Для жилого дома сопротивление контура заземления должно быть не менее 4 Ом. Способ монтажа заземлителей зависит характера грунта и его состояния при монтаже (талый, мерзлый), времени года и климатических условий, количества погружаемых электродов, удаленности объектов друг с другом и баз механизации, наличия и возможности получения механизмов и приспособлений, необходимых для монтажа. Учитываются также сравнительные характеристики механизмов и стоимость их эксплуатации, объемы выполняемых работ и конкретные условия их выполнения. Рациональные способы монтажа: ♦ для талых, мягких грунтов - вдавливание и ввертывании стержневых электродов, забивка и вдавливание профильных электродов; ♦ для плотных грунтов - забивка электродов любого сечения; для мерзлых грунтов - вибропогружение; ♦ для скальных и мерзлых грунтов при необходимости глубокого погружения - закладка в пробуренную скважину. Сопротивление растекания забитого электрода минимальное; сопротивление электрода, смонтированного ввертывании, на 20? 30% выше; сопротивление электрода, заложенного в готовую скважину и засыпанного рыхлым грунтом, может оказаться еще выше, что не позволит ввести электроустановку в эксплуатацию. Сопротивление электродов увеличивается незначительно при вдавливании в грунт и при погружении вибраторами и превышает сопротивление забитых электродов лишь на 5? 10%. Через 10-20 дней сопротивление электродов, погруженных вибраторами, вдавленных и забитых, начинает выравниваться. Значительно больше времени требуется для восстановления структуры почвы и уменьшения сопротивления электродов, ввернуть в почву, особенно при применении расширенных наконечника на электроде, что облегчает погружение, но разрыхляет почву. При забивке можно применять стальные электроды любого профиля - уголковые, квадратные, круглые, однако наименьший расход металла (при одинаковой проводимости) и наибольшая устойчивость к почвенной коррозии (в случае равного расхода металла) достигаются при использовании стержневых электродов из круглой стали. При забивке в обычные грунты на глубину до 6 м экономически применять стержневые электроды диаметром 12-14 мм. При глубине до 10 м, а также при забивке коротких электродов в особо плотные грунты необходимы более прочные электроды диаметром от 16 до 20 мм. Чтобы забить электроды глубже, чем на 10-12 м, применяют механизмы ударно-вибрационного действия - вибраторы, с помощью которых электроды легко погрузить даже в промерзший грунт. Вибраторами можно погрузить электроды значительно глубже, чем при ввертывании и вдавливанию, что особенно важно для почв с высоким удельным сопротивлением (около 1000 Ом) и глубоким уровнем грунтовых вод (более 9 м), например для сухих песков, в которых сопротивление электрода по мере углубления очень резко снижается. Если при проектировании грунт не зондировала и его электрические характеристики неизвестны, во избежание лишней работы монтаж глубинных заземлителей рекомендуется проводить в следующей последовательности: 1) подготовить отрезки электрода, их длину принять соответственно конструкции используемого механизма; 2) забить нижний отрезок электрода; 3) измерить сопротивление растекания забитого отрезка; 4) приварить следующий отрезок электрода; 5) забить второй отрезок и вновь выполнить измерения; 6) продолжать работу до достижения нужной проводимости. Как и любой другой способ, ввертывании электродов имеет свои преимущества и недостатки, определяющие его применения в конкретных условиях. Несомненным преимуществом является относительная легкость освоения механизированных устройств (ручных электросверлильних машин, малых бензо-двигателей), которые позволяют углублять электроды лишь на сравнительно небольшую глубину, что в ряде случаев увеличивает число электродов и расход металла. Мощность этих устройств невелика, и для облегчения ввертывании приходится применять наконечники на электродах, разрыхляют почву, что резко увеличивает электрическое сопротивление грунта на период, пока его структура не восстановится. Необходимость быстрого введения в эксплуатацию вызывает увеличение числа погружаемых электродов для достижения нужной проводимости заземлителя и, как следствие, дополнительные расходы металла. Но несмотря на это, способ ввертывании во многих случаях позволяет быстро и экономично смонтировать заземляющих устройств. Вертикальные глубинные заземлители обеспечивают хорошую проводимость за счет контакта с нижними слоями почвы, особенно если они обладают увеличенным сопротивлением. Горизонтальные заземлители незаменимы за отсутствия механизмов для монтажа вертикальных электродов в скальных, песка и других почвах. Если же скальный грунт закрыт слоем земли, то выполнение горизонтального или «лучевого» заземлителя может оказаться менее трудоемким и сравнительно дешевым. Горизонтальные заземлители прокладывают и для соединения смонтированных вертикальных электродов в общий сложный заземлитель или контур заземления. Для молниезащиты часто применяют лучевые заземлители. Хорошую