Штыревое заземление своими руками

Конструктивные особенности

Что собой представляет и из чего состоит такая система? Устройство состоит из стальных полутораметровых штырей, которые обрабатываются медью и соединяются с помощью соединительных муфт. Также в комплект входит зажим из латуни, с помощью которого соединяются горизонтальные и вертикальные контуры. Ниже указана схема конструкции.

Модульно-штыревая система заземления устанавливается следующим образом: на верхнюю часть штыря монтируется посадочная площадка (насадка), которая в свою очередь соединяется с муфтой. Насадка необходима для передачи силы вибромолота. На нижнюю часть конструкции устанавливается стальной наконечник. Он упрощает вбивание установки в землю. Есть несколько разновидностей наконечников, область применения которых зависит от твердости грунта.

Помимо этого, к комплекту прилагается специальная электропроводящая жидкая паста, назначение которой – защита от коррозии и постоянное поддерживание электрического сопротивления при эксплуатации. Электропроводящая паста наносится на все резьбовые соединения конструкции. Также можно использовать от коррозии специальную влагонепроницаемую клейкую ленту. Она устойчива к кислотам, солям и газам, не пропускает влагу.

Этапы монтажа

Модульно-штыревое заземление устанавливается по простому принципу. В первую очередь надевается на первый штырь наконечник. Но перед установкой его следует обработать электропроводящей пастой от коррозии. На другой конец навинчиваем соединительную муфту и также обрабатываем ее антикоррозионной пастой. Затем на устройство накручивается посадочная площадка для приложения сил вибромолота.

Модульно-штыревое заземление, которое собрали, помещаем в заранее подготовленную яму в земле. Нужно максимально глубоко ввинтить ее в грунт своими руками. Затем необходимо подключить к сети вибромолот и приставить его к площадке стержня. Таким образом штырь погружается в грунт на всю свою длину. Нужно лишь оставить 20 см для того, чтобы подсоединить другой стержень.

После этого следует замерить сопротивление заземления. Для этого необходимо снять посадочную насадку и к тому месту, где она располагалась подсоединить специальный прибор, омметр, как на фото ниже:

Когда первый стержень расположен в земле на всю свою длину, посадочная насадка для вибромолота снимается и через соединительную муфту монтируется другой штырь. Специальный зажим, который удерживает штырь в вертикальном положении, поднимается по установленному устройству вверх. А на смонтированную конструкцию снова устанавливается соединительная муфта и насадка под вибромолот, после чего процесс повторяется.

Проверять сопротивления растеканию следует после установки каждого вертикального стержня. Установка штырей происходит до тех пор, пока не будет установлено необходимое сопротивление. На рисунке ниже указывается схема изменения сопротивления в зависимости от длины:

Далее нужно соединить горизонтальный заземлитель и вертикальный проводник. Для этого к концу стержня, что выступает из земли, крепится латунный зажим и к нему подсоединяем горизонтальный заземлитель. Между штырем и горизонтальным кабелем размещается специальная пластинка, которая защищает от коррозии при контакте разнородных металлов. После того как система была подсоединена, места соединения обрабатываются специальной клейкой лентой. Она служит дополнительной защитой от коррозии.

Преимущества и недостатки системы

Модульно-штыревое заземление, как и любая система, обладает своими плюсами и минусами. По сравнению с классическим и стандартным контуром, штыревое заземление имеет такие преимущества:

• легкость и простота в установке;
• занимает небольшую территорию;
• монтаж осуществляется минимальным количеством работников (1–2 человека);
• установка происходит без сварочных работ, так как все соединения осуществляются с помощью соединительных муфт;
• благодаря вибромолоту, нет тяжелых земельных работ;
• модульно-штыревое заземление устойчиво к коррозии, так как обрабатывается специальными смазками и покрытиями, благодаря этому они служат несколько десятков лет;
• в независимости от грунта штыревая система легко вбивается в землю;
• элементы конструкции производятся промышленным образом, благодаря чему обладают высоким качеством и готовы к моментальной установке без дополнительных подготовительных работ.

Модульно-штыревое заземление обладает одним, но существенным минусом – это его высокая стоимость. Но, несмотря на такой недостаток, система выгодна, если учитывать все ее преимущества.

