Įžeminimas yra vertinga konstrukcija, apsauganti buitinės technikos savininkus nuo tiesioginio sąlyčio su labai naudingu, bet itin uoliu elektros srautu. Įžeminimo įtaisas užtikrins saugumą, kai „sudegs“ nulis, o tai dažnai nutinka priemiesčio elektros linijose esant stipriam vėjui. Tai pašalins sužalojimo riziką, jei nutekės srovės nešiojančios metalinės dalys ir korpusas dėl nesandarios izoliacijos. Apsauginės sistemos konstrukcija yra įvykis, nereikalaujantis papildomų pastangų ir didelių investicijų, jei įžeminimas apskaičiuojamas teisingai. Preliminarių skaičiavimų dėka būsimas rangovas galės nustatyti būsimas išlaidas ir būsimo verslo įgyvendinamumą.

Statyti ar nestatyti?

Jau gana užmirštu laiku, kai buvo nedaug buitinių elektros prietaisų, privačių namų savininkai retai „pasinešė“ į įžeminimo įtaisą. Buvo manoma, kad natūralūs įžeminimo elektrodai, tokie kaip:

• plieniniai arba ketaus vamzdynai, jei aplink juos nėra izoliacijos, t.y. yra tiesioginis glaudus kontaktas su dirvožemiu;
• plieninis vandens gręžinio korpusas;
• metalinės atramos tvoroms, žibintams;
• požeminių kabelių tinklų švino pynė;
• pamatų, kolonų, ūkių sutvirtinimas, palaidotas žemiau sezoninio užšalimo horizonto.

Atminkite, kad požeminių kabelių tinklų aliuminio apvalkalas negali būti naudojamas kaip įžeminimo elementas, nes padengtas antikoroziniu sluoksniu. Apsauginė danga apsaugo nuo srovės išsisklaidymo žemėje.

Optimalus natūralus įžeminimo laidininkas yra plieninis vandens vamzdis, nutiestas be izoliacijos. Dėl didelio ilgio atsparumas barstymo srovei yra sumažintas. Be to, išorinis vandens tiekimas yra žemiau sezoninio šalčio ženklo. Tai reiškia, kad atsparumo parametrams įtakos neturės šaltis ir sausi vasaros orai. Per šiuos laikotarpius dirvožemio drėgmė mažėja, todėl padidėja atsparumas.

Plieninis požeminių gelžbetoninių konstrukcijų rėmas gali būti įžeminimo sistemos elementas, jei:

• su molio, priemolio, priesmėlio ir šlapio priesmėlio dirvožemiu liečiasi pakankamas plotas pagal PUE taisykles;
• statant pamatą, armatūra dviejose ar daugiau vietų buvo iškelta į dienos paviršių;
• šio natūralaus įžeminimo plieniniai elementai buvo sujungti suvirinant, o ne vielos ryšuliu;
• armatūros, kuri atlieka elektrodų vaidmenį, varža apskaičiuojama pagal PUE reikalavimus;
• su įžeminimo magistrale nustatytas elektros ryšys.

Nesilaikant išvardytų sąlygų, požeminės gelžbetoninės konstrukcijos negalės atlikti patikimo įžeminimo funkcijos.

Iš viso aukščiau išvardytų natūralių įžeminimo elektrodų rinkinio skaičiuojamos tik požeminės gelžbetoninės konstrukcijos. Neįmanoma tiksliai apskaičiuoti atsparumo srovei plisti vamzdynuose, metaliniuose šarvuose ir požeminių elektros tinklų kanaluose. Ypač jei jų klojimas buvo atliktas prieš porą dešimtmečių, o paviršius yra žymiai korozija.

Natūralių įžeminimo elektrodų efektyvumą lemia nereikšmingi matavimai, kurių gamybai reikia paskambinti vietinės energetikos tarnybos darbuotojui. Jo prietaiso rodmenys parodys, ar priemiesčio savininkui reikia pakartotinio įžeminimo kilpos, ar papildyti esamas įžeminimo priemones, kurias atlieka elektros tiekėjas.

Jei aikštelėje yra natūralių įžeminimo elektrodų, kurių atsparumo vertės atitinka PUE standartus, nepraktiška organizuoti apsauginį įžeminimą. Tie. jei energijos valdymo „agento“ prietaisas rodė mažiau nei 4 omus, įžeminimo kilpos organizavimą galima atidėti „vėlesniam laikui“. Tačiau geriau žaisti saugiai ir užkirsti kelią galimai rizikai, kuriai statomas dirbtinis įžeminimo įtaisas.

Dirbtinio įžeminimo įtaiso skaičiavimai

Reikia pripažinti, kad sunku, beveik neįmanoma, kruopščiai apskaičiuoti įžeminimo įtaisą. Net tarp profesionalių elektrikų praktikuojamas apytikslis elektrodų skaičiaus ir atstumų tarp jų parinkimo metodas. Per daug natūralių veiksnių turi įtakos darbo rezultatui. Drėgmės lygis yra nestabilus, tikrasis dirvožemio tankis ir atsparumas ir tt dažnai nėra ištirti. Dėl to galiausiai išdėstytos grandinės arba vieno įžeminimo elektrodo varža skiriasi nuo apskaičiuotos vertės.

Šis skirtumas aptinkamas tais pačiais matavimais ir ištaisomas montuojant papildomus elektrodus arba padidinant vieno strypo ilgį. Tačiau neturėtumėte atsisakyti preliminarių skaičiavimų, nes jie padės:

• pašalinti arba sumažinti papildomas išlaidas medžiagai įsigyti ir kasti tranšėjų šakas;
• pasirinkti optimalią įžeminimo sistemos konfigūraciją;
• parengti veiksmų planą.

