По правилам техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей металлический корпус любого электроприбора должен быть надежно присоединен к заземляющему устройству. Это правило касается как промышленных объектов, так и жилых домов и квартир. Использование заземления является одной из мер защиты человека от поражающего действия электрического тока. Одним из его видов является электролитическое заземление. Такое заземление применяют, например, в скальном грунте, когда нет возможности использовать обычное заземления, состоящее из нескольких вбитых в землю двухметровых штырей.
Электролитическое заземление широко применяют в районах, где грунт имеет высокое удельное сопротивление. Это могут быть районы с каменистым, песчаным или вечномерзлым грунтом. Для надежной защиты человека от поражения электрическим током сопротивление заземления должно быть низким, не более 30 Ом. Именно такие показатели надежно уберегут человека от воздействия электрического тока. Применяя электролитическую систему заземления, можно легко добиться необходимых показателей сопротивления заземления.
Устройство состоит из следующих частей:
- Электрод — основной элемент заземления. Он выполняется из нержавеющей стали в виде буквы L. Электрод изготавливается из цельной полой трубы диаметром около 70 мм, согнутой под прямым углом. В горизонтальной части электрода выполнены отверстия.
- Колодец для обслуживания.
- Зажим, предназначенный для соединения электрода с заземляющим металлическим проводником.
- Специальная изоляционная лента, предназначенная для защиты болтовых соединений от коррозии.
- Заполнитель пространства вокруг электрода, имеющий пониженное удельное сопротивление. Большое значение имеет высокая плотность прилегания заполнителя к электроду.
- Специальная электролитическая минеральная смесь, которой заполняется электрод.
Принцип работы
Сопротивление заземлителя определяется сопротивлением грунта, прилегающего к заземлителю. Один из вариантов его понижения — это применение электролитов, обладающих высокой проводимостью тока. Электролитический заземлитель работает по принципу увеличения вокруг него проводимости почвы. Это достигается применением специальных солевых смесей. Такой смесью заполняют полый электрод. Вследствие контакта солевой смеси с находящейся в грунте водой образуется электролит. Контакт смеси с водой происходит через перфорированные отверстия в заземлителе, вследствие чего жидкость заполняет околоэлектродное пространство, тем самым понижая сопротивление грунта.
Особенности применения
На стадии проектирования заземляющего устройства с применением электролитического заземлителя необходимо учитывать следующую особенность. Так как вокруг заземлителя происходит образование солевого электролита, температура замерзания прилегающего грунта, в зависимости от концентрации солей, находится ниже -10 °С. В результате грунт диаметром до 3 метров вокруг электрода находится в незамерзающем состоянии круглый год. В районах вечной мерзлоты эти зоны грунта могут проседать. Поэтому близко от электролитического заземлителя нельзя располагать строительные конструкции из-за угрозы нарушения их целостности. Также нельзя располагать данный вид заземлителя около подземных коммуникаций, содержащих металлические части из-за возможности их коррозии.
Основные преимущества
Электролитическое заземление имеет ряд достоинств:
- У такой конструкции небольшой размер, поэтому ее монтаж довольно прост и удобен. Смонтировать такое заземление вполне можно своими руками, не прибегая к услугам специалистов.
- Специальная минеральная смесь внутри электрода поддерживает концентрацию электролита в грунте на одном уровне продолжительное время. Смесь в электрод досыпается один раз в 15 лет.
- Солевой раствор, который получается в результате химической реакции, не агрессивен по отношению к корпусу электрода.
- При монтаже электролитического заземления, в большинстве случаев, не нужно согласовывать выполнение земляных работ со всеми заинтересованными организациями, как это происходит при монтаже обычного заземляющего устройства.
Недостатком электролитического заземления является высокая стоимость комплекта. Такое заземление применяют в особых случаях, когда, например, применение обычного заземляющего устройства не эффективно.
Методика расчета
Для теоретического расчета сопротивления электролитического заземления используют формулу:
где С — коэффициент электролита,
р — удельное сопротивление грунта,
L — длина электрода,
d — диаметр электрода,
Т — расстояние от поверхности земли до горизонтальной части электрода.
Монтаж
Для монтажа потребуется универсальный набор ключей, инструмент для выкапывания траншеи и прибор для измерения сопротивления заземления. Чтобы смонтировать заземляющее устройство, нужно руководствоваться следующим порядком действий:
- Выкопать траншею глубиной 70 см, длиной около 2200 см и шириной около 30 см.
- Перед установкой электрода на дно готовой траншеи уложить околоэлектродный заполнитель.
- Установить электрод на дно траншеи так, чтобы короткая часть трубы, с отверстием для заполнения, была направлена вверх.
- Высыпать оставшийся заполнитель в траншею поверх уложенного электрода.
- Смонтировать колодец в верхней части трубы.
- Подсоединить заземляющий проводник с помощью зажима к трубе и заизолировать соединение специальной лентой.
- В заливное отверстие электрода влить около 20 литров обычной воды, с помощью которой начнется процесс образования электролита.
- Подключить заземляющий проводник к корпусу заземляемого электроприбора и произвести замер сопротивления. Если показания в норме, то заземляющий проводник на время отсоединяют от корпуса электроприбора для безопасного ведения работ. Если сопротивление слишком высокое, то нужно принять меры для его снижения.
- После этого засыпают траншею, оставляя горловину электрода над поверхностью земли.
- Затем подключают заземляющий проводник к корпусу заземляемого устройства.
Измерение сопротивления
Существует множество приборов, измеряющих сопротивление заземляющего устройства. Порядок и способ измерения у всех приборов примерно одинаков. В комплекте измерительного прибора имеются 1 или 2 технических штыря длиной 120 см и два проводника длиной 15–20 метров. Следуя инструкции, прилагаемой к каждому прибору, не сложно выполнить измерение сопротивления заземляющего устройства. Величина измеренного сопротивления отобразится на индикаторе прибора.
Правила обслуживания
Длительность безремонтного функционирования электролитического заземления может достигать 50 лет. Обслуживать такое устройство нужно периодически один раз в несколько лет.
Минимум один раз в 3 года нужно производить измерение сопротивления заземляющего устройства. Если значение сопротивления стало выше нормы, то необходимо произвести ревизию всех контактных соединений, начиная от корпуса заземляемого прибора и заканчивая электродом.
Примерно один раз в 5 лет необходимо контролировать уровень минерально-солевой смеси в электроде и при необходимости восстанавливать его.