Круг и полоса для заземления: какие размеры требует ПУЭ

Если нужен ответ без теории, вот он.

Вертикальные электроды из оцинковки — круг 12 мм и толще. Из чёрной стали — круг не тоньше 16 мм, либо уголок с полкой 4 мм.

Горизонтальная связь между электродами — оцинкованная полоса 4х40. Это не минимум, а привычный запас: по нормам хватило бы и меньшего сечения, но 4х40 прощает коррозию и небрежную сварку.

Токоотводы и молниеприёмная сетка на кровле — оцинкованный круг 8 мм. Его сечение, 50 мм², ровно то, что требует инструкция по молниезащите.

Дальше — откуда эти цифры и в каких случаях их нельзя механически переносить с одного объекта на другой.

Минимальные размеры заземлителей, проложенных в земле, задаёт таблица 1.7.4 Правил устройства электроустановок. Для стали она выглядит так.

Обратите внимание на логику таблицы. Оцинковка позволяет брать металл тоньше: вертикальный круг 12 мм вместо 16, полосу 3 мм вместо 4. Цинк защищает сталь, и запас на ржавчину можно уменьшить.

Отсюда первая ловушка. Чёрную сталь нельзя подбирать по «оцинкованной» колонке. Чёрный круг 12 мм в вертикальный электрод по ПУЭ не проходит, даже если по сечению кажется, что «почти то же самое».

Вторая ловушка — полоса. Чёрная полоса 25х4 даёт ровно 100 мм² и формально проходит. Но это граница без запаса: через несколько лет в земле сечение станет меньше нормы. Поэтому на практике берут 40х4 — 160 мм², и вопрос снимается.

Если контур одновременно служит заземлителем молниезащиты, одной таблицы ПУЭ мало. Для молниезащиты действует своя инструкция, СО 153-34.21.122-2003, и в ней для стали заданы такие минимальные сечения:

молниеприёмник — 50 мм², токоотвод — 50 мм², заземлитель — 80 мм².

Теперь переведём это в размеры проката.

Круг 8 мм — это 50,3 мм². Ровно проходная величина для молниеприёмной сетки и токоотводов, поэтому восьмёрка в бухтах и стала стандартом на кровле.

Круг 10 мм — это 78,5 мм². По ПУЭ для горизонтального заземлителя его достаточно. А для заземлителя молниезащиты нужно 80 мм², и десятка не дотягивает полтора квадратных миллиметра. Формально — не проходит. Если контур общий, берите круг 12 мм: 113 мм² закрывают оба документа с запасом.

Полоса 4х40 со своими 160 мм² проходит везде. Это ещё одна причина, почему её берут даже там, где по ПУЭ хватило бы 25х3.

Практический вывод: прежде чем заказывать металл, уточните у проектировщика, общий ли контур. Разница в цене между кругом 10 и 12 мм на контур — копейки на фоне переделки после замечания надзора.

У каждого профиля в контуре своя работа.

Вертикальные электроды. Их забивают в грунт на 2–3 метра, и главное здесь — чтобы электрод вошёл в землю и не сломался. Круг забивается легко и режется на отрезки без отходов. Уголок 50х5 жёстче на изгиб и при забивке в плотный грунт ведёт себя увереннее. Труба почти не встречается: забивать её тяжелее, а металла на метр уходит больше.

Горизонтальная связь. Полоса удобнее круга по двум причинам. Её широкая сторона даёт большую площадь контакта с грунтом, а значит, ниже сопротивление растеканию. И к ней проще приварить электрод внахлёст: плоскость ложится на плоскость.

Вывод контура к зданию и к щиту. Та же полоса 4х40 или круг 10–12 мм. Полоса удобнее у стены: крепится плашмя и не выпирает.

Молниеприёмная сетка и токоотводы. Круг 8 мм. Он гнётся по месту, повторяет изломы кровли и фасада, крепится держателями. Полосой ту же сетку сделать можно, но гнуть её по ребру тяжело.

Весь сортамент — в разделах круг оцинкованный и полоса для заземления. Уголок под электроды — в разделе уголок оцинкованный.

Слово «оцинкованный» в прайсе может означать два очень разных покрытия.

Горячее цинкование — изделие окунают в расплав цинка. Слой получается толстым, от 40–50 микрон и выше, и сцеплен со сталью через промежуточный сплав. Требования к нему задаёт ГОСТ 9.307-89. Для металла, который будет лежать в земле десятилетиями, это правильный выбор.

Гальваническое цинкование — цинк осаждают током. Слой ровный и красивый, но тонкий: обычно 5–20 микрон. На крепеже в сухом помещении этого хватает. В земле такое покрытие съедается за несколько сезонов, после чего вы получаете чёрную сталь — только тоньше, чем её полагалось бы брать.

Как отличить на глаз. Горячий цинк матовый, серый, часто с характерным кристаллическим узором. Гальваника светлая, блестящая, иногда с радужным или жёлтым отливом.

