Požadavky na zemniče a jejich ukládání do půdy

Volba materiálu závisí na jeho schopnosti odpovídat zvláštním požadavkům použití.
Minimální průřez zemničů, jejich materiál a provedení musí být v souladu s tabulkou 1. Jejich charakteristické mechanické a elektrické vlastnosti musí být v souladu s tabulkou 2.
Jiné materiály mohou být použity, pokud pro zamýšlené uplatnění vykazují ekvivalentní charakteristické mechanické a elektrické vlastnosti a odolnost proti korozi.
Jiná provedení mohou být použita, jsou-li dodrženy odpovídající rozměry.

Zemnicí tyče

Zemnicí tyče musí být mechanicky robustní, aby zaručovaly správnou instalaci. Musí být volen dostatečně tvárný materiál, aby se zaručilo, že nebude docházet k praskání tyčí v průběhu jejich instalace.
Pokud jsou tyče opatřeny závity, musí být tyto závity hladké a plně provedené. U tyčí opatřených na povrchu povlakem, musí tento povlak přesahovat přes závity. Pro usnadnění zarážení tyčí do země se doporučuje na nich vytvořit zaváděcí úkos nebo hrot.
U tyčí pokovených elektricky, jako například u tyčí pokovených mědí, je žádoucí vytvořit profil závitu válcováním, což zaručuje, že nedojde k odstranění mědi z povrchu oceli.

Spoje zemnicích tyčí

Zemnicí tyče mohou být prodlouženy, aby je bylo možno zarazit hlouběji do země. Toho se dosahuje například tím, že se použije spojovací zařízení.
Volba materiálu musí být kompatibilní s materiálem zemnicí tyče, se kterou se spojuje.
Spojení musí být dostatečně mechanicky robustní, aby vydrželo síly vyvolané při zarážení během instalace tyče.
Rovněž musí vykazovat dobrou odolnost proti korozi.
Závitem opatřené vnější spoje musí být dostatečně dlouhé, aby se zaručilo, že v průběhu instalace nedojde k poškození závitů, kterými je zemnicí tyč opatřena.
Závitem opatřené vnitřní spoje musí zaručit, že se po montáži vytvoří vzájemný kontakt mezi navazujícími plochami zemnicích tyčí.

Zemnicí vodiče a desky

Zemnicí vodiče a desky musí být korozně odolné a jakýkoliv povlak musí vykazovat dobrou přilnavost k základnímu materiálu.

Uzemňovací přívody

Aby bylo možné spojit navzájem jednotlivé zemniče, a ty spojit také s hlavní uzemňovací svorkou nebo přípojnicí a potom též s dalšími částmi, které je třeba uzemnit, vyvádějí se ze zemničů uzemňovací přívody.
Jejich průřezy nesmí být menší než 6 mm² pro měď nebo 50 mm² pro ocel. Kde je holý uzemňovací přívod uložen v půdě, musí být jeho rozměry a charakteristiky také v souladu s tabulkou 1.
Kde se nepředpokládá, že by do zemniče protékal příliš velký proud (např. v sítích TN nebo IT), může být uzemňovací přívod dimenzován. Hliníkové vodiče se jako uzemňovací přívody nesmějí používat. Pokud je systém ochrany před bleskem spojen se zemničem, měl by mít uzemňovací přívod průřez alespoň 16 mm² pro měď (Cu) nebo 50 mm² pro železo (Fe).
Spojení uzemňovacího přívodu se zemničem musí být provedeno důkladně a po elektrické stránce uspokojivým způsobem. Spojení musí být provedeno exotermickým svařením, tlakovými spoji, svorkami nebo jinými mechanickými spoji. Mechanické spoje musí být instalovány v souladu s pokyny výrobce. Pokud je použito svorek, tak ty nesmí poškodit ani zemnič ani uzemňovací přívod.