Промышленность производит множество разнообразных комплектов, которые объединяют в себе такие элементы, что необходимы для надежного и качественного монтажа. Модульно-штыревое заземление имеет важное назначение – это защита дома от пожара, а людей, находящихся в помещении от поражения электрическим током.

Что еще важно знать

Также следует отметить, что для того чтобы сделать штыревое заземление своими руками, следует оформить некоторый пакет документов. Например, к ним относят протокол измерений, акт скрытых работ и паспорт монтажа со схемой. Эти документы должны храниться у владельца частного дома.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на котором наглядно демонстрируется монтаж штыревого заземлителя отбойным молотком:

Надеемся, теперь вы знаете, что такое модульно-штыревое заземление, в чем его преимущества и как установить контур своими руками!

Также рекомендуем прочитать:

В этой статье поговорим о более новой и передовой системе заземления – модульной штыревой системе. Ознакомимся с условиями и способами монтажа такого очага заземления и преимуществами такой системы. Рассмотрим, с помощью чего и как, без привлечения специальной измерительной лаборатории, выполнять контроль сопротивления заземляющего контура. Что делать, если вдруг со временем сопротивление контура заземления изменилось в большую сторону

Модульная штыревая система заземления

Эту систему образуют вертикальные стальные стержни и соединительные муфты. Смотрите рис.1 и рис.2. Стержни, каждый длиной 1,5 м, покрыты слоем меди. Муфты, выполненные из латуни, предназначены для соединения стержней между собой.

Рис. 1 Стержень заземления 58-11″UNC

Длина стержня: 1500 мм.

Диаметр стержня: 14,2 мм.

Резьба: 5/8”-11UNC с двух сторон, омедненная.

Длина резьбы: 30 мм.

Вес, 1,85 кг.

Рис. 2 Муфта соединительная МС-58-11

Латунь Л-63 (допускается изготовление из бронзы).

Резьба внутренняя: 5/8”-11UNC.

Длина резьбы 60 мм.

В комплект такого устройства входят латунный зажим, необходимый для соединения вертикальной и горизонтальной составляющих контура заземления. Вертикальной составляющей – стальной стержень, горизонтальной – стальную полосу или медный провод от распределительного щитка к контору заземления.

Смотрим рис.3. В состав оборудования входят два типа стальных наконечника, навинчиваемых на стержень вертикально вбиваемый в землю. Каждый наконечник применяется для своего типа грунта: грунт повышенной твердости или обычный грунт. Смотрим рис.4.

Рис. 3. Зажимы универсальные МС-58-11

Рис. 4. Наконечник 58-11″UNC

Длина наконечника – 42 мм.

Диаметр стального наконечника 20 мм.

Резьба: внутренняя 5/8”-11UNC.

Длина резьбы: 20 мм.

К основному оборудованию системы прилагается посадочная площадка рис. 5 и специальная насадка рис. 6. Они нужны для приложения и передачи усилий вибромолота.

Рис. 5. Посадочная площадка 5/8”-11UNC

Резьба наружная 5/8”-11UNC.

Длина резьбы 35 мм.

Рис. 6. Насадка ударная НУ

Диаметр основной части 18 мм.

Диаметр рабочей части 11,7 мм.

Длина рабочей части 14,5 мм.

К основному оборудованию прилагаются антикоррозийная электропроводящая жидкая паста для защиты от коррозии рис. 7 и защитная лента рис. 8 для зажимного соединения вертикальной и горизонтальной составляющих системы.

Рис. 7. Смазка антикоррозионная токопроводящая

Электропроводящая графитовая смазка служит для получения постоянной электрической цепи заземляющего вертикального электрода. Это всесезонный смазочный электропроводящий состав. Смазку наносят на резьбовые соединения всех конструктивов монтажа. У неё хорошей цепляемость с поверхностью и ее параметры не меняются со временем при нагревании стыка соединения током 1,2 кА до температуры + 40С?. Она защищает от коррозии, и поддерживает постоянство электрического сопротивления в условиях эксплуатации. При применении смазки удается уменьшить на 9-11% сопротивление стыка. При нагреве смазка не течет, а сопротивление стаков на 55-60% уменьшается за счет хорошего заполнения неровностей стыка.

