Заземлення блискавкозахисту: тип A і тип B, довжина електродів

Два типи заземлення за ДСТУ EN 62305-3

Стандарт описує два способи розмістити заземлювачі (п. 5.4.2). У схемі типу A до кожного струмовідводу приєднують свої горизонтальні чи вертикальні електроди ззовні споруди; разом їх має бути не менше двох (п. 5.4.2.1). Фундаментні електроди, які не замикаються в коло, теж належать до цього типу.

Тип B — це зовнішній кільцевий провідник, який торкається ґрунту щонайменше на 80 % своєї довжини, або фундаментний електрод, що замикається в коло (п. 5.4.2.2). Якщо кільце торкається ґрунту менше ніж на 80 %, схему все одно рахують як тип A (додаток E, п. E.5.4.2.1).

Для голої скелі стандарт радить лише тип B (п. 5.4.3). Те саме він радить для споруд із багатьма електронними системами чи з підвищеним ризиком пожежі.

Тип A проти типу B

Додаток E називає три завдання заземлення: відвести струм блискавки в землю, вирівняти потенціали між струмовідводами й керувати потенціалами біля струмопровідних стін. Фундаментні й кільцеві електроди типу B виконують усі три, а радіальні електроди типу A та глибинні вертикальні не відповідають вимозі щодо вирівнювання потенціалів (п. E.5.4.3.1).

Джерело: ДСТУ EN 62305-3:2021, п. 5.4.2, 5.4.3, додаток E, п. E.5.4.2.

Довжина електродів і питомий опір ґрунту

Мінімальну довжину l1 стандарт задає графіком (рис. 3; приблизні значення — у таблиці наприкінці розділу) залежно від питомого опору ґрунту ρ і класу системи. Для класів III і IV вона дорівнює 5 м за будь-якого ρ. Для класів I і II вона також 5 м, доки ρ невеликий, а далі росте майже по прямій.

Вертикальний чи похилий електрод може бути вдвічі коротшим: 0,5 l1. Для комбінованого заземлювача довжини горизонтальних і вертикальних електродів додають (п. 5.4.2.1).

Мінімальні довжини можна не дотримуватися, якщо опір заземлення всієї системи менший за 10 Ом (його вимірюють на частоті, відмінній від промислової, щоб прибрати завади). Якщо довжини не вийшло дотримати, ставлять тип B. Подовження електродів знижує опір практично до 60 м, а в ґрунті понад 3000 Ом·м стандарт радить тип B або суміші, що покращують ґрунт (п. 5.4.2.1, прим. 1–3).

У схемі типу B середній радіус охопленої кільцем площі r_e має бути не меншим за l1. Якщо це не так, додають горизонтальні електроди довжиною l1 − r_e або вертикальні довжиною (l1 − r_e)/2, приєднані до кільця в місцях підходу струмовідводів (п. 5.4.2.2).

Значення зчитано з графіка (рис. 3, ДСТУ EN 62305-3:2021), точність приблизно ±1 м; для проєкту беруть графік зі стандарту. l1 — довжина горизонтального електрода.

Матеріали, бетон і корозія

Мінімальні розміри електродів стандарт дає в табл. 7; вони не залежать від класу системи. Розміри для гарячеоцинкованої сталі зведено в таблицю наприкінці розділу.

У землі заземлювач кородує. Оцинкована сталь може кородувати в глинистому чи вологому ґрунті, а за високого вмісту хлоридів корозія росте (табл. 5). Гальванічний зв’язок із міддю теж її руйнує.

Багатожильні провідники з оцинкованої сталі в землю не рекомендують: вони корозійно вразливіші, особливо там, де виходять із ґрунту чи бетону. Оцинкована сталь у бетоні не повинна виходити з нього в ґрунт.

Фундаментний електрод кладуть у бетон із захисним шаром щонайменше 50 мм, тоді корозійний захист прийнятний (п. E.5.4.3.2). Траншею засипають так, щоб на електроди не потрапили попіл, вугілля й будівельне сміття. Якщо у ґрунті щось підозріле, питання про корозію вирішують за досвідом сусідніх ділянок із подібним ґрунтом.

Джерело: ДСТУ EN 62305-3:2021, табл. 7. Пластини з гарячеоцинкованої сталі, мідні та інші конфігурації — за таблицею стандарту.

Мороз, висихання й вимірювання

Глибину закладання й тип електрода підбирають так, щоб ґрунт навколо менше промерзав і висихав. Верхню частину вертикального електрода в межах глибини промерзання вважають недіючою, тому до розрахункової довжини кожного вертикального електрода додають 0,5 м (п. 5.4.3; E.5.4.1).

Питомий опір ґрунту коливається за сезонами, тому його вимірюють з урахуванням цих коливань. Тому після монтажу заземлення перевіряють і далі стежать за ним: як саме, коли й з яким записом, описано в статті Перевірка й обслуговування блискавкозахисту. Для вимірювань перевірковий злучник розмикають лише інструментом.

Рекомендована загальна величина опору заземлення — 10 Ом, але стандарт підкреслює: важливіше за цифру правильно виконати еквіпотенційні сполучення (додаток E, п. E.5.4.1).

Чим це відрізняється від заземлення опор за ПУЕ

Тут мова про розтікання струму блискавки з блискавкоприймача. Заземлення металевих опор освітлення й ліній за ПУЕ — окрема тема. Допустимий опір там залежить від напруги мережі, місцевості й питомого опору ґрунту; ці норми розібрано в статтях Заземлення металевих опор освітлення й ПЛ 0,4–10 кВ і Заземлення опор ПЛ понад 1 кВ за ПУЕ:2026.

Як сама стійка працює струмовідводом і чому її стики важливіші за переріз, пояснює стаття Сталева щогла як блискавкоприймач і струмовідвід. Як вибрати конструкцію й скласти систему — у статті Блискавкозахист щогл і веж.

Що надіслати для підбору громовідводу

Компанія ПОЛІГОНАЛЬ виготовляє громовідводи й блискавкоприймачі на багатогранних стійках і щоглах заввишки 5–40 м; готові позиції зібрано в каталозі Громовідводи 6–40 м. Проєкт блискавкозахисту будівлі й схему заземлення виконує проєктувальник об’єкта, а монтаж — ліцензована будівельна компанія-партнер.

Для підбору стійки надішліть висоту й місце встановлення, кількість громовідводів, клас блискавкозахисту, якщо його вже визначено, і дані про ґрунт, якщо вони є. Чого не знаєте, залиште порожнім, ми уточнимо.