Ukládání zemničů do půdy

Odpor zemniče závisí na jeho rozměrech, tvaru a na rezistivitě půdy, ve které je uložen. Tato rezistivita se často mění od místa k místu a v závislosti na hloubce uložení zemniče.
Připojovací zařízení nebo přípravky, které závisí výhradně na pájení, se nesmějí používat samostatně, pokud spolehlivě nezajišťují odpovídající mechanickou odolnost.
Rezistivita půdy se vyjadřuje v Ωm. To je číselně rezistance (elektrický odpor) v Ω válce naplněného zeminou, jehož průřez je 1 m² a který je 1 m dlouhý.
Některé údaje o tom, zda charakteristické vlastnosti půdy jsou z hlediska umístění zemničů více nebo méně vhodné, může poskytnout vzhled povrchu a vegetace. Pokud jsou dostupné výsledky měření na zemnících umístěných v podobných půdních podmínkách, poskytují lepší údaje.
Rezistivita půdy závisí na její vlhkosti a teplotě, což jsou veličiny, které se obě během roku mění. Samotná vlhkost půdy závisí na její zrnitosti a pórovitosti. V praxi se rezistivita půdy zvyšuje s tím, jak se snižuje její vlhkost.
Vrstvy půdy, kterými mohou protékat pramínky vody, jako tomu může být v blízkosti vodních toků, jsou zřídka pro umístění zemničů vhodné. Tyto vrstvy jsou ve skutečnosti složeny z kamenitého podkladu, jsou velmi propustné a jsou snadno nasytitelné vodou vyčištěnou přírodní filtrací, což způsobuje vysokou rezistivitu půdy. V takovém případě by se měly použít hloubkové tyčové zemniče, aby se dosáhlo, pokud možno, půdy o lepší vodivosti.
Rezistivita půdy se znatelně zvyšuje mrazem. Při jeho působení může dosáhnout ve vrstvě zmrzlé půdy hodnoty až několika tisíc Ωm. Tato zmrzlá vrstva může v některých oblastech dosahovat tloušťky až 1 m a více.
Rezistivitu půdy rovněž zvyšuje sucho. Účinek vysychání je možno v některých oblastech zaznamenat až do hloubky 2 m. Hodnoty rezistivity půdy v takovém případě mohou dosahovat řádově stejných hodnot, jaké vykazuje půda v období mrazu.

Rezistivita půdy
Tabulka 3 udává hodnoty rezistivity určitých typů půd. Tabulka 4 dokumentuje, že rezistivita půd stejného charakteru se může měnit ve velkém rozsahu.
První hrubý odhad rezistance (elektrického odporu) zemniče je možno provést, použijí-li se při výpočtu průměrné hodnoty uvedené v tabulce 4.
Je samozřejmé, že výsledné odpory zemničů získané výpočtem s použitím těchto hodnot budou pouze velmi přibližné. Jestliže se použije vzorec uvedený v části “zemniče uložené do půdy“, měření rezistance může dovolovat odhad průměrné hodnoty rezistivity půdy. Tato znalost může být užitečná pro další práce prováděné v podobných půdních podmínkách.

Zemniče uložené do půdy
Zemniče mohou sestávat z částí uložených v zemi provedených z:

• oceli pozinkované v ohni,
• oceli pokryté mědí,
• nerezové oceli,
• oceli s elektrolyticky naneseným povlakem mědi,
• holé mědi.

Spojení mezi kovy rozdílné povahy se nesmí dostat do kontaktu s půdou. Všeobecně platí, že rozdílné kovy a slitiny by se jako zemniče uložené do půdy neměly používat.
Minimální tloušťky a průměry částí zemničů uvažují obvyklé riziko chemického a mechanického poškozování. Přesto však tyto rozměry nemusí být ještě dostatečné, zvláště jestliže existuje vážné nebezpečí koroze. Taková nebezpečí je možno předpokládat v půdách, kterými protékají bludné proudy, například stejnosměrné zpětné trakční proudy, nebo proudy v blízkosti umístění katodické ochrany. V takových případech je třeba provést zvláštní opatření.
Zemniče by se měly ukládat v co nejvlhčích místech přístupné půdy. Musí být ukládány mimo skládky odpadů, např. hnoje, močůvky, chemických látek, koksu atd., jejichž prosakování do půdy může způsobovat korozi zemničů a mají být zřízeny co nejdále od frekventovaných míst.

Kovové sloupy využité jako zemniče
Kovové sloupy (podpěry) vzájemně propojené kovovou konstrukcí a uložené do určité hloubky v zemi mohou být použity jako zemniče.
Soustava vzájemně propojených sloupů po obvodu budovy má přibližně stejnou vodivost jako základový zemnič.
Eventuální zalití ocelových sloupů do betonu použití sloupů jako zemničů nebrání a nijak znatelně velikost zemního odporu zemniče neovlivňuje.