Рис. 8. Лента антикоррозионная

Для использования рекомендую ленту антикоррозионную PREMTAPE, 30 мм, 10 м, ленту антикоррозионную полимерно-асмольную «Лиам» или бутиловую антикоррозионную клейкую ленту, влагонепроницаемую.

Лента используется для защиты подземных и надземных труб, стержней, клапанов, арматуры, металлических фитингов от коррозии. Она обладает хорошей пластичностью даже под воздействием температур. Обладает стойкостью к кислотам, щелочам, солям и микроорганизмам, не пропускает воду, водяной пар и газы.

Для удобства установки этой системы надо иметь в пользовании вибромолот рис. 9, а для контроля сопротивления растеканию основных заземлителей – прибор измерения сопротивления рис. 10. Я рекомендую использовать вибромолот типа BOSCH GSH 11 E Professional ф. Bosch или MH 1202 E Makita ф. Makita. В качестве прибора для измерения сопротивления заземления советую взять прибор типа Ф4103-М1

Рис. 9. Вибромолот

Рис. 10 Измеритель сопротивления заземления Ф4103-М1

Монтажные работы

Установка прибора для измерения сопротивления

Прибор для измерения сопротивления мы установим рядом с местом, где собрались выполнять монтаж контура заземления. Местом для этого мы определяем яму 200 х 200 х 200 мм, вырытую на расстоянии 1,5 м от выхода из стены дома горизонтальной составляющей контура заземления. Это может быть стальная полоса или медный провод. Измерительные электроды, необходимые для выполнения замеров, размещаем на расстоянии 25 и 10 м по разные стороны от прибора и вгоняем их в землю. Затем электроды подключаем к прибору Ф4103-М1.

Схему установки измерительных электродов смотрите на рисунке 11

Рис.11. Схема подключения измерительных электродов

Монтаж первого вертикального модульного штыря

Приступаем к монтажу самого заземления. Накручиваем на один конец стержня наконечник. Вся резьба на стальном оборудовании, как гарантирует нам фирма, нанесена после покрытия стержня и наконечников медью. Прежде, чем выполнить соединение, обработаем наконечник антикоррозийной токопроводящей пастой. На второй конец стержня накручиваем соединительную муфту, которую также потом заливаем антикоррозийной токопроводящей пастой. Сверху накручиваем посадочную головку для приложения усилий вибромолота. Смонтированный стержень, наконечником вниз, как можно дальше усилием рук втыкаем в подготовленную яму, в грунт. Дальше используем вибромолот. Он у нас работает от сети 220В. Приставляем ударное устройство вибромолота к площадке стержня, включаем молот и придерживая это совмещение, буквально за 20 секунд, утапливаем стержень на всю длину в землю, оставив 20 см над дном ямы, чтобы соединить с другим стержнем.

Измерение промежуточного сопротивления растеканию

Снимаем посадочную площадку со штыря и проводим измерения сопротивления растеканию. Мы соединяем прибор Ф4103-М1 с установленным стержнем. Сопротивление на глубине 1,5 м составило, допустим, 485 Ом.

Для достижения заданного сопротивления растеканию модульная штыревая система предлагает углублять вертикальные штыри, наращивая секции заземления, друг на друга. Выполняем все по рекомендации инструкции.

Монтаж последующих вертикальных модульных штырей

Обрабатываем соединительную муфту пастой и вкручиваем в нее второй медный стержень, на стержень накручиваем вторую соединительную муфту, обработав антикоррозийной пастой, и снова крепим посадочную головку. К устройству прикладываем вибромолот и повторяем предыдущий процесс. Контролируем сопротивление растеканию.

Процесс наращивания стержней мы будем выполнять до тех пор, пока сопротивление растеканию не достигнет значения меньше 4 Ом. При выполнении этого процесса мы не будем забывать обрабатывать соединения каждой секции заземления защитной антикоррозийной пастой. Наконец, после установки седьмого стержня мы получили сопротивление растеканию, допустим, 3,35 Ом на глубине 10,5м.

