1. 1. Додавання в ґрунт мінеральних солей
2. 2. Заміна грунту навколо електрода глинистої сумішшю
3. 3. Вугільна засипка або засипання коксової дрібницею
4. 4. Рішення НВО "Біпрон"
5. висновки

Заземлювач - провідна частина або сукупність з'єднаних між собою провідних частин, що знаходяться в електричному контакті із землею безпосередньо або через проміжне провідне середовище (ПУЕ п. 1.7.15.)

Якість такого контакту безпосередньо свідчить про ефективність заземлювача, яка, в свою чергу, залежить від питомої електричного опору навколишнього грунту. Відомо, що питомий опір грунту безпосередньо залежить від таких характеристик, як ґрунтовий склад грунту, температура в певний момент часу року, зміст ґрунтової вологи, ступінь засоленості, глибини промерзання грунту в зимовий період, наявність багаторічної мерзлоти і деяких інших. Для заземлювачів існує ще один значимий фактор - це перехідний електричний опір електрод - грунт. Дана характеристика важлива як показник ефективності заземлювача як в складі блискавкозахисту будівель і устаткування, так і функціонального заземлення (наприклад, телекомунікаційного обладнання), а також захисного (робочого, робітничо-захисного, лінійно-захисного) заземлення.

Сучасна електроніка в багато разів складніше і точніше тієї, що використовувалася в промисловості та побуті 10-15 років тому, а чим складніше обладнання, тим чутливішим воно виявляється до зовнішніх електричних впливів. У зв'язку з цим зростають вимоги і до заземлення.

Для досягнення нормативних значень опорів контуру заземлення в даний час використовуються безліч способів. Найбільш відомими, є вертикальні (штирові) заземлювачі, або горизонтальні променеві, з чорної вуглецевої сталі, захищені від корозії гарячим цинкуванням або обміднений, які забиваються або забурюються в грунт. В умовах високоомних грунтів (наприклад, скельні породи, сухий пісок або вічній грунти) часто застосовуються глибинні заземлювачі або горизонтальні протяжні заземлювачі зі смугової сталі або круглого перетину.

Застосування таких способів, які стали «традиційними», найчастіше, приводить до високої металоємності контуру заземлення, виносу високого потенціалу за межі об'єкта, що захищається, значним трудовитрат на монтаж, обслуговування і подальший ремонт.

Для зниження перехідного електричного опору електрод - грунт і підвищення ефективності заземлювачів, сьогодні використовується різні види близько електродних наповнювачів, такі як: засипка з мінеральних солей, засипка з глини, а також вугільна засипка або коксовий дріб'язок і деякі інші.

Розглянемо найбільш популярні з них докладніше:

1. Додавання в ґрунт мінеральних солей

Загальновідомо, що засипка з мінеральних солей навколо заземлювача підвищує електропровідність грунту, так як сіль, змішуючись з грунтовою вологою, перетворюється в електроліт. Зазвичай це хлорид натрію (або кухонна сіль). Також сіль знижує температуру замерзання грунту і зменшує ризик утворення криги на тілі заземлювача в зимовий період. Такий метод досить популярний в Північних регіонах, особливо в умовах многолетнемерзлих грунтів. Однак істотним мінусом такого способу є зниження концентрації мінеральних солей з плином часу, за рахунок їх вимивання в періоди весняного танення снігу або літніх і осінніх дощів, і як наслідок, зменшення ефективності заземлювача з часом. Таким чином, даний метод має пряму залежність від швидкості міграції вологи в грунті, і є абсолютно неприйнятним в скельних і гравелістих грунтах.

2. Заміна грунту навколо електрода глинистої сумішшю

Так як електричний опір заземлювача прямо пропорційно питомій опору навколишнього грунту, то заміна частини грунту навколо електрода на глину, наприклад бентоніт, яка має хорошу електропровідність, вирішує цю проблему. Додатковим плюсом є те, що глина не розчинна у воді і практично не вимивається з приелектродному простору.

Істотним недоліком цього способу є значне об'ємне розширення глини (до 300%) при насиченні її водою, і при висиханні, що призводить до утворення повітряних порожнин між глинистим заповнювачем і тілом заземлювача і різкого збільшення перехідного опору електрод - грунт. Крім того, глина відноситься до пучинистих грунтів, в результаті чого зростає ймовірність, так званого, «морозного видавлювання» заземлювача з грунту. У посушливий сезон, висихаючи, глина перетворюється в бар'єр для води, який не дозволяє грунтовій волозі проникати до заземлювача.

