Система заземления Galmar (модульная, глубинная или штыревая)

Современные цифровые системы связи предъявляют более высокие требования к характеристикам заземляющих устройств, чем аналоговое оборудование. Высокая чувствительность к импульсным помехам является особенностью современной цифровой аппаратуры — воздействие электростатических потенциалов на аппаратуру часто приводит к сбоям в ее работе и даже выходу из строя.

Еще большую опасность для аппаратуры представляют импульсные помехи при разрядах молний и коммутациях в питающей сети и интерфейсных цепях. А без надежного заземления не работают встроенные и внешние элементы защиты от перенапряжений.

Поэтому при монтаже новых телекоммуникационных узлов или модернизации существующих необходимо обязательно решить вопросы, связанные с устройством заземления, отвечающего современным требованиям. Еще недавно монтаж заземляющего устройства (заземлителя и заземляющих проводников) в городских условиях, когда существенно ограничена доступная для монтажа площадь поверхности и почти везде имеется твердое покрытие, мог оказаться весьма трудоемким.

Теперь высокоэффективное и экономичное решение стало доступно благодаря модульно-штыревой системе заземления GALMAR, предназначенной для организации одноточечного или многоточечного контуров заземления на телекоммуникационных и энергетических объектах операторов мобильной и стационарной связи, ведомственных сетей, промышленных предприятий.

Система GALMAR содержит все необходимые для монтажа заземляющего устройства компоненты, легко сопрягаемые друг с другом. Основу системы составляют стальные штыри небольшой длины с медным покрытием, соединительные муфты и вспомогательные элементы.

Модульно-штыревая конструкция системы GALMAR обеспечивает максимальное удобство и технологичность монтажа:

• любая конфигурация контура заземления;
• не требуются заготовительные операции (вся работа выполняется на месте, без использования тяжелого инструмента);
• все детали просто сопрягаются (без сварки или с экзотермической сваркой).

Благодаря промышленному изготовлению элементов системы GALMAR обеспечены:

• высокая устойчивость медного покрытия штырей к изгибу и отслоению при монтаже;
• надежная защита смонтированных заземлителей от коррозии — гарантия 30 лет;
• минимальные эксплуатационные затраты.

Монтаж заземлителей

Вертикальные элементы заземлителей монтируются из штырей модульной системы GALMAR, заглубляемых в землю с помощью обычного перфоратора. Для получения нужной длины штыри соединяются между собой резьбовыми муфтами.

Монтируемый контур заземления может иметь удобную для конкретного случая конфигурацию с любым числом вертикальных элементов, а сами вертикальные элементы могут быть смонтированы на любую глубину от 2 до 6 метров при традиционном монтаже и от 6 до 40 метров при глубинном монтаже.

Способ монтажа выбирается в зависимости от доступной площади и типа грунта. Глубинный монтаж является наиболее технологичным:

• минимальная площадь контура заземления;
• сопротивление заземлителей не зависит от погоды;
• минимум земляных работ;
• возможность монтажа внутри периметра зданий (в подвалах).

Технологии GALMAR против традиций

Низкие эксплуатационные затраты

Характеристика	Модульно-штыревая система	Традиционная система заземления
Механическая прочность элементов	Высокая, гарантированная	Зависит от используемых материалов и качества сварки стыков
Покрытие вертикального элемента заземлителя	Медь, не менее 250 мкм, высокая адгезия и пластичность	Нет
Стойкость к коррозии	Высокая, срок службы минимум 30 лет	Низкая (за 10 лет разрушается около 60%)

 

Удобство и технологичность монтажа

Характеристика	Модульно-штыревая система	Традиционная система заземления
Глубина установки вертикальных элементов	Любая (постепенное наращивание при заглублении)	Ограничена длиной забиваемого уголка (обычно 3м)
«Тяжелые» операции	Нет	Есть (погрузка, доставка погонажа, резка, сварка)
Технологичность монтажа	Высокая (универсальность, модульность, меньше вертикальных элементов, экзотермическая сварка)	Низкая (заготовительные операции, больше вертикальных элементов и соединений, обычная сварка)

 

Глубинный монтаж (комплекты GL-00015 и GL-00030)	Традиционный монтаж (комплект GL-00045)
Небольшое количество вертикальных элементов заземлителя, установленных на большую глубину.	Большое количество вертикальных элементов заземлителя, установленных на небольшую глубину.