Монтаж горизонтального заземлителя модульной штыревой системе

Теперь приступаем к монтажу соединения вертикального заземлителя и горизонтального заземляющего проводника. Для подключения стальной полосы или кабеля к стержню используют латунный зажим. Одна составляющая часть зажима адаптирована для подключения штыря, другая половина является посадочным местом стальной полосы или кабеля. На выступающий из земли конец стержня крепим латунный зажим болтовыми соединениями. К этому же зажиму подводим горизонтальную составляющую заземления: стальную полосу или медный кабель и также крепим с помощью болтовых соединений. Кабель (полосу) и штырь разделяет специальная разделительная пластинка, которая необходима для предотвращения очага биметаллической коррозии при контакте разнородных металлов. После подключения полосы или кабеля болтовые соединения обрабатываем специальной лентой типа PREMTAPE. Она обеспечивает дополнительную защиту от коррозии контакта вертикальной и горизонтальной составляющих заземления. См. рис. 12

Рис. 12. Глубинная модульная штыревая система заземления

Контур заземления, выполненный с помощью модульной штыревой системы, может иметь конфигурацию одноточечного или многоточечного контура заземления, который позволит достигнуть требуемого сопротивления заземлителей.

Преимущества модульной штыревой системы заземления

Нарисовав график рис.13, отображающий зависимость сопротивления растеканию от глубины заземляющего стержня, подведем итог проделанной работы. Установленная система заземления менее чем за час позволила достичь сопротивления растеканию менее чем 4 Ома.

Рис.13 Динамика изменения сопротивления заземления от глубины стержня

Рассмотрим, каких же условий потребовала устанавливаемая система? Для выполнения контура заземления модульным штыревым способом потребовался, во-первых, вибромолот, чтобы избавить монтажника от усилий; во-вторых, измерительный прибор и, в –третьих, второй монтажник-помощник, чтобы поддерживать стержень во время работы вибромолота.

Устанавливаем, в чем же преимущества системы модульного штыревого контура заземления по сравнению с общепризнанным и повсюду используемым классическим контуром заземления.

модульная штыревая система заняла площадь менее одного квадратного метра, то есть ограниченность территории монтажа ей не помеха.

отсутствуют изнуряющие земляные работы, все делает один вибромолот.

не требуется сварка, все соединения в модульной штыревой системе проводятся соединительными муфтами.

высокий срок службы, более 30 лет, благодаря антикоррозийным покрытиям и смазкам, то есть высокая стойкость к почвенной и электролитической коррозии.

использование глубинной модульной штыревой системы позволяет не зависеть от особенностей грунта.

простая конструкция по устройству и доступная каждому по части монтажа, может справиться даже один человек.

Конечно, вопрос встанет о стоимости такой системы. Стоимость оборудования для устройства контура заземления с помощью модульной штыревой системы составит примерно 500 USD. Стоимость работ по монтажу системы составит 120 USD. Классическая система заземления по материалам будет стоить 100 USD и 120 USD оцениваются монтажные работы. Но хочу сказать что, хотя классическая система дешевле, все семь перечисленных выше преимуществ оправдывают затраты на установку модульной штыревой системы заземления.

После выполнения устройства контура заземления необходимо оформить документы: протокол измерений; акт скрытых работ; паспорт заземления со схемой. Все это должно храниться у владельца.

Модульно-штыревое заземление обеспечивает минимальное сопротивление грунта распространению в нем электрического тока. Такой способ заземления находит широкое применение в промышленных, административных зданиях, частных домах. Расскажем, как сделать его своими руками, какие правила нужно знать при работе с устройством.

Что включает в себя система?

Система продается комплектом, но при необходимости, можно приобрести его компоненты отдельно.

В комплект включены:

• Вертикальные металлические полутораметровые стержни с резьбой, обработанные медью.

Штырь 58-11″UNC Длина стержня: 1500 мм. Диаметр стержня: 14,2 мм. Резьба: 5/8”-11 UNC с двух сторон омедненная. Протяженность резьбы: 30 мм. Вес, 1,85 кг.

• Латунные резьбовые муфты, служащие соединительными элементами между штырями.

Муфта соединительная МС-58-11 Латунь Л-63 (допускается изготовление из бронзы). L=70 мм. Диаметр 22 мм. Резьба внутренняя: 5/8”-11 UNC. Протяженность резьбы 60 мм. Вес 0,114 кг.