Siekiant palengvinti sudėtingus ir gana painius skaičiavimus, buvo sukurtos kelios programos, tačiau norint jas teisingai panaudoti, pravers žinios apie skaičiavimų principą ir tvarką.

Apsauginės sistemos komponentai

Apsauginė įžeminimo sistema yra į žemę palaidotas elektrodų rinkinys, elektriškai prijungtas prie įžeminimo magistralės. Pagrindiniai jo komponentai yra:

• vienas ar daugiau metalinių strypų, perduodančių plintančią srovę į žemę. Dažniausiai jie naudojami vertikaliai įstumti į žemę iš ilgai valcuoto metalo: vamzdžiai, vienodi kampai, apvalus plienas. Rečiau elektrodų funkciją atlieka vamzdžiai arba plieniniai lakštai, horizontaliai įkasti į tranšėją;
• metalinė jungtis, jungianti įžeminimo elektrodų grupę į funkcinę sistemą. Dažnai tai yra horizontalus įžeminimo laidininkas iš juostos, kampo ar strypo. Jis suvirinamas į žemėje palaidotų elektrodų viršūnes;
• laidininkas, jungiantis žemėje esantį įžeminimo įtaisą su magistralė, o per jį - su saugoma įranga.

Paskutiniai du komponentai turi bendrą pavadinimą - „įžeminimo laidininkas“ ir iš tikrųjų atlieka tą pačią funkciją. Skirtumas tas, kad metalinis ryšys tarp elektrodų yra žemėje, o laidininkas, jungiantis žemę prie magistralės, yra dienos paviršiuje. Taigi skiriasi medžiagų ir atsparumo korozijai reikalavimai, taip pat skiriasi jų kaina.

Skaičiavimo principai ir taisyklės

Į žemę yra sumontuota elektrodų ir laidininkų kolekcija, vadinama įžeminimu, kuri yra tiesioginė sistemos sudedamoji dalis. Todėl skaičiavimuose jo charakteristikos yra tiesiogiai susijusios su dirbtinių įžeminimo elementų ilgio parinkimu.

Skaičiavimo algoritmas yra paprastas. Jie gaminami pagal PUE pateiktas formules, kuriose yra kintamų vienetų, priklausomai nuo nepriklausomo meistro sprendimo, ir pastovios lentelės vertės. Pavyzdžiui, apytikslė dirvožemio atsparumo vertė.

Optimalaus kontūro nustatymas

Kompetentingas apsauginio įžeminimo skaičiavimas prasideda pasirinkus kontūrą, kuris gali pakartoti bet kurią geometrinę figūrą arba įprastą liniją. Šis pasirinkimas priklauso nuo kapitono turimos svetainės formos ir dydžio. Patogiau ir paprasčiau statyti linijinę sistemą, nes norint sumontuoti elektrodus, reikia iškasti tik vieną tiesią tranšėją. Tačiau vienoje eilėje esantys elektrodai bus ekranuoti, o tai neišvengiamai paveiks sklaidos srovę. Todėl, skaičiuojant tiesinį įžeminimą, į formules įtraukiamas pataisos koeficientas.

Populiariausia nepriklausomos schema yra trikampis. Įsikūręs elektrodų viršuje, pakankamai atstumu vienas nuo kito, netrukdo srovei, kurią gauna kiekvienas iš jų, kad laisvai išsisklaidytų žemėje. Laikoma, kad pakanka trijų metalinių strypų privačiam namui apsaugoti. Svarbiausia juos teisingai sudėti: reikiamo ilgio metalinius strypus įkalti į žemę efektyviu atstumu darbui.

Atstumai tarp vertikalių elektrodų turi būti vienodi, nepriklausomai nuo įžeminimo sistemos konfigūracijos. Atstumas tarp dviejų gretimų strypų neturėtų būti lygus jų ilgiui.

Elektrodų ir laidininkų parametrų pasirinkimas ir apskaičiavimas

Pagrindiniai apsauginio įžeminimo darbo elementai yra vertikalūs elektrodai, nes jie turės išsklaidyti srovės nuotėkį. Metalinių strypų ilgis įdomus tiek apsaugos sistemos efektyvumo, tiek metalo suvartojimo ir medžiagos kainos požiūriu. Atstumas tarp jų lemia metalinių jungčių komponentų ilgį: vėlgi, medžiagos sunaudojimas įžeminimo laidininkams sukurti.

Atkreipkite dėmesį, kad vertikalių įžeminimo elektrodų varža daugiausia priklauso nuo jų ilgio. Skersiniai matmenys neturi didelės įtakos efektyvumui. Tačiau PUE normalizuoja skerspjūvio dydį, nes reikia sukurti nusidėvėjimui atsparią apsauginę sistemą, kurios elementai palaipsniui bus sunaikinti korozijos būdu mažiausiai 5-10 metų.

Mes pasirenkame optimalius parametrus, atsižvelgdami į tai, kad mums visiškai nereikia papildomų išlaidų. Nepamirškite, kad kuo daugiau metrų valcuoto metalo įvažiuosime į žemę, tuo daugiau naudos gausime iš grandinės. Skaitiklius galima „nustatyti“ arba didinant strypų ilgį, arba didinant jų skaičių. Dilema: sumontavę kelis įžeminimo elektrodus, turėsite sunkiai dirbti ekskavatoriaus srityje, o rankinis plakimas ilgais elektrodais plaktuku pavers jus stipriu plaktuku.

Kuris yra geresnis: skaičių ar ilgį, pasirinks tiesioginis atlikėjas, tačiau yra taisyklių, pagal kurias jis nustatomas:

• elektrodų ilgio, nes juos reikia bent pusę metro užkasti žemiau sezoninio užšalimo horizonto. Taigi būtina, kad sistemos veikimas per daug nenukentėtų nuo sezoninių veiksnių, taip pat nuo sausrų ir liūčių;
• atstumas tarp vertikalių įžeminimo jungiklių. Tai priklauso nuo grandinės konfigūracijos ir nuo elektrodų ilgio. Tai galite nustatyti pagal lenteles.