Поставка системы заземления GALMAR

Поставка комплектующих модульно-штыревой системы GALMAR производится монтажными комплектами. Выбор комплекта осуществляется исходя из конкретной ситуации (необходимой длины заземляющих элементов и их количества).

Обозначение монтажного комплекта	Назначение монтажного комплекта	Суммарная длина вертикальных элементов	Возможные варианты монтажа
			N	L
GL-00015	Глубинный монтаж	15 м	1 3	15 5
GL-00030	Глубинный монтаж	30 м	1 3	30 10
GL-00045	Традиционный монтаж	45 м	15	3

 

Состав монтажного комплекта	GL-00015	GL-00030	GL-00045
Штырь заземлителя	10	20	30
Соединительная муфта, шт	10	20	16
Стартовый наконечник, шт	3	3	15
Направляющая головка для вибромолота, шт	2	3	5
Зажимы для подключения, шт	3	5	15
Антикоррозионная токопроводящая паста, шт	1 на 3 комп.	1 на 3 комп.	1
Изоляционная лента DENSO, шт	1 на 3 комп.	1 на 3 комп.	1
Насадка на вибромолот, шт	1 на 3 комп.	1 на 3 комп.	1

Система заземления «ШИП»

Система заземления "ШИП" является аналогичной системой, но разработанной в России специально для применения в условиях нашего сурового климата.

Преимущества системы "ШИП" глубинно-модульного заземления:

• эффективное заземление на основе передовых технологий за разумные деньги - стоимость изделия российского производства ниже, чем у западных аналогов;
• срок эксплуатации заземления до 30 лет обеспечивается использованием ТДЦ-покрытия, которое существенно увеличивает микротвердость и замедляет процесс коррозии;
• оптимальная конструкция «ШИП» обеспечивает погружение заземлителя до 35 метров (в зависимости от типа почвы);
• при установке «ШИП» используется электродуговая сварка, которая менее трудоемка и менее затратна по сравнению с экзотермической сваркой (необходимой для омедненных стержней);
• после монтажа заземления требуется минимальный объем земляных работ и работ по восстановлению дорожных покрытий
• «ШИП» может быть установлен в подвалах зданий;
• отсутствие сезонных колебаний сопротивления растеканию тока и сведение к минимуму наведенной ЭДС обеспечивают при заземлении сетей связи стабильное качество передачи информации круглый год;
• заземление, благодаря покрытию, не представляя опасности для подземных металлических конструкций и коммуникаций с точки зрения гальванического переноса ионов.

К достоинствам метода термодифузионного цинкования (далее ТДЦ) можно отнести следующее:

• детали цинкуются в герметически закрытых ретортах, поэтому процесс диффузионного цинкования экологически безопасен и не требует создания очистных сооружений;
• получаемое покрытие не имеет пор и за счет диффузионного слоя имеет прочную адгезионную связь с подложкой;
• диффузионный цинк покрывает детали равномерным слоем без наплывов, точно повторяет профиль цинкуемой поверхности, включая глухие отверстия, элементы сложной конфигурации, щели, полости, резьбу;
• метод позволяет, в отличие от других, цинковать длинномерные трубы с обеих сторон, а при необходимости, цинковать только внутреннюю или только наружную поверхность труб, в зависимости от расположения порошковых цинкосодержащих смесей - снаружи или внутри;
• покрытие имеет высокую твердость (в 3-4 раза выше, чем у горячего цинкового покрытия) и обладает высоким сопротивлением абразивному износу, что позволяет использовать периодически разбираемые трубные соединения в нефтегазовой отрасли до 10-15 лет без замены;
• при сварке металлоизделий с термодиффузионным покрытием цинковое покрытие повреждается только в «ванночке» сварного шва, при этом в околошовной зоне сохраняется слой покрытия, который протекторно защищает сварной шов;
• отходы от производства не требуют захоронения и могут быть использованы в качестве наполнителей строительных бетонных смесей;
• диффузионное цинковое покрытие сертификатом Госсанэпидемнадзора № 78.1.3.315.II.17512.9.99 от 06.09.99г, допущено к контакту с водой питьевого и бытового водоснабжения, соответствует требованиям ГОСТ 28426-90, ГОСТ Р51163-98, СНИП 2.03.11-85 изд. 2002г., Инструкции № К-106 от 30.12.2003г. Департамента электрификации и электроснабжения ОАО «РЖД», а также требованиям зарубежных стандартов АST MB 633, AST MB 695;
• нет ограничения по химическому составу общераспространенных машиностроительных сталей и чугунов.

