Винтовая свая в качестве заземляющего устройства.
Часть два.
Получил отклик на свою статью: «Винтовые сваи в качестве заземляющего устройства», а с ним вот такой вопрос:
«Если всё-таки использовать винтовую сваю в качестве заземлителя, пусть даже и оцинкованную, её будет достаточно одной (площадь растекания тока большая) или нужно треугольник строить? А можно три винтовые оцинкованные сваи под угол дома подвести и сделать (собрать) треугольником. Будет эффект?»
Цинкование – это процесс, применяемый для создания защитного слоя на поверхностях металлических изделий и конструкций.
На сегодня насчитывается пять основных технологий цинкование:
Геотермический. С помощью источника открытого пламени цинковый порошок напыляется на заготовку с огромной скоростью;
Термодиффузионный. Процесс оцинковки происходит под нагревом, в электромагнитном поле, в среде, насыщенной порошковым цинком;
Гальванический. Деталь окунается в электролитный раствор. Под действием тока ионы цинка оседают на металлической поверхности;
Горячий. Металл на некоторое время погружается в ёмкость с расплавленным цинком;
Холодный. Выполняется методом напыления или окрашивания.
Методы описанные в п.п. 1 – 4 относятся к сложным технологическим процессам, которые выполняются в рамках промышленных предприятий. Метод холодного цинкования – самый простой и дешёвый метод, заключается в том, что предварительно подготовленный металл окрашивается составом с содержанием определённой концентрации цинкового порошка по аналогии с применением обычных полимерных красок.
Из недостатков такого метода можно отметить:
Невысокая прочность удержания защитного покрытия на металле;
Слабая стойкость к повреждениям;
Неконтролируемая равномерность толщины защитного слоя.
Согласно СП 28.13330.2012 (2017), п. 9.2.8. «Защита строительных конструкций от коррозии». «Не допускается предусматривать применение оцинкованной стали или металлических защитных покрытий при проектировании конструкций зданий и сооружений, на которые воздействуют жидкие среды или грунты с рН до 3 и свыше 11, растворы солей меди, ртути, олова, никеля, свинца и других тяжелых металлов, твердая щелочь, кальцинированная сода или другие хорошо растворимые гигроскопичные соли со щелочной реакцией, способные откладываться на конструкциях в виде пыли, если без учета воздействия пыли степень агрессивного воздействия среды соответствует средне-агрессивной или сильноагрессивной». Сюда относятся тяжелые глинистые почвы, торфяные и болотистые грунты, подзолотистые почвы, сильноагрессивная среда которых резко увеличивает скорость коррозии цинка, в свою очередь делая покрытие неэффективным.
По данным проведённых исследований институтом физической химии и электрохимии РАН (ИФХЭ РАН), цинковые покрытия полученные методом холодного цинкования могут иметь срок службы в зависимости от условий эксплуатации от 5 до 25 лет; изделия после горячего цинкования, в зависимости от условий эксплуатации и других параметров, составляет от 20 до 50 лет. При эксплуатации в более агрессивных средах, таких как солёная вода или кислотные растворы, срок службы цинковых покрытий может быть сокращён.
Распространённый размер трубчатого металлического ствола винтовых свай:
57мм – винтовая свая подойдёт для создания фундамента для легкого забора, такого, как например из сетки «рабицы»;
76мм - винтовая свая подойдёт для создания фундамента для более тяжёлого забора, например из профлиста или лёгкой беседки;
89мм - винтовая свая подойдёт для создания фундамента для небольших дачных домов и хозпостроек. В среднем такая опора выдерживает вес около 3т;
108мм - винтовая свая подойдёт для создания фундамента для постройки частных домов. В среднем такая опора выдерживает вес около 5т;
Винтовой наконечник, оснащённый лопастью, является ключевым элементом винтовой сваи. В ходе монтажа он выполняет функцию механизма ответственного за погружение сваи, а потом служит опорой, передавая на грунт нагрузки от построенного сооружения. Винтовая свая должна погружаться в зависимости от региона (тип грунта), ниже глубины промерзания грунта, но не менее, чем 1300мм от поверхности, чтобы избежать смещения сваи вверх под воздействием подвижек грунта при морозном пучении.
Вывод - оцинкованные винтовые сваи допускается использовать только в слабоагрессивных грунтах со средним водородным показателем рН.
Заземляющий контур представляет собой систему металлический стержней, вбитых вертикально в землю рядом с защищаемым строением, ниже уровня промерзания грунта. Глубина, на которую необходимо заглубить электроды, зависит от структуры грунта и насыщенности его водой и может составлять от 1,5м до 3м и более. Лучшими вариантами для установки заземляющего устройства (контура заземления) являются торфяные, суглинистые, и глинистые грунты, с влажностью 20-40%. Худшими вариантами для установки заземляющего устройства (контура заземления) являются – каменистые и скалистые грунты. Далее эти стержни соединяются между собой через электрощитовое оборудование к внутренней подсистеме здания.
Форма заземляющего устройства в виде треугольника является самой эффективной формой и позволяет получить максимально большую площадь контакта с почвой. В результате размещения заземлителей в форме треугольника работа заземляющего устройства не нарушиться даже в случае выхода из строя одного электрода.
В таб. 1.7.4. ПУЭ-7 указанные минимальные размеры заземлителей и заземляющих проводников:
Диаметр вертикальных заземлителей не менее 16мм
Диаметр горизонтальных заземлителей не менее 10мм
Диаметр вертикальных трубчатых заземлителей не менее 32мм, с толщиной стенки не менее 3,5мм.
Вывод – Треугольник является оптимальной фигурой для выполнения функции заземления. Можно в качестве вертикальных заземлителей использовать любые геометрические фигуры, главное, чтобы расстояние между электродами было одинаково.
Для того чтобы контур заземления работал эффективно, он должен соответствовать определённым правилам:
Располагать контур заземления необходимо на свободном участке, вдали от дорожек, тропинок, инженерных коммуникаций, детских игровых площадок и т.д., лучше в тени, которая способствуют сохранению в почве большого количества влаги;
Самый распространённый материал для изготовления контура – углеродистая сталь;
Оптимальное заглубление электродов в грунт в пределах 2м – 3м;
Расстояние между вертикальными электродами должно быть одинаково:
Связка электродов между собой выполняется только методом сварки;
Рекомендуемое расстояние от фундамента до заземлителя 4-6м (не более 10м);
После проведенного подключения необходимо пригласить специалиста и проверить сопротивление заземляющего устройства;
Общее сопротивление системы не должно превышать 4Ом для 0,4kV и 8Ом для 0,22kV.
Исходя из выше сказанного отвечаю на ваш первый вопрос:
«Если всё-таки использовать винтовую сваю в качестве заземлителя, пусть даже и оцинкованную, её будет достаточно одной (площадь растекания тока большая) или нужно треугольник строить?»
Одного электрода в качестве заземлителя недостаточно, для эффективности заземляющего устройства необходимо строить контур заземления из трёх электродов (оптимальное количество).
Второй вопрос:
«А можно три винтовые оцинкованные сваи под угол дома подвести и сделать (собрать) треугольником. Будет эффект?»
Для безопасного использования заземляющего устройства контур заземления необходимо строить вдали от строения. На расстояние от фундамента до заземлителя не менее 4м.
Следовательно использование оцинкованных винтовых свай в качестве заземляющего устройства – необоснованная трата денег, а часто ещё и неоправданный риск.