Sunku ir nepatogu įkalti į žemę 2,5-3 metrų metalo valcuotojo metalo pjūvius, net atsižvelgiant į tai, kad 70 cm jų bus panardinta į anksčiau iškastą tranšėją. Manoma, kad racionalus įžeminimo elektrodų ilgis yra 2,0 m, kai šis skaičius skiriasi. Nepamirškite, kad pristatyti į svetainę ilgus valcuoto metalo gabalus nėra lengva ir labai brangu.

Kompetentingai sutaupykite medžiagos

Jau minėta, kad mažai kas priklauso nuo valcuoto metalo pjūvio, išskyrus medžiagos kainą. Išmintingiau pirkti medžiagą, kurios skerspjūvis yra kuo mažesnis. Be ilgų samprotavimų pateiksime ekonomiškiausius ir atspariausius smūgiams plaktukus:

• vamzdžiai, kurių vidinis skersmuo yra 32 mm, o sienelių storis - 3 mm ar daugiau;
• vienodo kampo kampas, kurio kraštinė 50 arba 60 mm, o storis 4-5 mm;
• apvalus plienas, kurio skersmuo 12-16 mm.

Norint sukurti požeminį metalinį ryšį, geriausiai tinka 4 mm plieno juosta arba 6 mm strypas. Nepamirškite, kad horizontalūs laidininkai turi būti suvirinti prie elektrodų viršūnių, todėl mes pridėsime dar 20 cm atstumą tarp mūsų pasirinktų strypų. Įžeminimo laidininko antžeminė dalis gali būti pagaminta iš 4 mm plieno juosta 12 mm pločio. Galite jį atnešti į skydą iš artimiausio elektrodo: turėsite kasti mažiau, o mes sutaupysime medžiagos.

O dabar tiesiogiai formulės

Mes nusprendėme dėl kontūro formos ir elementų dydžio. Dabar galite įvesti reikiamus parametrus į specialią programą, skirtą elektrikams, arba naudoti toliau pateiktas formules. Atsižvelgdami į įžeminimo elektrodų tipą, pasirenkame skaičiavimo formulę:

Arba galime naudoti universalią formulę vienos vertikalios juostos pasipriešinimui apskaičiuoti:

Skaičiavimams reikės pagalbinių lentelių su apytikslėmis vertėmis, atsižvelgiant į dirvožemio sudėtį, vidutinį tankį, gebėjimą išlaikyti drėgmę ir klimato zoną:

Apskaičiuokime elektrodų skaičių, neatsižvelgdami į įžeminimo horizontalaus laidininko varžos vertę:

Apskaičiuokime įžeminimo sistemos horizontalaus elemento - horizontalaus laidininko - parametrus:

Apskaičiuokime vertikalaus elektrodo varžą, atsižvelgdami į horizontalaus įžeminimo elektrodo varžos vertę:

Remiantis rezultatais, gautais kruopščiai skaičiuojant, mes kaupiame medžiagas ir planuojame įžeminimo įtaiso laiką.

Atsižvelgiant į tai, kad mūsų apsauginis įžeminimas turės didžiausią atsparumą sausu ir šaltu laikotarpiu, patartina pradėti jį statyti šiuo metu. Tinkamai organizuodami, turėsite praleisti porą dienų grandinės statybai. Prieš užpildydami tranšėją, turėsite patikrinti sistemos funkcionalumą. Tai geriausia padaryti, kai dirvožemyje yra mažiausiai drėgmės. Tiesa, žiema nelabai palanki darbui atvirose vietose, o žemės darbus apsunkina įšalusi žemė. Tai reiškia, kad įžeminimo sistemą pradėsime kurti liepos arba rugpjūčio pradžioje.

Svarbiausia įžeminimo funkcija yra elektros sauga. Prieš montuodami jį privačiame name, pastotėje ir kitose vietose, būtina apskaičiuoti įžeminimą.

Kaip atrodo privataus namo įžeminimas?

Elektrinį kontaktą su žeme sukuria į žemę panardinta metalinė konstrukcija, pagaminta iš elektrodų kartu su prijungtais laidais - visa tai yra įžeminimo įtaisas (GD).

Sujungimo taškai su laidininko atmintimi, apsauginiu laidininku ar kabelio ekranu vadinami įžeminimo taškais. Žemiau esančiame paveikslėlyje parodytas įžeminimas iš vieno vertikalaus 2500 mm ilgio metalinio laidininko, įkasto į žemę. Viršutinė jo dalis yra 750 mm gylyje tranšėjoje, kurios plotis apatinėje dalyje yra 500 mm, o viršutinėje - 800 mm. Laidininkas gali būti sujungtas suvirinant su kitais panašiais įžeminimo laidininkais į kontūrą su horizontaliomis plokštėmis.

Vaizdas į paprasčiausią kambario įžeminimą

Įdiegus įžeminimo jungiklį, tranšėja yra padengta dirvožemiu, o vienas iš elektrodų turėtų išeiti. Prie jo prijungtas laidas virš žemės, kuris eina į įžeminimo magistralę elektros valdymo skydelyje.

Kai įranga yra įprastomis sąlygomis įžeminimo taškuose, įtampa bus lygi nuliui. Idealiu atveju, esant trumpam jungimui, įkroviklio varža bus lygi nuliui.

Kai potencialas atsiranda įžemintame taške, jis turėtų būti nulinis. Jei atsižvelgsime į bet kurį skaičiavimo pavyzdį, pamatysime, kad trumpojo jungimo srovė I s turi tam tikrą vertę ir negali būti be galo didelė. Dirvožemis turi atsparumą srovės plitimui R z iš taškų, kurių potencialas nulis, iki žemės elektrodo:

R s = U s / I s, kur U s yra įtampa ant įžeminimo elektrodo.