• Латунные зажимы, соединяют металлический штырь с металлической полосой.

Латунные зажимы универсальные МС-58-11

• Наконечники, надеваемые на стержень, вертикально вставляющийся в грунт. Существует несколько видов наконечников, предусмотренных для обычной и очень твердой почвы, значительно облегчающих погружение за счет острого нижнего конца.

Наконечник 58-11″UNC L= 42 мм. Ø20 мм. Резьба: внутренняя 5/8”-11 UNC. Протяженность резьбы: 20 мм. Вес 0,045 кг.

• Посадочная площадка с ударным винтом, служащая для передачи усилия от вибрационного молота.

Посадочная площадка служит для передачи усилий от отбойного молотка на стержень.

Посадочная площадка 5/8”-11 UNC

• L= 53 мм.
• Ø 23,6 мм.
• Резьба наружная 5/8”-11 UNC L=35 мм
• Вес 0,110 кг.

Насадка ударная НУ Длина 265 мм. Основная часть Ø 18 мм. Рабочая часть Ø 11,7 мм. Длина рабочей части 14,5 мм.

• Для защиты от коррозии все соединительные элементы на резьбе покрываются входящей в комплект поставки антикоррозийной графитной пастой. Она не растекается даже при сильном нагревании и служит для поддержания электрического сопротивления.
• Пластичная, влагостойкая, устойчивая к воздействию агрессивных растворов антикоррозийная лента служит для защиты от разрушения всех металлических элементов заземления.

Для обслуживания системы требуется устройство ревизионного люка.

1. Посадочная площадка с ударным винтом.

3. Зажим, удерживающий стержень в вертикальном положении.

4. Соединительная муфта.

5. Заземляющий стержень.

5. Металлический наконечник.

Конструкция модульно-штыревого заземления

Преимущества модульной системы заземления

Система модульно-штыревого заземления отличается следующими преимуществами:

• Легкость монтажа — для установки понадобится один или два человека, минимум инструментов. Читайте также статью: → «Контур заземления: монтаж».
• Исключается большой объем земляных и сварочных работ, все соединения производятся через муфты. Установку можно провести за 3-4 часа.
• Занимает менее 1 кв. метра площади. Ее можно установить даже в подвальном помещении или возле стен здания.
• Срок службы составляет более 30 лет.
• Не подвержена коррозии, так как все элементы покрываются антикоррозийными смазочными веществами.
• Все детали системы изготавливаются в заводских условиях, соответственно, имеют высокое качество.
• Для установки пригодны практически любые виды грунта.

Недостатки модульно-штыревой системы

Модульно-штыревым системам также свойственны и некоторые недостатки:

• Высокая стоимость модульной заземляющей системы.
• Невозможность проведения монтажа на каменистом грунте.
• Ввод в эксплуатацию предполагает оформление акта скрытых работ, составления протокола измерений сопротивления, а также разработку технического паспорта со схемой заземления. Документы необходимо хранить на протяжении всего срока использования. Читайте также статью: → «Подключение к электросети».

Монтаж системы своими руками

Монтаж можно выполнить с привлечением специалистов или собственными силами. Для выполнения работ потребуются:

• отбойный молоток или перфоратор, значительно упрощающий установку устройства;
• измеритель сопротивления.

Этапы установки системы:

1. Рассчитываем необходимую глубину залегания, определяемся с требуемым количеством стержней и величиной их погружения в грунт.
2. Отступив на 1,5 м от стены здания, роем яму шириной, длиной и глубиной по 20 см, отступив на полтора метра от стены.
3. Вблизи места проведения монтажных работ устанавливаем измеритель сопротивления, на расстоянии 10 и 25 метров от него забиваем в грунт измерительные электроды, подключаем прибор.

Совет №1. Если нет возможности измерить сопротивление после установки каждого штыря, можно заглубить систему на более низкий уровень от 15 до 30 метров, и вызвать представителей лаборатории, которые произведут все необходимые замеры и оформят документацию.

Совет №2. Вместо готового ревизионного люка, имеющего достаточно большие размеры, можно использовать канализационную муфту. Снизу на муфту крепится заглушка из фанеры с отверстием под стержень.

