоспособность несмотря на смену климата или же просто погодных условий. Данная особенность объясняется конструкцией, при которой качество заземления с течением времени лишь улучшается.

Таким образом, электролитическое заземление и активатор электрода характеризуется следующими преимуществами:

• глубина монтажа электрода – 1 метр;
• электроды с течение времени не подвергаются коррозии;
• электроды не выталкиваются грунтом;
• превращение солей в электролит происходит постепенно, также, как и процесс выщелачивания;
• со временем сопротивление сокращается;
• срок службы превышает несколько десятков лет.

Вертикальное электролитическое заземление

Вертикальное электролитическое заземление – это готовое приспособление, которое используется в каменистых, песчаных и вечномерзлых грунтах .

Электролитическое заземление устанавливают в грунтах с высоким удельным сопротивлением , в том числе в песчаных, скальных, мерзлых. Система заземления обеспечивает стекание токов различной природы в землю, она необходима для безопасной эксплуатации электрического оборудования и для отведения токов молнии от молниезащиты. Срок службы системы – не менее 50 лет

Комплект электролитического заземления предназначен для монтажа в скважину до 20м. Он включает в себя вертикальный электрод, специальные составы для заполнения электрода и пространства вокруг него, контрольно-измерительный колодец, элементы для соединения электрода с горизонтальным проводником и для герметизации этого соединения.

Вертикальный электрод формируется из нескольких секций . Секции выполнены из полой трубы с перфорацией по всей длине, материал исполнения – нержавеющая сталь.

Электрод заполняется смесью минеральных солей – электролитической смесью . Она проникает из внутренней полости электрода в грунт .

Таким образом электролит, образовавшийся в грунте при растворении минеральных солей в грунтовых водах способен очень хорошо проводить электрический ток, т.е. обладает низким удельным электрическим сопротивлением, которое зависит от температуры окружающей среды и насыщенности раствора минеральными солями.

Особенность применения.

Во время уменьшения температуры замерзания почвы, возле устройства образуется зона талика. Она может представлять опасность для фундаментов зданий, объектов и дорожного покрытия, которые находятся рядом. Зона талика имеет вид овала и его размер на поверхности почвы составляет 3х6 метров.

При проектных работах необходимо учитывать этот факт и устанавливать электролитическое заземление на определенном расстоянии от объектов и зданий, которым оно может принести ущерб и вред.

Преимущества заземления.

Если сравнивать стандартные заземлители, то электролитический обладает рядом своих преимуществ, а именно:

• Смесь внутри электролита вступает в реакцию не сразу, тем самым поддерживая постоянный электролитический баланс в грунте.

• Продукт, что получается в результате реакции, не опасный и не приведет к возникновению коррозии на металлических элементах конструкции.

• Длительность реакции позволяет применять ее до 15 лет.

Такой заземляющий контур, несмотря на множество достоинств, применяется в особенных случаях, где нет возможности установить обычный заземлитель. Это объясняется высокой стоимостью комплекта.

Недостатком электролитического заземления является высокая стоимость комплекта. Такое заземление применяют в особых случаях, когда, например, применение обычного заземляющего устройства не эффективно.

Расчет

Рассчитать электролитическое заземление следует доверить специалистам –проектировщикам в области электроэнергетики.

Формула для расчета :

С – коэффициент наличия электролита;
p — удельное сопротивление почвы;
L — длина заземляющего устройства (измеряются в метрах);
d — диаметр заземлителя;
T — заглубление (расстояние от заземлителя до поверхности грунта).

Монтаж

Для монтажа потребуется наличие спецтехники Ямобур , при помощи которого, необходимо выполнить отверстие в земле соответствующее глубине электродов заземления, а так же прибор для измерения сопротивления заземления.

Чтобы смонтировать заземляющее устройство, нужно руководствоваться следующим порядком действий:

Выкопать отверстие шириной не менее 300мм и длинной N.

Собрать конструкцию из электродов и поместить в грунт.

Наполнить полость электрода электролитической смесью.

Засыпать промежуток между грунтом и электродом специальный состав EZACTIV.

Смонтировать контрольно-измерительный колодец в верхней части трубы.

Подсоединить заземляющий проводник с помощью зажима к трубе и заизолировать соединение специальной лентой.

В заливное отверстие электрода влить обычную воду, с помощью которой начнется процесс образования электролита.

Подключить заземляющий проводник к корпусу заземляемого электроприбора и произвести замер сопротивления.

Если показания в норме, то заземляющий проводник на время отсоединяют от корпуса электроприбора для безопасного ведения работ.

Если сопротивление слишком высокое, то нужно принять меры для его снижения.

После этого засыпают траншею, оставляя горловину электрода над поверхностью земли.

Затем подключают заземляющий проводник к корпусу заземляемого устройства.

Обслуживание электролитического заземления

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