Tinkamo įžeminimo apskaičiavimo problemos sprendimas yra ypač svarbus jėgainei ar pastotei, kur sutelkta daug aukštos įtampos veikiančių įrenginių.

KiekisRslemia aplinkinio dirvožemio savybės: drėgmė, tankis, druskos kiekis. Čia taip pat svarbūs parametrai yra įžeminimo elektrodų konstrukcija, panardinimo gylis ir prijungto laido skersmuo, kuris turi būti toks pat, kaip ir elektros laidų laidų. Mažiausias plikos varinės vielos skerspjūvis yra 4 mm 2, o izoliuotos vielos - 1,5 mm 2.

Jei fazinis laidas paliečia elektros prietaiso korpusą, įtampos kritimas per jį nustatomas pagal R s reikšmes ir didžiausią galimą srovę. Liečiamoji įtampa U pr visada bus mažesnė už U z, nes ją sumažina žmogaus avalynė ir drabužiai, taip pat atstumas iki įžeminimo laidininkų.

Žemės paviršiuje, kur teka srovė, taip pat yra potencialų skirtumas. Jei jis yra aukštas, žmogus gali patekti į pakopinę įtampą U w, kuri yra pavojinga gyvybei. Kuo toliau nuo įžeminimo elektrodų, tuo jis mažesnis.

U vertė turi turėti leistiną reikšmę, kad būtų užtikrintas asmens saugumas.

Galima sumažinti U pr ir U w reikšmes, jei sumažinsite R s, dėl to sumažės ir per žmogaus kūną tekanti srovė.

Jei elektros instaliacijos įtampa viršija 1 kV (pavyzdžiui, pramonės įmonių pastotės), po žeme esanti konstrukcija sukuriama iš uždaros kilpos metalinių strypų eilių pavidalu į žemę ir suvirinama naudojant plienines juosteles. Dėl šios priežasties potencialo išlyginimas atliekamas tarp gretimų paviršiaus taškų.

Saugus darbas su elektros tinklais užtikrinamas ne tik dėl elektros prietaisų įžeminimo. Tam vis tiek reikalingi saugikliai, grandinės pertraukikliai ir RCD.

Įžeminimas ne tik suteikia potencialų skirtumą iki saugaus lygio, bet ir sukuria nuotėkio srovę, kurios turi pakakti apsaugai veikti.

Nepraktiška kiekvieną elektros prietaisą prijungti prie įžeminimo elektrodo. Sujungimai atliekami per autobusą, esantį buto skydelyje. Įvestis yra įžeminimo laidas arba PE laidas, nutiestas iš pastotės vartotojui, pavyzdžiui, per TN-S sistemą.

Įžeminimo įtaiso apskaičiavimas

Skaičiavimas susideda iš R z nustatymo. Norėdami tai padaryti, turite žinoti dirvožemio varžą ρ, išmatuotą Ohm * m. Jo pagrindu imamos vidutinės jo vertės, kurios apibendrintos lentelėje.

Dirvožemio varžos nustatymas

Iš lentelėje pateiktų verčių matyti, kad ρ vertė priklauso ne tik nuo dirvožemio sudėties, bet ir nuo drėgmės.

Be to, varžos lentelės vertės padauginamos iš sezoniškumo koeficiento K m, atsižvelgiant į dirvožemio užšalimą. Priklausomai nuo žemiausios temperatūros (0 С), jos vertės gali būti tokios:

• nuo 0 iki +5 - K m = 1,3 / 1,8;
• nuo -10 iki 0 - K m = 1,5 / 2,3;
• nuo -15 iki -10 -K m = 1,7 / 4,0;
• nuo -20 iki -15 -K m = 1,9 / 5,8.

Koeficiento K m reikšmės priklauso nuo įžeminimo elektrodų klojimo būdo. Skaitiklis parodo savo vertes vertikaliai panardinant įžeminimo elektrodus (kai viršūnės klojamos 0,5–0,7 m gylyje), o vardiklyje-horizontaliai (0,3–0,8 m gylyje).

Pasirinktoje vietovėje dirvožemis ρ gali labai skirtis nuo vidutinių lentelinių verčių dėl technogeninių ar natūralių veiksnių.

Kai atliekami apytiksliai skaičiavimai, vienam vertikaliam įžeminimo elektrodui R z ≈ 0,3 ∙ ρ ∙ K m.

Tikslus apsauginio įžeminimo apskaičiavimas atliekamas pagal formulę:

Rz = ρ / 2πl ∙ (ln (2l / d) + 0,5ln ((4h + l) / (4h-l)), kur:

• l yra elektrodo ilgis;
• d yra strypo skersmuo;
• h - įžeminimo elektrodų vidurio taškas.

N vertikaliems elektrodams, suvirintiems iš viršaus, R n = R s / (n ∙ K isp), kur K isp yra elektrodų panaudojimo koeficientas, atsižvelgiant į kaimyninių ekranavimo efektą (nustatytą iš lentelės).

Įžeminimo elektrodų vieta

Yra daug įžeminimo apskaičiavimo formulių. Patartina taikyti metodą dirbtiniams įžeminimo elektrodams, kurių geometrinės charakteristikos atitinka PUE. Maitinimo įtampa yra 380 V trifaziam srovės šaltiniui arba 220 V vienfaziui.

Normalizuotas įžeminimo elektrodo atsparumas, kuriuo reikia vadovautis, yra ne didesnis kaip 30 omų privačiuose namuose, 4 omai - srovės šaltiniui esant 380 V įtampai, o 110 kV pastotės - 0,5 omo.