Если позволяет грунт, то штыри можно углубить до 40 метров. При невозможности погружения стержней в грунт на необходимую глубину, следует выполнить монтаж обычных заземлителей. Их количество будет зависеть от сопротивляемости почвы.

С помощью модульной системы можно выполнить различные виды заземления: на одну точку, очаговое, гребенчатое, многоточечное. Способ установки выбирается в зависимости от типа почвы и площади участка для монтажа. Читайте также статью: → «Разновидности систем заземления».

Показатели сопротивления грунтов

Величина сопротивления грунта показывает, насколько хорошо в нем будет осуществляться растекание тока. Значение этого показателя во многом зависит от состава грунта, фракции и плотности прилегающих друг к другу частиц.

Таблица сопротивления грунта

Тип грунта	Сопротивление, Ом/м
Вечно мерзлый грунт	500-50000
Сухой песок	400-4000
Влажный песок	10-400
Суглинок	10-150
Глина	20-60

Приборы, требующие заземления

Для некоторых электроприборов необходимо дополнительное заземление, кроме розетки с заземляющим контуром. Без устройства качественного заземления потенциально может быть опасна для работа следующих приборов

1. Микроволновая печь. На задней стенке установлена клемма для подключения к заземлению. Но в инструкции к ней указана лишь общая фраза «требуется заземление» и больше ничего не уточняется. Без подключения к заземлению, микроволновая печь, может создавать фон опасный для здоровья человека.
2. Стиральная машина. Зачастую прикосновение к ней вызывает легкое покалывание и пощипывание — пропускается электрический ток. Чтобы избежать этого и полностью обезопасить себя, необходимо заземление стиральной машины.
3. Электрическая духовая печь.
4. Если подключить корпус компьютера к заземлению, скорость работы интернета повысится в несколько раз, система не будет «зависать».

Сравнение заземления модульного и обычного

Сравнительная характеристика обычного заземления и модульной системы показывает множество очевидных преимуществ модульно-штыревого заземления.

Обычное заземление	Модульно штыревое заземление
Требуется выполнение сварочных работ	Сварочные работы не выполняются
Трудоемкий и продолжительный процесс, нуждающийся в выполнении больших объемах землянах работ	С монтажом может справится даже один человек без опыта работы
Для транспортировки необходим грузовой автомобиль	Всю систему может унести в руках один человек
Требуется резка материала	Монтаж происходит при помощи муфт и болтовых соединений, резка не требуется
Необходима значительная площадь	Требуемая площадь установки — 1 кв. м

Распространенные ошибки при монтаже

• Наиболее часто встречающейся ошибкой при монтаже модульного заземления является недостаточное заглубление штырей, которые можно повредить при выполнении хозяйственных работ. Рекомендуется прокладка соединительных и заземляющих проводников на глубине 0,5-0,7 м.
• Часто последний штырь не удается полностью погрузить в грунт. Его необходимо обрезать болгаркой.
• Нельзя забывать про обработку всех мест соединения элементов системы антикоррозийной пастой.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос №1. Можно ли устанавливать заземление, если грунт на участке частично состоит из гравия или мелкого строительного мусора?

Можно, если при этом используется технология электролитического осаждения меди на сталь. Применение такой технологии разрешено техническим Циркуляром «РосЭлектроМонтажа» №11/2006.

Вопрос №2. Какова должна быть минимальная площадь сечения использующегося проводника?

Оптимальная площадь сечения — 150 мм 2 для стали и 50 мм 2 для меди. Допускается использовать также стальную полосу 0,5х3 см.

Вопрос №3. Каким образом можно установить заземление частного дома в январе, когда грунт уже замерз?

Модульно-штыревое заземление в частном доме можно смонтировать непосредственно в нем — в подвале или подполе, совмещенном гараже. Чтобы сэкономить длину использующихся проводов, щиток можно установить недалеко от точки заземления.

Вопрос №4. Где лучше всего выполнить зажим провода?

Ниже уровня пола — зажим надежно скрыт и не мешает при передвижении по дому, однако, при этом возникают некоторые сложности в обслуживании.

Вопрос №5. Каким образом можно повысить надежность муфтового соединения отдельных штырей?

Повысить механическую прочность стержней в местах резьбового соединения можно установкой термоусадочки, не входящей в комплект поставки системы.