3. Вугільна засипка або засипання коксової дрібницею

Незважаючи на хорошу електропровідність, такі засипки погано утримують вологу навколо заземлювача через низьку смачивающей здатності вугілля, що істотно позначається на величині електричного опору заземлення, особливо в посушливих районах. Крім того, неоднорідність фракції заповнювача призводить до недостатньої сплошности засипки і утворенню повітряних порожнин в приелектродному просторі, що також негативно впливає на загальну ефективність роботи ЗУ.

4. Рішення НВО "Біпрон"

НВО «Біпрон» ще в 2007 році поставило перед собою завдання розробити заземлитель, який буде ефективний як в умовах вічній грунтів, так і в посушливому кліматі. Одним з найскладніших, для наших інженерів виявилося питання про те, як домогтися від околоелектродной засипки одночасно достатній сплошности і хорошою електропровідності незалежно від сезонних змін геоелектріческого структури грунту, кількості ґрунтової вологи, і температури. Звичайним способом, застосовуючи тільки мінеральні органічні компоненти, такого завдання не вирішити. Ми перепробували безліч варіантів. В результаті чого, ми знайшли оптимальне рішення, яке лягло в основу «МАГ-2000» - мінеральний активатор електродів, що представляє собою суху суміш, яка при замішуванні водою перетворюється в нерозчинний електропровідний гідрогель, що не міняє свої властивості як завгодно довго, здатний працювати в великому температурному діапазоні від -60 до +60 ͦ С.

МАГ-2000 має питомий електричний опір менш 0.04 Ом * м, а гелеобразная структура забезпечує відмінну однорідність засипки. МАГ добре утримує вологу навколо електрода, що особливо актуально в сухих піщаних грунтах або скельний грунтах, а також в посушливих місцевостях. Поставляється мінеральний активатор у вигляді сухої суміші, в мішках по 30 кг, яка перед укладанням зачиняється водою, склад «МАГ» запатентований.

Крім заповнення простору навколо заземлювачів, «МАГ-2000» застосовують для засипання магістральних шин заземлення, сітки вирівнювання потенціалів і зменшення крокової напруги на підстанціях.

Як видно, наш мінеральний активатор має безліч переваг в порівнянні з іншими наповнювачами, але ще краще його властивості проявляються при використанні разом з заземлюючими електодамі «Біпрон». Заземлювачі «Біпрон» виготовлені з високоякісної нержавіючої сталі і мають всередині спеціальний заповнювач, який проникає в грунт через перфорацію в стінках електрода, утворюючи електроліт. Цей заповнювач підбирається в залежності від вологості грунту і кліматичних умов. Маючи невелику довжину, 2,5-6 м, заземлювачі «Біпрон» надзвичайно ефективні. Досвід показує, що спільне використання заземлювача «Біпрон» і МАГ-2000 збільшує дієвість заземлювального пристрою в 10 разів, в порівнянні з традиційними способами, в результаті чого зменшується необхідну кількість заземлюючих електродів, і як наслідок скорочується час і трудовитрати на монтаж, а також необхідна площа для розміщення контуру заземлення. Не менш значущим є і те, що під час експлуатації показники «Біпрон» тільки поліпшуються за рахунок постійного формування обсягу грунту мають високу електропровідність навколо електрода заземлення.

У 2013 році розробка "Біпрон" визнана найкращою в номінації "Краща інновація в області забезпечення безпеки будівель і споруд" на конкурсі "Інновації в будівництві 2013".

висновки

Традиційні методи заземлення електроустановок застосовують з самого початку електрифікації. Але навіть абсолютно правильно спроектоване і виконане заземлюючих пристроїв на основі виробів з чорного металу не позбавлене серйозних недоліків, які суттєво обмежують термін служби системи і ведуть до значного погіршення характеристик опору заземлення з плином часу.

Варто зазначити, що для показника опору 4 Ом, особливо на ізолюючому підставі, необхідний монтаж великої кількості заземлювачів. Як правило, на об'єктах, де стоїть подібне заземлення, опір далеко від цього показника, і необхідно ще і ще набирати зв'язки заземлювачів, з'єднувати їх між собою, щоб отримати необхідний опір, а це велика кількість матеріалу і велика площа для установки заземлення.

Неправильно виконане заземлення призводить до утворення небажаних електромагнітних завад в роботі обладнання і небезпеки поразки людей електричним струмом.

Таким чином, при організації контуру заземлення, замовникам і експлуатуючим організаціям, потрібно думати не тільки про показник опору заземлення на момент інсталяції, але і про подальшу експлуатацію даного контуру заземлення, і правильний вибір допоможе уникнути великих витрат і втрат в подальшому.

# Електролітичне заземлення, # активний хімічний електрод, # активний соляної електрод