Grupiniam saugojimui pasirenkamas karšto valcavimo kampas, kurio lentyna yra ne mažesnė kaip 50 mm. Juostelė, kurios skerspjūvis yra 40x4 mm, naudojama kaip horizontalūs jungiamieji džemperiai.

Nusprendus dėl dirvožemio sudėties, jo atsparumas parenkamas iš lentelės. Atsižvelgiant į regioną, parenkamas didėjantis sezoniškumo koeficientas K m.

Parenkamas įkroviklio elektrodų skaičius ir išdėstymo būdas. Jie gali būti montuojami iš eilės arba uždarame cikle.

Uždara žemės kilpa privačiame name

Tokiu atveju atsiranda jų apsauginis poveikis vienas kitam. Juo labiau, kuo arčiau įžeminimo elektrodų. Įžeminimo jungiklių K isp naudojimo grandinėje arba esančių eilėje koeficientų vertės yra skirtingos.

Koeficiento vertėsKispsu skirtingomis elektrodų padėtimis

Horizontalių tiltų įtaka yra nereikšminga ir į juos neatsižvelgiama apskaičiuojant.

Įžeminimo kilpos skaičiavimo pavyzdžiai

Norint geriau suprasti įžeminimo skaičiavimo metodus, geriau apsvarstyti pavyzdį arba geriau - kelis.

1 pavyzdys

Įžeminimo jungikliai dažnai gaminami rankomis iš plieninio kampo, kurio ilgis 50x50 mm 2,5 m. Atstumas tarp jų pasirenkamas lygus ilgiui - h = 2,5 m. Molio dirvožemiui ρ = ​​60 omų ∙ m. Vidurinės juostos, pasirinktos iš lentelių, sezoniškumo koeficientas yra 1,45. Atsižvelgiant į tai, ρ = 60 ∙ 1,45 = 87 omai ∙ m.

Įžeminimui išilgai kontūro iškasama 0,5 m gylio tranšėja, o kampas įkalamas į dugną.

Kampinės lentynos dydis sumažinamas iki vardinio elektrodo skersmens:

d = 0,95 ∙ p = 0,995 ∙ 0,05 = 87 omai ∙ m.

Kampo vidurio gylis bus:

h = 0,5l + t = 0,5 ∙ 2,5 + 0,5 = 1,75 m.

Pakeitus reikšmes į anksčiau pateiktą formulę, galite nustatyti vieno įžeminimo elektrodo varžą: R = 27,58 omai.

Pagal apytikslę formulę R = 0,3 ∙ 87 = 26,1 omas. Iš skaičiavimo matyti, kad vieno strypo aiškiai nepakaks, nes pagal PUE reikalavimus normalizuoto pasipriešinimo vertė yra R normos = 4 omai (esant 220 V tinklo įtampai).

Elektrodų skaičius nustatomas apytiksliu metodu pagal formulę:

n = R 1 / (k isp R normos) = 27,58 / (1 ∙ 4) = 7 vnt.

Čia, pirma, k isp = 1. Pagal lenteles randame 7 įžeminimo jungiklius k isp = 0,59. Jei šią vertę pakeisite ankstesne formule ir dar kartą perskaičiuosite, gausite elektrodų skaičių n = 12 vnt. Tada atliekamas naujas perskaičiavimas 12 elektrodų, kur vėl, pagal lentelę, randama k isp = 0,54. Pakeitus šią vertę į tą pačią formulę, gauname n = 13.

Taigi, 13 kampų R n = R s / (n * η) = 27,58 / (13 ∙ 0,53) = 4 omai.

2 pavyzdys

Būtina padaryti dirbtinį įžeminimą, kurio varža R norma = 4 omai, jei ρ = ​​110 omų ∙ m.

Įžeminimo jungiklis pagamintas iš strypų, kurių skersmuo 12 mm ir ilgis 5 m. Sezoniškumo koeficientas pagal lentelę yra 1,35. Taip pat galite atsižvelgti į dirvožemio būklę k g. Jo atsparumas buvo matuojamas sausu laikotarpiu. Todėl koeficientas buvo k g = 0,95.

Remiantis gautais duomenimis, ši vertė laikoma apskaičiuota žemės varžos verte:

ρ = 1,35 ∙ 0,95 ∙ 110 = 141 omas ∙ m.

Vieno strypo atveju R = ρ / l = 141/5 = 28,2 omai.

Elektrodai yra išdėstyti iš eilės. Atstumas tarp jų turi būti ne mažesnis nei ilgis. Tada panaudojimo koeficientas bus pateiktas pagal lenteles: k isp = 0,56.

Raskite strypų skaičių, kurį norite gautiRnormas= 4 omai:

n = R 1 / (k isp R normos) = 28,2 / (0,56 ∙ 4) = 12 vnt.

Įrengus įžeminimą, vietoje atliekami elektros parametrų matavimai. Jei faktinė R vertė yra didesnė, pridedama daugiau elektrodų.

Jei netoliese yra natūralių įžeminimo laidininkų, juos galima naudoti.

Dažniausiai tai daroma pastotėje, kur reikalinga mažiausia R vertė. Įranga naudojama kiek įmanoma: požeminiai vamzdynai, elektros linijų atramos ir tt Jei to nepakanka, pridedamas dirbtinis įžeminimas.

Nepriklausomi įžeminimo skaičiavimai yra įvertinimai. Po jo įrengimo reikia atlikti papildomus elektros matavimus, kuriems kviečiami specialistai. Jei žemė sausa, dėl prasto laidumo reikia naudoti ilgus elektrodus. Drėgnoje dirvoje dėl padidėjusios korozijos elektrodų skerspjūvis turėtų būti kuo didesnis.

Įžeminimo kilpa yra būtina norint apsaugoti žmones nuo elektros šoko. Apsaugai nuo žaibo sukuriamas jo įžeminimo įtaisas, kuris nėra susijęs su apsaugine įžeminimo kilpa. Norint teisingai pastatyti, reikia apskaičiuoti.

