Система расположенных в земле заземлителей и заземляющих проводников называется заземляющим устройством (ЗУ). В простонародье эта система именуется контуром заземления. Название пошло из-за того, что изначально ЗУ выполнялись вокруг здания, для которого требовались, в виде замкнутого контура. Сейчас это актуально для промышленных вариантов, но далее вы увидите: так строить вовсе не обязательно.
Точные определения терминов, использующихся в статье, указаны ниже.
Образно говоря, ЗУ требуется для обеспечения качественного контакта заземляющего проводника с землей. Казалось бы, можно просто воткнуть его на некоторую глубину. Так он станет одновременно и вертикальным (забитым вертикально) или горизонтальным (проложенным параллельно поверхности земли на определенной глубине) заземлителем. Но тут важным фактором выступает площадь поверхности, которая будет в контакте с землей. Чем она больше, тем меньше сопротивление току, который пойдет в землю.
Увеличивать диаметр вертикального заземлителя – хороший метод, но безгранично так делать невозможно. Существуют реальные пределы толщины трубы, которую можно забить в грунт без особых проблем. Также и с длиной: длинный заземлитель трудно заглублять. Но сейчас существуют модульные конструкции, реализующие теоретически неограниченную длину вертикальных заземлителей.
Однако, в силу некоторых особенностей грунтов, можно на определенной глубине наткнуться на плиту или камень, на чем монтаж ЗУ и завершится.
Если использовать только горизонтальный заземлитель, то его расчетная длина может оказаться невменяемой. В условиях плотной застройки прокладывать его некуда. Да и в процессе строительства или реконструкции соседних зданий, ремонта или расширения подземных коммуникаций его могут порвать экскаватором. И даже не заметить этого незначительного для мощной техники события.
Так мы приходим к необходимости иметь два и более вертикальных заземлителей, соединенных между собой горизонтальным. Это классическая схема.
Все соединения элементов между собой выполняются сваркой (в том числе и экзотермической, термитной). Окрашиваются только сварные швы, иначе они быстро заржавеют и разрушатся. Остальная часть ЗУ выполняется строго из неокрашенных деталей, его задача – проводить электрической ток в землю.
Есть методика монтажа заземлителей с использованием специальных болтовых соединителей. При этом обязательно применение пружинных шайб и специальных прокладок между материалами из разных металлов для защиты от электрохимической коррозии.
Еще одна важная особенность: расстояние между вертикальными заземлителями тоже имеет значение. Если мы будем их сближать, то общее сопротивление ЗУ будет уменьшаться. Происходит это потому, что уменьшается общая площадь, участвующая в растекании тока. Этот фактор непременно учитывают при расчетах сопротивления растекания, необходимого для количественной оценки качества заземляющих устройств.
Данный параметр, по всем известному закону Ома, является отношением напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с него. Ее невозможно измерить с помощью традиционных тестеров и мультиметров. Необходим специальный прибор, который имитирует стекание тока в землю и измеряет, какое напряжение при этом на ЗУ.
При проектировании сопротивление растеканию рассчитывается по формулам и будет рассмотрено в отдельной главе.
ЗУ соединено с ГЗШ заземляющим проводником (не путать с защитным). К его сечению предъявляются определенные требования.
Добавлю, что в качестве ГЗШ может использоваться РЕ или PEN-шина вводного распределительного устройства (ВРУ) здания.
Следующая статья: конструкция и недостатки системы заземления TN-C