Механизм образования диффузионного цинкового покрытия упрощенно можно описать следующим образом:

При повышенной температуре (более 260°С) порошковый цинк приобретает активность за счет увеличения подвижности атомов цинка. В объеме порошковой цинкосодержащей смеси, находящейся в замкнутом пространстве рабочих реторт под действием высокой температуры, цинк переходит в парофазное состояние, отличающееся от газофазного состоянием докритического насыщения. Подвижные атомы паров цинка проникают в пришедшую в движение кристаллическую решетку альфа-железа за счет заполнения вакансий, поскольку под действием температуры атомы железа также пришли в подвижность и во встречное диффузионное движение.

Проникшие в структурную решетку железа атомы цинка вступают в термохимические реакции с железом, образуя твердый раствор цинка в альфа-железе (цинковый феррит). С повышением температуры в результате встречной диффузии цинка путем флуктуации образуются последующие фазы железоцинкового покрытия.

Таким образом, при диффузионном цинковании в порошковых цинкосодержащих смесях на поверхности цинкуемого изделия образуется покрытие, состоящее не из металлического цинка, а из железоцинкового сплава, представляющего ряд интерметаллидных соединений железа с цинком и твердые растворы цинка в железе и железа в цинке.

Термодиффузионное цинкование повышает срок службы обработанного изделия в условиях промышленных, атмосферных и водных сред, а также при эксплуатации его в нефтяном и газовом хозяйстве в 10-15 раз по сравнению с черным металлом. В 2-3 раза превышает показатели цинкования электролизом и служит в 1,5-2 раза дольше, чем изделия, подвергнутые жидкому цинкованию.

Даже механическое воздействие на детали не приводит к нарушению защитного покрытия. В цинковом покрытии имеется 2-3% алюминия, что повышает стойкость деталей в условиях кислотных и щелочных сред. Изделия после такой обработки могут быть подвержены холодным деформациям и механическим воздействиям. При этом не происходит отслаивание и растрескивание покрытий. Цинкование таким методом позволяет в точности воспроизвести профиль поверхности детали (конструкции): резьбу, маркировку, другой тонкий рельеф. При сварке деталей термодиффузионное покрытие в зоне сварочного шва не выгорает (высокая температура кипения железоцинковых фаз покрытия) и примыкает встык к сварочному шву.

Примеры применения

Низкоомное глубинное заземление телекоммуникационного объекта

Длина одной точки может выбираться согласно требованиям проекта от 15 до 40 метров. Глубинно-модульное заземление «ШИП» на данных глубинах позволяет достигнуть 4 Ом.

 

«Универсальная услуга» - рабоче-защитное заземление достигается одним трехметровым стержнем

 

Совмещенный контур рабоче-защитного заземления (достигается 30 Ом) и низкоомного глубинного заземления (достигается 4 Ом)

Длина стержней контура вторичного заземления и длина одной точки низкоомного глубинного заземления выбирается согласно требованиям проекта до 40 метров.