Įžeminimo įtaisas (GD) turi parametrą, vadinamą atsparumu plitimui arba tiesiog pasipriešinimu. Tai rodo, kaip tam tikras įkroviklis yra elektros srovės laidininkas. Elektros instaliacijose, kurių linijinė įtampa yra 380 V, įkroviklio atsparumas plitimui neturi viršyti 30 omų, transformatorių pastotėse - 4 omai. Medicinos įrangos ir vaizdo stebėjimo įrangos antžeminių kilpų, serverių patalpų, norma nustatoma individualiai ir svyruoja nuo 0,5 iki 1 omo.

Įžeminimo įtaiso apskaičiavimo užduotis yra nustatyti vertikalių ir horizontalių įžeminimo elektrodų skaičių ir vietą, kurių pakanka norint pasiekti reikiamą pasipriešinimą.

Dirvožemio varžos nustatymas

GD skaičiavimų rezultatams didelę įtaką daro dirvožemio charakteristika jo statybos vietoje, vadinama varža (⍴). Kiekvienam dirvožemio tipui yra apskaičiuota vertė, nurodyta lentelėje.

Dirvožemio atsparumui įtakos turi drėgmė ir temperatūra. Žiemą su didžiausiu užšalimu ir vasarą sausros metu varža pasiekia maksimalias vertes. Siekiant atsižvelgti į oro sąlygų įtaką, klimato zonos pataisos įvedamos į value reikšmę.

Jei įmanoma, prieš atliekant skaičiavimus, išmatuota varža.

Įžeminimo elektrodų tipai ir jų varžos apskaičiavimas

Įžeminimo jungikliai yra natūralūs ir dirbtiniai, abu naudojami įžeminimo įtaisui sukurti. Apskaičiuokite poveikį natūralus įžeminimas(gelžbetoniniai pamatai, poliai) pagal atsparumo plitimui dydį yra sunku, lengviau tai padaryti matuojant vietoje. Lentelėje pateiktas natūralių įžeminimo elektrodų, kurių ilgis didesnis nei 100 m, atsparumas.

Jei ⍴ vertė skiriasi nuo 100 omų ∙ m, R vertė padauginama iš santykio ⍴ / 100.

Kaip dirbtinis įžeminimas naudojamos jungiamosios detalės, vamzdžiai, kampinis arba juostinis plienas. Kiekvieno iš jų pasipriešinimas apskaičiuojamas pagal savo formulę, nurodytą lentelėje.

Įžeminimo jungiklio tipas	Skaičiavimo formulė
Vertikalus elektrodas pagamintas iš apvalaus armuojančio plieno arba vamzdžio. Viršutinis galas yra žemiau žemės lygio.
Kampinis plieninis vertikalus elektrodas. Viršutinis galas žemiau žemės lygio
Apvalaus armuojančio plieno arba vamzdžio vertikalus elektrodas. Viršutinis galas virš žemės lygio
Horizontalus plieninis elektrodas
Horizontalus elektrodas pagamintas iš apvalaus armuojančio plieno arba vamzdžio
Plokštės elektrodas (sukrautas vertikaliai)
Vertikalus elektrodas pagamintas iš apvalaus armatūrinio plieno arba kampinio plieno
Horizontalus elektrodas pagamintas iš apvalaus armatūrinio plieno arba juostinio plieno

Kintamosios formulės vertės:

Dabar apskaičiuojama bendra dirbtinio įžeminimo elektrodų kaiščių varža:

Mes apskaičiuojame laidininko, jungiančio vertikalius įžeminimo elektrodus, varžą pagal formulę:

Ir įžeminimo įtaiso varža.

Jei apskaičiuota įžeminimo kilpos varža yra nepakankama, mes padidiname vertikalių įžeminimo elektrodų skaičių arba pakeičiame jų išvaizdą. Kartojame skaičiavimą, kol gaunama reikiama varžos vertė.

) vienam giliai įžemintam elektrodui remiantis modulinis įžeminimas atliekamas kaip įprasto vertikalaus įžeminimo elektrodo skaičiavimas iš metalinio strypo, kurio skersmuo 14,2 mm.

Vienos vertikalios įžeminimo elektrodų sistemos įžeminimo varžos apskaičiavimo formulė:

kur:
ρ - dirvožemio atsparumas (Ohm * m)
L - įžeminimo jungiklio ilgis (m)
d - įžeminimo elektrodo skersmuo (m)
T - įžeminimo elektrodo gilinimas (atstumas nuo žemės paviršiaus iki įžeminimo elektrodo vidurio)(m)
π - matematinė konstanta Pi (3.141592)
ln - natūralus logaritmas

Jei elektrolitinis įžeminimas atliekamas naudojant ZANDZ, įžeminimo varžos apskaičiavimo formulė supaprastinta taip:

-rinkiniui ZZ-100-102

Čia neatsižvelgiama į jungiamojo įžeminimo laidininko indėlį.

Atstumas tarp įžeminimo elektrodų

Naudojant įžeminimo elektrodų sistemos kelių elektrodų konfigūraciją, galutinį įžeminimo varžą pradeda įtakoti dar vienas veiksnys - atstumas tarp įžeminimo elektrodų. Įžeminimo apskaičiavimo formulėse šis veiksnys apibūdinamas „panaudojimo koeficiento“ verte.

Modulinio ir elektrolitinio įžeminimo atveju į šį koeficientą galima nekreipti dėmesio (t. Y. Jo reikšmė yra 1), jei laikomasi tam tikro atstumo tarp įžeminimo elektrodų:

• ne mažesnis už elektrodų panardinimo gylį - moduliniam
• ne mažiau kaip 7 metrai - elektrolitui

Elektrodų prijungimas prie įžeminimo elektrodo

Norėdami įžeminimo elektrodus sujungti vienas su kitu ir prie objekto, kaip įžeminimo laidininkas naudojamas varinis vielos strypas arba plieninė juostelė.

