Заземляющее устройство представляет собой совокупность заземлителя и заземляющих проводников, соединяющих оборудование, конструкции и нулевой провод с заземлителем.
Заземлителями (естественными) могут служить находящиеся в земле сооружения, однако в большинство случаев необходимо монтировать искусственные заземлители, состоящие из вертикальных (или наклонных) и горизонтальных металлических проводников — электродов, соединенных между собой и образующих заземляющий контур или сложный заземлитель.
В большинстве случаев для ВЛ наиболее экономичны глубинные вертикальные электроды, достигающие хорошо проводящих слоев грунта и поэтому имеющие лучшую проводимость. Размеры поперечного сечения почти не влияют на сопротивление растеканию тока, поэтому в целях экономии металла рационально применять заземлители меньших размеров; однако тонкие заземлители быстро разрушает коррозия.
Электроды из круглой стали (стержневые) легче погружать, чем электроды других профилей, и они более долговечны, так как у них меньше поверхность, по которой протекает процесс коррозии. В зависимости от глубины и способа погружения, а также от плотности грунта применяют стальные стержни диаметром от 10 до 20 мм. Оцинкованные стержни, коррозия которых меньше, могут иметь диаметр 6 или 8 мм.
Монтаж электродов
Электроды круглого сечения, располагаемые в грунте вертикально или наклонно, погружают ввертыванием, забивкой, вдавливанием в грунт или закладкой в готовые скважины. Электроды других профилей могут быть погружены любым из этих способов, кроме ввертывания. Оцинкованные электроды закладывают только в готовые скважины во избежание повреждения слоя оцинковки.
Ввертывание электродов.
Заводы выпускают приспособления для ввертывания электродов как с электродвигателем, так и с двигателем внутреннего сгорания. Например, Кемеровский завод электромонтажных изделий Главэлектромонтажа Минэнерго выпускает мощный электрозаглубитель типа ЗЭ, обеспечивающий погружение электродов диаметром 14—18 мм как в талый, так и в мерзлый грунт на глубину до 6 м. Габариты приспособления 850X2420X900 мм, масса 83 кг.
Сварная рама заглубителя (рис. 1, а) установлена на двух колесах, что облегчает доставку заглубителя к месту работы, где его стойка поворачивается в рабочее вертикальное положение. Рабочим органом является полый шпиндель, на конце которого укреплен зажим для погружаемого электрода. Привод шпинделя осуществляется от электродвигателя мощностью 1,7 кВт через редуктор, уменьшающий частоту вращения до 230 об/мин.
Порядок погружения электродов в грунт следующий. Электрод вводят в шпиндель (для удобства это делают в транспортном положении приспособления), затем переводят его в рабочее положение, включают двигатель и механизм ввертывания поднимают в верхнее положение.
Рис. 1. Электрозаглубитель электродов заземления типа ЗЭ в рабочем (а) и транспортном положении (б) и приспособление к заглубителю ПЗ-12 для увеличения усилия погружения (в).
Электрод зажимают в патроне, вновь включают электродвигатель и погружают электрод на глубину хода подвижной части. Далее двигатель отключают, освобождают электрод и процесс повторяется до полного погружения электрода так, чтобы его верхний конец расположился на 200 мм ниже поверхности земли.
Заводы разных ведомств выпускают менее мощный, но широко распространенный электрозаглубитель типа ПЗ-12 (либо ПВЭ), позволяющий ввертывать электроды диаметром 12 мм на глубину 5 м в талые грунты II и III категорий. Заглубитель выполнен на базе электросверлилки и рассчитан на усилие одного рабочего. Иногда это усилие недостаточно, и заглубитель снабжают приспособлением в виде рулевого колеса автомобиля (рис. 1, в) из труб диаметром 15 мм, что позволяет работать двум рабочим и обеспечивает приложение усилия точно по вертикали.
Верхний конец электрода, подготовленного к погружению, пропускают через зажим приспособления в полый вал, оставляя свободным заостренный нижний конец длиной 1,3—1,5 м. Для удобства приспособление располагают горизонтально, подвижную втулку приспособления оттягивают за крючок, затем приспособление берут за ручки и ставят вертикально, упирая в грунт конец электрода.
Под действием нажатия на ручки вниз электрод захватывается кулачковым зажимом. При включении электросверлилки электрод начинает вращаться, разрыхляя грунт. Масса механизма и нажатие на ручки обеспечивают подачу (заглубление) электрода в грунт.
После заглубления примерно на 1 м механизм переставляют выше по электроду. При движении механизма снизу вверх автоматический зажим освобождается о г электрода (кулачки-эксцентрики разжимаются) и не препятствует подъему. Если автоматического зажима в приспособлении нет, а электрод зажат в патроне, то механизм выключают и электрод освобождают вручную при помощи ключа, а после подъема механизма — вновь закрепляют.
После полного заглубления электрода механизм снимают. Конец электрода, оставшийся над дном траншеи, котлована или поверхности земли, присоединяют к контуру заземления.
Заглубителем ПЗ-12 можно погружать электроды о талые суглинистые и глинистые грунты II и III категорий. Если электрод нужно погрузить в мерзлый грунт (для этого мощность механизма недостаточна), то вместо электрода в заглубитель вставляют длинное спиральное сверло и просверливают в грунте отверстие на глубину промерзания. В это отверстие вставляют электрод и погружают его в нижележащий талый грунт.
Если по какой-либо причине электрод нужно демонтировать (выдернуть), то заглубитель ставят на электрод в перевернутом положении, то есть зажимом вверх.
В этом положении включают электросверлилку и, нажимая на ее ручки снизу вверх, извлекают из грунта вращающийся электрод.
Дмитровский электромеханический завод треста «Энергомеханизация» выпускает приспособление типа УВЭГ-16, обеспечивающее погружение электродов заземления длиной 5 м, диаметром до 16 мм в талые грунты. Частота вращения электрода в этом приспособлении уменьшена за счет большего передаточного числа шестерен и составляет 80 об/мин против 95 об/мин у приспособления ПЗ-12 или 150 об/мин у приспособления ПВЭ. Приспособление выполнено на базе электросверлилки ИЭ-1023 мощностью 0,4 кВт напряжением 220 В.
Если на месте работ нет источников электроэнергии, то можно использовать выпускаемый промышленностью заглубитель ПЗД-12, оснащенный двигателем бензомоторный пилы «Дружба», или переносную буровую установку типа ПБУ, оснащенную таким же двигателем, установив на ней вместо бура зажим для электродов. Такая замена займет не более 1ч. При помощи приспособления ПЗД-12 можно погружать электроды диаметром 12—16 мм на глубину до 5 м, а ПБУ — даже до 10 м. При такой глубине один электрод может заменить целый заземляющий контур из многих коротких электродов.