И обязательно спрашивайте документ. Для заземления нужен именно горячеоцинкованный прокат — это пишут в сертификате. Если в сертификате не указан способ цинкования, считайте, что вам предлагают гальванику.

Возьмём типовой контур: три вертикальных электрода по 3 метра, расставленные треугольником со стороной 3 метра, плюс вывод к зданию. Горизонтальной полосы уйдёт около 15 метров с учётом нахлёстов и вывода.

Вес круга считается по формуле 0,00617 × d², полосы — ширина × толщина × 0,00785. Цинк добавляет пару процентов, в прикидке их можно не учитывать.

Цифры маленькие, и в этом подвох. Контур на один объект — это десятки килограммов, а металлобаза отгружает прутками по 6 метров и полосой в бухтах или отрезках. Посчитайте, сколько прутков и какой длины нужно, иначе останутся обрезки или придётся варить лишний стык. Полоса 4х40 бывает в бухтах — для длинного контура это удобнее, чем стыковать отрезки.

Отдельно учтите, что конкретное число электродов определяет не таблица, а замер сопротивления после монтажа. Если грунт сухой или каменистый, электродов может понадобиться больше, и металла тоже.

Самый хороший металл не спасёт контур, если его неправильно соединили.

Соединения только сваркой. Болтовые соединения в земле не делают: контакт окисляется, и сопротивление растёт.

Нахлёст. Для полосы — не меньше двух её ширин, для круга — не меньше шести диаметров. Полосу 40 мм варят внахлёст на 80 мм, круг 12 мм — на 72 мм. Шов обваривают по периметру, а не прихватывают точками.

Сварка сжигает цинк. Вокруг шва покрытия больше нет, и именно там контур начинает ржаветь первым. Места сварки зачищают и закрывают цинкосодержащей краской или битумной мастикой. Это пять минут работы на стык, которые решают, сколько лет проживёт контур.

Глубина. Горизонтальную полосу кладут в траншею на глубину от полуметра, ниже слоя, который пересыхает летом и промерзает зимой. У поверхности сопротивление контура скачет вместе с погодой.

Полоса на ребро. В траншее полосу ставят на ребро, а не плашмя: так её легче обсыпать плотным грунтом без пустот, и контакт с землёй лучше.

Какой круг нужен для заземления?

Для вертикальных электродов — оцинкованный от 12 мм или чёрный от 16 мм. Для горизонтальных — от 10 мм. Если контур общий с молниезащитой, горизонтальный круг берут 12 мм: десятка не дотягивает до 80 мм², которые требует инструкция по молниезащите.

Можно ли использовать чёрную сталь вместо оцинкованной?

Можно, но размеры тогда другие и больше: круг от 16 мм, полоса от 4 мм толщиной. Чёрную сталь нельзя подбирать по колонке для оцинковки.

Какая полоса нужна для контура заземления?

По ПУЭ оцинкованная полоса должна иметь сечение от 75 мм² при толщине от 3 мм, чёрная — от 100 мм² при толщине 4 мм. На практике берут 4х40, чтобы был запас на коррозию и чтобы контур проходил и по требованиям молниезащиты.

Почему для молниезащиты берут круг 8 мм?

Его сечение — 50,3 мм², ровно минимум, который инструкция СО 153-34.21.122-2003 требует для стальных молниеприёмников и токоотводов. К тому же восьмёрка хорошо гнётся по кровле и фасаду.

Чем горячее цинкование отличается от гальванического?

Толщиной слоя. Горячий цинк — от 40–50 микрон и выше, гальванический — обычно 5–20 микрон. В земле тонкое покрытие исчезает за несколько сезонов, поэтому для заземления берут только горячеоцинкованный прокат.

Какой нахлёст нужен при сварке?

Для полосы — не меньше двух её ширин, для круга — не меньше шести диаметров. Шов обваривают по периметру, место сварки закрывают цинкосодержащей краской или битумом.

Что лучше для электродов — круг или уголок?

Круг легче забивается и режется без отходов. Уголок 50х5 жёстче и увереннее идёт в плотный грунт. По нормам подходят оба, выбор зависит от грунта и инструмента.

Для заземления нужен горячеоцинкованный прокат, и размеры задают два документа, а не один.

ПУЭ: вертикальный оцинкованный круг от 12 мм, чёрный от 16 мм, горизонтальный от 10 мм, оцинкованная полоса от 75 мм² при толщине 3 мм. Инструкция по молниезащите добавляет свои пороги для стали: 50 мм² для молниеприёмников и токоотводов, 80 мм² для заземлителя.

Отсюда рабочий набор, который закрывает оба документа сразу: круг 12 мм на электроды, полоса 4х40 на связь, круг 8 мм на кровлю и фасад.

И два места, где контур портят чаще всего: гальваника вместо горячего цинка и незащищённые сварные швы.

Круг по диаметрам — в разделе круг оцинкованный, полоса — в разделах полоса для заземления и полоса оцинкованная.