Dažnai pasirenkamas laidininko skerspjūvis - 50 mm² variui ir 150 mm² plienui. Įprasta naudoti įprastą 5 * 30 mm plieno juostą.

Privačiam namui be žaibolaidžių pakanka 16-25 mm² skerspjūvio varinės vielos.

Daugiau informacijos apie įžeminimo laidininko klojimą rasite atskirame puslapyje „Įžeminimas“.

Paslauga, skirta apskaičiuoti žaibo smūgio į objektą tikimybę

Jei, be įžeminimo įtaiso, turite įdiegti išorinę apsaugos nuo žaibo sistemą, galite naudoti unikalią paslaugą, skirtą apskaičiuoti žaibo smūgio į žaibolaidžių apsaugotą objektą tikimybę. Paslaugą sukūrė ZANDZ komanda kartu su UAB „Energetikos institutas, pavadintas G.M. Kržizanovskio vardu“ (UAB „ENIN“)

Šis įrankis leidžia ne tik patikrinti žaibo apsaugos sistemos patikimumą, bet ir atlikti racionaliausią ir teisingiausią apsaugos nuo žaibo projektą, numatant:

• mažesnės statybos ir montavimo darbų išlaidos, sumažinant nereikalingų atsargų kiekį ir naudojant mažiau aukštus, pigesnius žaibolaidžius;
• mažiau žaibo smūgių į sistemą, sumažinant antrines neigiamas pasekmes, o tai ypač svarbu įrenginiuose, kuriuose yra daug elektroninių prietaisų (žaibo smūgių skaičius mažėja mažėjant žaibolaidžių aukščiui).

• žaibo proveržio į sistemos objektus tikimybė (apsaugos sistemos patikimumas apibrėžiamas kaip 1 atėmus tikimybės vertę);
• žaibo smūgių į sistemą skaičių per metus;
• žaibo pertraukų skaičius, apeinant apsaugą, per metus.

Turėdamas šią informaciją, dizaineris gali palyginti kliento reikalavimus ir norminius dokumentus su gautu patikimumu ir imtis priemonių, kad būtų pakeistas apsaugos nuo žaibo dizainas.

Apsauginė grandinė, sukurta aplink bet kurį elektros energiją tiekiantį objektą, užtikrins, kad aukštos įtampos srovė patektų į žemę per specialiai sumontuotus elektrodus. Tokios konstrukcijos apsaugo brangią įrangą nuo trumpojo jungimo ir perdegimo dėl energijos šuolių. Konstrukcijos montavimas turi būti atliekamas vadovaujantis laidininkų elektros laidumo lygio skaičiavimų rezultatais.

Skaičiavimo tikslas

Prieš montuojant į gyvenamąjį ar kitą objektą, būtina jį padidinti. Šis dizainas susideda iš:

• elementai, sumontuoti vertikaliai prie žemės paviršiaus;
• dirigentas;
• juostelės, jungiančios kontūrą horizontalioje plokštumoje.

Elektrodai yra iškasti ir prijungti vienas prie kito naudojant horizontalų įžeminimo jungiklį. Po to sukurta apsaugos sistema prijungiama prie elektros skydo.

Tokios dirbtinės konstrukcijos naudojamos elektros tinkluose su skirtingais įtampos rodikliais:

1. kintamas nuo 380 V;
2. pastovus nuo 440 V;

pavojingose ​​gamybos patalpose.

Apsauginės sistemos įrengiamos skirtingose ​​įrangos vietose. Priklausomai nuo montavimo vietos, jie gali būti nuotoliniai arba kontūriniai. Atvirose konstrukcijose elementai yra tiesiogiai prijungti prie įžeminimo elemento. Kontūriniuose įrenginiuose padėtis yra išilgai išorinio perimetro arba įrenginio viduje. Kiekvieno tipo apsauginių įrenginių atveju būtina atlikti skaičiavimus, kad būtų galima nustatyti vertikalių įžeminimo elektrodų varžos vertę, reikalingų strypų skaičių ir juostelių ilgį.

Be specialių prietaisų, gali būti naudojamos natūralios sistemos:

• ryšiai iš metalinių vamzdžių;
• metalinės konstrukcijos;
• pastočių;
• atramos;
• metalinis kabelio apvalkalas;
• korpusas.

Laidumo skaičiavimai atliekami dirbtinėms konstrukcijoms. Jų išdėstymas elektrinių naudojimo vietoje užtikrina elektros srovės nutekėjimą į žemę, apsaugo žmones ir įrangą nuo didelių iškrovų dėl įtampos šuolio. Kuo mažesnis elektros laidumas, tuo mažesnis per apsauginę konstrukciją išeinančios elektros srovės stiprumo lygis.

Žingsnis po žingsnio žemės kilpos apskaičiavimas

Skaičiavimai turėtų būti atliekami atsižvelgiant į elementų skaičių, atstumą vienas nuo kito, dirvožemio laidumą ir kasimo gylį vertikaliame įžeminimo elektrode. Naudojant šiuos parametrus, bus galima tiksliai apskaičiuoti apsauginį įžeminimą.

Pirmiausia turėtumėte naudoti lentelę, kad nustatytumėte dirvožemio tipą. Tada pasirinkite statybai tinkamas medžiagas. Tada skaičiavimai atliekami naudojant specialias formules, kurios nustato visų elementų skaičių, taip pat jų gebėjimą elektros laidumui.

Remiantis gautais rezultatais, sumontuojama visa sistema, po kurios atliekami kontroliniai jos dabartinio laidumo matavimai.

