Определимся с терминологией. Согласно «Правил устройства электроустановок», 7-е изд.:
- заземление – преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством (ЗУ);
- заземляющее устройство (ЗУ) – совокупность заземлителя и заземляющих проводников;
- заземлитель – проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду;
- искусственный заземлитель – заземлитель, специально выполняемый для целей заземления;
- заземляющий проводник – проводник, соединяющий заземляемую часть (точку) с заземлителем.
Глубинная система заземления используется в качестве искусственных заземлителей. Это вертикальные электроды. Электрод представляет собой стальной стержень диаметром 14,2мм и длиной 1,5м или 17,2мм и 1,2м соответственно. Стержень покрыт снаружи электрохимическим методом слоем меди толщиной 250мкм. На концах стержня накатана резьба. Стержни соединяются между собой посредством латунных муфт. На стержень, уже забитый наполовину в землю, накручивается муфта. Внутрь капается паста токопроводящая. В свободный конец муфты вкручивается следующий стержень. Наращивая, таким образом, вертикальный электрод, можно забить его на большую глубину. Теоретически предполагается, что максимальная достижимая глубина – 30 метров. На практике максимальная глубина, которой удалось достичь монтажникам ООО «ГраундТех» - 28 метров. При этом та же практика показывает, что забивка на глубину более 25-30 метров уже не эффективна с точки зрения снижения сопротивления ЗУ. Поэтому при проектировании ЗУ на основе глубинной модульно стержневой системы не стоит закладывать глубину более 20-25 метров.
При проектировании ЗУ на основе глубинной системы лучше всего закладывать не менее двух очагов, так как при забивке одного очага стержень может попасть примерно на середине глубины очага в твердое вкрапление (камень) и дальше не пойдет. При этом вынуть из земли 2-3-4 забитых стержня для забивки их в другом месте уже проблематично. Как показывает практика, при разбивке ЗУ на два очага вероятность попадания стержней из обоих очагов в камень крайне мала. Даже если в одном из очагов дальнейшая забивка становится невозможной, оставшиеся стержни дозабиваются во второй очаг.
При проектировании заземляющего устройства на основе глубинной системы для наиболее эффективной работы заземления желательно располагать очаги так, чтобы расстояние между ними было не менее их глубины для исключения эффекта перекрытия токов растекания в земле. Однако в условиях плотной городской застройки часто соблюсти это условие бывает трудно. Поэтому допустимо немного уменьшать это расстояние.
Если по условиям технического задания требуется низкое переходное сопротивление в местах соединения горизонтального электрода со стержнем очага, которое болтовое соединение зажима обеспечить не может можно горизонтальный электрод приварить к стержню электросваркой. Так как стержень стальной и только снаружи покрыт медным слоем толщиной 250 мкм, она легко снимается обычным электроинструментом, например угловой шлифовальной машиной (в просторечии «болгарка»). После этого приварить к стержню стальную полосу или катанку не представит никакого труда.
В случае, когда необходимо сделать заземляющее устройство для молниезащиты объекта, глубинная система заземления крайне удобна, так как в данном случае можно действительно осуществить кратчайший путь прохождения тока молнии от молниеприемника до земли. Омедненный стержень глубиной 10-15 метров, забитый непосредственно в месте подхода молниеотвода к земле резко снижает сопротивление заземления молниезащиты на высоких частотах (импульсный ток молнии), что увеличивает эффективность работы молниезащиты объекта и снижает уровни перенапряжений в электрических цепях объекта. Если объект имеет большую площадь с разветвленной системой уравнивания потенциалов, омедненные глубинные заземлители, забитые в местах спусков молниеотводов к земле резко снижают разницу потенциалов между различными точками системы уравнивания потенциалов объекта при прямом ударе молнии в систему молниезащиты объекта.