 

Контур рабоче-защитного заземления телекоммуникационной вышки и контейнера с оборудованием

Рабоче-защитное заземление устройства телекоммуникационного объекта и заземления системы молниезащиты

Глубинное заземление с двумя измерительными стержнями

Длина одной точки может выбираться согласно требованиям проекта от 15 до 40 метров. Данный вид решения позволяет производить измерения сопротивления заземления в течении всего срока службы заземляющего устройства.

Монтаж заземления «ШИП» в сложных грунтах

При невозможности дальнейшего монтажа электрода (возникновении непроходимого подземного препятствия), требуемое значение сопротивления достигается использованием одного или нескольких дополнительных электродов. Оптимальное расстояние между дополнительными электродами составляет 7-10 метров.

Схема типового решения по монтажу заземления «ШИП» в городской черте и в подвальных помещениях

Используются специально укороченные стержни L = 1,2 метра. Устройство системы заземления, измерение заземления.

Традиционное заземление

 

Первым делом надо выбрать место для электромонтажа контура заземления, желательно, чтобы очаг заземления располагался вблизи заземляемой электроустановки (силовой щит). Для выполнения электромонтажных работ вам потребуется стальной уголок (50 х 50 х 5 мм) 9 метров и стальная полоса (4 х 40 мм) 9 метров + расстояние от контура заземления до силового щита. Теперь берём лопаточку и начинает копать траншею (ширина 0,5 метра и глубина 0,8 метра),  надо выкопать равносторонний треугольник (3 х 3 х 3 метра). Затем бурим по углам треугольника 3 скважины глубиной по 3 метра и заколачивает туда 3 уголка по 3 метра. Для того чтобы уголок свободно вбивался в землю, концы его надо заострить с помощью болгарки. Если грунт на участке благоприятный и есть желание и силы забить кувалдой уголок на 3 метра, то можно не бурить.
К установленным в земле трём заземлителям (уголкам), привариваем по периметру стальную полосу. Очаг заземления готов, теперь надо выкопать траншею (ширина 0,5 метра и глубина 0,8 метра) к дому. Укладываем в траншею стальную полосу. Один конец полосы привариваем к контуру заземления, а второй к силовому щиту. Закапываем грунтом готовую конструкцию, траншеи должны заполняться однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора. Если у вас на земельном участке есть естественные заземлители (металлические столбы забора, металлические опоры), то для уменьшения сопротивления заземляющего устройства, их желательно присоединить к схеме контура заземления. Все соединения контура заземления выполняются сваркой.
После монтажа контура заземления требуется провести замер величины сопротивления заземляющего устройства.
Измерение сопротивления заземляющих устройств проводится с целью проверки его соответствия требованиям нормативных документов (ПУЭ гл. 1.8., ПТЭЭП пр. 3, 3.1).
В электроустановках с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000 В сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены выводы источника однофазного тока, в любое время года должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока.
В электроустановках с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В сопротивление заземляющего устройства, используемого в качестве защитного заземления, должно удовлетворять условию: R3yI3 < 50 В.
Для измерения сопротивления заземлителей создается искусственная цепь протекания тока через испытываемый заземлитель. Для этого на некотором расстоянии от испытываемого заземлителя располагается вспомогательный заземлитель (токовый электрод), подключаемый вместе с испытываемым заземлителем к источнику напряжения. Для измерения падения напряжения на испытываемом заземлителе при прохождении через него тока в зоне нулевого потенциала располагается зонд (потенциальный электрод).
Для получения как можно более реальных результатов рекомендуется измерения производить в период наибольшего удельного сопротивления грунта. Сопротивление заземляющего устройства определяется умножением измеренного значения на поправочные коэффициенты, учитывающие конфигурацию устройства, климатические условия и состояние почвы. Для заземлителей, находящихся в промерзшем грунте или ниже глубины промерзания, введение поправочного коэффициента не требуется. Измерение удельного сопротивления грунта проводится, когда измеренное сопротивление заземлителя больше проектного значения или не соответствует нормативным требованиям. В этом случае проверяется допустимая степень этого несоответствия при повышенных удельных сопротивлениях грунта.
Если у вас нет возможности измерить контур заземления, то можно воспользоваться услугами специалистов нашей электролаборатории.