Pradiniai duomenys

Skaičiuojant stiprumo vertę, reikia nustatyti jų skaičiaus santykį, jungiamųjų juostų ilgį ir atstumą, kuriuo kasamas.

Be to, reikės atsižvelgti į specifinį dirvožemio atsparumą, kurį lemia jo drėgmės lygis. Norint pasiekti stabilią vertę, elektrodus reikia įkasti į dirvą ne mažiau kaip 0,7 metro gylyje. Taip pat svarbu nenukrypti nuo paties apsauginio įtaiso dydžio, nustatyto pagal GOST. Atliekant skaičiavimus, turite naudoti paruoštas lenteles su jau turimais rodikliais apie naudojamas medžiagas ir tam tikrų tipų dirvožemių elektros laidumą. .

Įvairių dirvožemių laidumo rodiklių lentelė

Reikalingas gylis, iki kurio vertikalus elektrodas yra palaidotas žemėje, apskaičiuojamas pagal formulę:

Montuojant apsauginę konstrukciją, būtina užtikrinti, kad metaliniai strypai visiškai patektų į viršutinį žemės sluoksnį ir iš dalies į jo apatinius lygius. Atliekant skaičiavimus, reikės naudoti vidutinius dirvožemio elektrinio laidumo lygio koeficientus skirtingais metų laikais tam tikrose klimato zonose, pateiktus šioje lentelėje:

Atsparumas dirvožemiui skirtingose ​​klimato zonose

Norėdami tiksliai nustatyti vertikalių elementų skaičių surinktoje konstrukcijoje, neatsižvelgdami į juos jungiančių siaurų juostų rodiklius, turite naudoti formulę:

Jame Rn, žymintis srovės stiprį, plintantį tam tikro tipo dirvožemyje, kurio atsparumo koeficientas paimtas iš lentelės.

Norint apskaičiuoti fizinius medžiagos parametrus, reikia atsižvelgti į naudojamų sistemos elementų matmenis:

• juostoms 12x4 - 48 mm2;
• kampuose 4x4 mm;
• plieniniam apskritimui - 10 mm2;
• vamzdžiams su 3,5 mm storio sienomis.

Įžeminimo skaičiavimo pavyzdys

Būtina apskaičiuoti naudojamų laidininkų laidumą, atsižvelgiant į dirvožemio savybes, kiekvienam elektrodui atskirai pagal formulę:

Kurioje:

• Ψ - klimato koeficientas, paimtas iš informacinės literatūros;
• ρ1, ρ2 - viršutinio ir apatinio žemės sluoksnių laidumo vertė;
• H yra viršutinio dirvožemio sluoksnio storis;
• t - tranšėjos vertikalaus elemento gylis.

Tokių konstrukcijų strypai yra palaidoti ne mažiau kaip 0,7 metro aukštyje, laikantis galiojančių taisyklių.

Ką turėtume turėti skaičiavimo pabaigoje

Atlikus skaičiavimus pagal naudojamas formules, galima gauti tikslų dirbtinio tipo įžeminimo įtaiso atsparumą. Dažnai neįmanoma išmatuoti šių rodiklių natūraliose sistemose, nes neįmanoma gauti tikslaus standartinio dydžio palaidotų komunikacijų, takelių, kabelių ar jau sumontuotų metalinių konstrukcijų.

Pasibaigus skaičiavimams, galima gauti tikslų kontūro strypų ir juostų skaičių, kuris padės sukurti patikimą naudojamos įrangos ir viso objekto apsaugos sistemą. Skaičiavimai taip pat padės nustatyti tikslų juostų, jungiančių strypus, ilgį. Pagrindinis visų skaičiavimų rezultatas bus gauti galutinę sukurtoje grandinėje naudojamų laidininkų savybių vertę, kuri lemia per jas einančios elektros srovės stiprumą. Tai yra svarbiausias PES standartas, turintis tam tikras vertes tinklams su skirtingais įtampos rodikliais.

Leistinos įžeminimo varžos vertės pagal standartus

Yra vienodos standartinės vertės, pagal kurias elektros tinklo, turinčio tam tikrą įtampos vertę, dabartinis atsparumas plitimui neturėtų viršyti nustatytų GOST standartų. Tinkluose, kurių įtampa yra 220 V, jis neturėtų būti didesnis kaip 8 omai. Esant 380 V įtampai, jo vertė neturėtų būti didesnė kaip 4 omai.

Norėdami apskaičiuoti visos grandinės rodiklius, galite naudoti formulę R = R0 / ηв * N, kurioje:

• R0 yra vieno elektrodo laidumo lygis;
• R - visos sistemos srovės praleidimo trukdžių lygis;
• ηv - apsauginio įtaiso panaudojimo koeficientas;
• N yra elektrodų skaičius visoje grandinėje.

Medžiaga, reikalinga grandinės įtaisui

Kontūrą galite surinkti iš metalinės medžiagos:

1. kampas,
2. tam tikrų dydžių juostelės.

Po to jį turi patikrinti nepriklausomos matavimo laboratorijos ekspertas. Konstrukcinė armatūra gali būti naudojama kaip natūralus kontūras, kai yra pastato atraminėse konstrukcijose. PES yra specialus sąrašas konstrukcijų, kurios gali būti naudojamos kaip natūralus kontūras kuriant apsaugines sistemas.

Norint patikrinti visos konstrukcijos veikimą, būtina patikrinti bendrą vertikalių įžeminimo jungiklių ir visos sistemos vertę ir atsparumą specialiais įtaisais. Šis darbas turėtų būti patikėtas nepriklausomiems elektros laboratorijos ekspertams. Kad konstrukcija patikimai apsaugotų visą objektą, matavimai turėtų būti atliekami reguliariai, tikrinant jų vertę pagal nustatytus standartus.