проводимость в летнее время может обеспечить горизонтальный заземлитель, проложенный в торфяном или другом хорошо проводником талом верхнем слое земли. То же относится и к сезонным электроустановок, работающих в летнее время. Конструктивно горизонтальные заземлители могут быть выполнены из круглой, полосовой или любой другой стали. Предпочтение следует отдавать круглой стали, что при тех же массе и проводимости имеет меньшую поверхность и большую толщину, вследствие чего обладает меньшей коррозионной уязвимостью. Кроме того, круглая сталь дешевле и ее легче монтировать. Поэтому для протяженных заземлителей, как и для вертикальных электродов, при устройстве которых не предъявляется специальных требований по термической стойкости, по количеству уносимых металла и т.п., рекомендуется применять малоуглеродистой круглую сталь. Способ монтажа горизонтальных заземлителей выбирают в зависимости от объема работ, удаленности объектов строительства от баз механизации, характера почвы, наличия и возможности получения механизмов и других факторов. Если вблизи объектов являются водоемы, на дне водоемов укладывают протяженные заземлители, а от них прокладывают соединительные или воздушные линии к объектам. В стесненных условиях, например при монтаже горизонтальных перемычек между 2? 3 вертикальными электродами, для укладки коротких горизонтальных заземлителей траншею часто копают вручную. Чаще искусственным заземлителем является стальной проводник, заложенный в грунт горизонтально или вертикально (наклонно), или группа таких проводников, соединенных между собой. В последнем случае заземлитель называется сложным, а если электроды образуют контур, то такой сложный заземлитель называется заземляющим контуром. Название «горизонтальные» и «вертикальные» заземлители весьма условно. Строгое соблюдение горизонтальности в первом случае не обязательно, важно, чтобы электроды находились в грунте на нужной глубине, не подвергаясь повреждениям при работе машин. Поскольку поверхность земли в оврагах, на уклонах и в ряде других мест может оказаться не горизонтальной, так и протяженные (лучевые) заземлители будут следовать кривизне поверхности. Для вертикальных электродов также необязательно строгое соблюдение вертикальности. Горизонтальные заземлители прокладывают на глубине 0,5 м, на пахотной земле - не менее 1 м. Они рациональны в тех случаях, когда электропроводность верхнего слоя грунта обеспечивает нужную проводимость. Монтаж таких заземлителей механизирован и выполняется с минимальным расходом ручного труда, однако верхние слои почвы часто имеют больше электрическое сопротивление, чем глубинные. Кроме того, близко к поверхности земли растекание тока не идет равномерно во все стороны, как на глубине. Следовательно, сопротивление горизонтальных электродов обычно больше, чем сопротивление вертикальных электродов такой же массы. Поэтому наибольшее распространение в качестве заземлителей получили именно вертикальные электроды. Глубинные вертикальные электроды наиболее экономичны, достигают хорошо проводят слоев почвы. Заземляющие электроды, смонтированные в грунте, перемычки между ними и выводы от заземлителей на поверхность должны иметь следующие минимальные размеры: круглая сталь - диаметр не менее 10 мм; круглая оцинкованная сталь - диаметр не менее 6 мм; угловая сталь - толщина полки не менее 4 мм; общее сечение для заземлителей молниезащиты (грозозащиты) - не менее 160 мм2; полосный сталь - толщина не менее 4 мм при пересечении не ниже 48 мм2 (для магистралей заземления - не менее 100 мм2, для молниезащиты - не менее 160 мм2); отбракованные трубы - толщина стенки не менее 3,5 мм. Минимальные размеры электродов применяются в основном для временных электроустановок, где условия коррозии не имеют решающего значения. Для постоянных установок сечение заземлителей выбирают с запасом на коррозионное разрушение. По стойкости к коррозии преимущественно круглая сталь, так как разъедание электрода ржавчиной пропорционально площади поверхности электрода, соприкасающейся с грунтом, а площадь электрода круглого сечения из всех профилей наименьшая. В целях обеспечения надежной работы заземлителя в течение 40-50 лет в благоприятных грунтовых условиях достаточно увеличения диаметра стержневого электрода против минимального всего на 2-3 мм, во влажных грунтах необходимо увеличение диаметра заземлителя вдвое. От заземляется элемента электроустановки, например от опоры воздушной линии электропередачи, горизонтальные лучи прокладывают в двух противоположных направлениях или, если лучей не 2, а 3-4, разносят под углом в плане 120 ° или 90 °. Это необходимо для эффективного использования закладывается металла, так как рядом расположены заземлители взаимно экранируются и их эффективность снижается во много раз. По этой же причине вертикальные заземлители нужно удалять друг от друга на возможно большее расстояние, равное хотя бы длине электрода. Например, если десять вертикальных электродов длиной по 5 м расположить в одну линию на расстоянии по 5 м друг от друга, то коэффициент их использования составит 0,47, а если те же электроды для экономии места расположить по замкнутому треугольнику или четырехугольник, то коэффициент их использование будет еще ниже. То же относится и к применению наклонных электродов, которые разносят под равными углами аналогично горизонтальным и погружают в землю под углом около 45 ° для лучшего использования. Неравномерность распределения потенциалов на поверхности земли над заземлителем и вокруг него создает опасные напряжения шага и прикосновения. Для выравнивания потенциалов в таких случаях заземлитель можно выполнить в виде сетки из горизонтальных элементов, прокладываемых в земле вдоль и поперек территории электроустановки и соединяемых сваркой в местах пересечений. Размер ячейки такой сетки обычно составляет от 6х6 до 10х10 м. Вокруг опоры ВЛ потенциалы можно выровнять заземлителем, выполненным в виде концентрических колец, заложенных в грунт и соединенных с опорой. Снижает напряжения шага и прикосновения до допустимых значений на всей занимаемой им площади сетчатый заземлитель, однако за пределами сетки опасность может сохраняться. Поэтому в опасных местах, например на подходах к территории подстанций или вокруг фундаментов опор ВЛ, заключают дополнительные заземлители на постепенно увеличивается глубине и соединяют их с основными заземлителями. Отводятся под заземлитель площадь и расход металла могут быть снижены защитным изолирующим ограждением, сооружаемых вокруг заземлителя. Проще ограждение из диэлектрического материала препятствует растеканию тока по поверхности земли и снижает напряжение шага по сравнению с напряжением на заземлителей не менее чем в 100 раз и выравнивает потенциал за пределами заземлителя. Вертикальная часть ограждения от уровня поверхности располагается на 0,4-0,6 м от глубины заложения верха заземлителя. Отбортовка ограждения выполняется под углом 90-95 ° к вертикали и имеет длину, что составляет (0,1-0,15 j ''S (S - площадь заземлителя). Для обустройства ограды может быть использован любой недорогой диэлектрический материал, обладает достаточной механической прочностью и имеет электрическую прочность не менее 1 МВ / м (изоляционные материалы на битумной основе, например бри-зол, выпускаемый из отходов производства и имеет крепость не менее 20 МВ / м). При стекания тока с заземлителя, например с заземляющей сетки, вокруг него формируется электрическое поле. На поверхности земли возникает электрический потенциал, и напряжение шага может достигать опасных значений непосредственно за пределами заземлителя, даже при применении известных способов выравнивания потенциалов. Поэтому геометрические параметры ограждения установлены в результате анализа электрического поля, формирующегося заземлителей совместно с диэлектрическим выравнивающим ограждением, и отвечают требованиям безопасности. Устройство можно применять для заземлителей любой конструкции и при любых структурах грунта. Часто заземлители из профильной стали не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к заземляющим устройствам. Например, в засушливых местах трудно добиться стабильной проводимости таких заземлителей, в скальных грунтах их трудно монтировать, а в агрессивных грунтах трудно обеспечивать защиту от коррозии и долгий срок службы. Для таких ситуаций разработаны конструкции специальных заземлителей. Обратим внимание на конструкцию заземлителя, предложенную за рубежом. Цель этой разработки - уменьшение металлоемкости и облегчение забивки в грунт. Заземлитель имеет тонкостенную (1 × 2 мм) металлическую трубку, в которую впрессованы полужесткий стержень из пластичного материала, имеющий жесткость, достаточную для того, чтобы быть опорой упругой тонкостенной трубки. Это качество обеспечивает возможность некоторого сгибания электрода для обхода препятствий, встречающихся при его забивания в землю. Для повышения срока службы, то есть для уменьшения коррозии, материалом для трубки предлагается нержавеющая сталь. Наконечник, имеющийся в нижнем конце электрода, нужен только для забивки, поэтому нет необходимости изготавливать его из антикоррозийного материала. Форма наконечника может быть острой или закругленной для лучшего соскальзывания с препятствий, встречающихся в почве. Вместо изготовления наконечника можно обжать конец трубки с заполнителем. Типичный диаметр трубки - 15 мм. Предварительный диаметр сердечника, который прессуют в трубку, должен быть несколько больше, чем внутренний диаметр трубки. Трубка может быть заполнена (как вариант) текучим материалом твердеет внутри, например эпоксидной смолой, полиуретаном или эластомером. Полужесткий заполнитель располагается внутри стальной трубки по всей длине. Более жесткие материалы и более толстые стенки трубки снижают гибкость стержня и уменьшают способность электрода обходить препятствия в почве, что ведет к поломкам. Кроме того, чрезмерно пластичные материалы не обеспечивают достаточной прочности стенок, необходимой для
