Výpočet uzemňovacieho zariadenia kompletné referenčné informácie. Praktická práca

Normy > Všetko o uzemnení

VÝPOČET UZEMŇOVACÍCH ZARIADENÍ

Výpočet uzemňovacích zariadení sa redukuje hlavne na výpočet samotného uzemňovacieho vodiča, pretože uzemňovacie vodiče sú vo väčšine prípadov akceptované podľa podmienok mechanickej pevnosti a odolnosti proti korózii. Jedinou výnimkou sú inštalácie s externým uzemňovacím zariadením. V týchto prípadoch sa odpor spojovacieho vedenia a odpor uzemňovacieho vodiča počítajú sériovo tak, aby celkový odpor nepresiahol vypočítaný.
Výpočet odporu uzemnenia sa vykonáva v nasledujúcom poradí:
1. Je nainštalované potrebné podľa PUE prípustný odpor uzemňovacie zariadenie. Ak je uzemňovacie zariadenie spoločné pre niekoľko elektrických inštalácií, vypočítaný odpor uzemňovacieho zariadenia je najmenší z požadovaných.
2. Požadovaný odpor umelej uzemňovacej elektródy sa určí s prihliadnutím na použitie paralelne zapojenej prirodzenej uzemňovacej elektródy z výrazov

Kde - konštrukčná odolnosť uzemňovacieho zariadenia podľa bodu 1;- odpor umelej uzemňovacej elektródy;- odpor prirodzeného uzemňovacieho vodiča.
3. Stanoví sa vypočítaný odpor pôdy s prihliadnutím na násobiace faktory, ktoré zohľadňujú vysychanie pôdy v lete a jej zamŕzanie v zime.
Pri absencii presných údajov o pôde môžete použiť tabuľku. 12-1, kde sú uvedené priemerné údaje o odolnosti pôdy odporúčané pre predbežné výpočty.

Tabuľka 12-1 Odpor pôdy

Multiplikátory k pre rôzne klimatické zóny sú uvedené v tabuľke. 12-2 pre horizontálne a vertikálne elektródy.
4. Stanoví sa odpor proti šíreniu jednej vertikálnej elektródypodľa vzorcov z tabuľky. 12-3. Tieto vzorce sú uvedené pre tyčové elektródy vyrobené z kruhovej ocele alebo rúrok. Pri aplikácii rohov pre vertikálne elektródy sa ako priemer nahradí ekvivalentný priemer rohu

kde b - šírka strán rohu.

Tabuľka 12-2 Hodnoty koeficientu k pre rôzne klimatické zóny

Tabuľka 12-3 Výpočet rozptylového odporu jednej elektródy

5. Stanoví sa približný počet zvislých uzemňovacích elektród n pri predtým akceptovanom faktore využitia:

Kde - požadovaný odpor umelej uzemňovacej elektródy.
Koeficienty použitia vertikálnych uzemňovacích vodičov sú uvedené v tabuľke. 12-4 v prípade ich usporiadania v rade a v tabuľke. 12-5 v prípade ich umiestnenia pozdĺž obrysu bez zohľadnenia vplyvu horizontálnych spojovacích elektród.
6. Stanoví sa odpor proti šíreniu horizontálnych elektródpodľa vzorcov z tabuľky. 12-3. Faktory využitia horizontálnej elektródypre predtým akceptovaný počet vertikálnych elektród sa vezme podľa tabuľky. 12-6, keď sú usporiadané v rade a podľa tabuľky. 12-7, keď sú umiestnené pozdĺž obrysu.

Tabuľka 12-4 Faktory použitia zvislých elektród

Tabuľka 12-5 Faktory použitia vertikálnej elektródy

Tabuľka 12-6 Faktory používania horizontálnej elektródy

Tabuľka 12-7 Faktory používania horizontálnej elektródy

7. Požadovaný odpor zvislých elektród je stanovený s prihliadnutím na vodivosť vodorovných spojovacích elektród z výrazov

Kde je odpor proti šíreniu horizontálnych elektród, ako je definované v článku 6.
8. Počet vertikálnych elektród je špecifikovaný s prihliadnutím na faktory využitia podľa tabuľky. 12-4 alebo 12-5:

Počet vertikálnych elektród sa nakoniec vyberie z podmienok umiestnenia.
9. Pri inštaláciách nad 1000 V s vysokými zemnými poruchovými prúdmi sa tepelný odpor spojovacích vodičov kontroluje podľa vzorca (12-5).

Príklad 12-1. Je potrebné vypočítať uzemnenie rozvodne 110/10 kV s nasledujúcimi údajmi: maximálny prúd cez uzemnenie pri zemných poruchách na strane 100 kV je 3,2 kA; najvyšší prúd uzemnením pri zemných poruchách na strane 10 kV 42 A; pôda v mieste výstavby rozvodne - hlinitá; klimatická zóna 2; dodatočne je ako uzemnenie použitý systém káblov - podpier s odporom uzemnenia 1,2 Ohm.

Riešenie
1. Strana 110kV vyžaduje uzemňovací odpor 0,5Ω. Pre stranu 10 kV podľa vzorca (12-6)

kde sa predpokladá návrhové napätie na uzemňovacom zariadení 125 V, keďže uzemňovacie zariadenie sa používa aj pre inštalácie rozvodní do 1000 V. Teda odpor .
2. Odpor umelej uzemňovacej elektródy sa vypočíta s prihliadnutím na použitie káblového nosného systému;

3. Odporúča sa pre predbežné výpočty, rezistivita pôdy v mieste konštrukcie zemnej elektródy - hliny, podľa vyššie uvedených údajov, je 100 Ohm H m. klimatická zóna 2 podľa tabuľky. 12 2 sa rovná 4,5 pre horizontálne predĺžené elektródy s hĺbkou uloženia 0,8 m a 1,8 pre vertikálne tyčové elektródy dlhé 2 až 3 m s hĺbkou uloženia ich vrcholov 0,5 až 0,8 m.
Odhadovaný odpor:
pre horizontálne elektródy

pre vertikálne elektródy

4. Stanoví sa odolnosť proti šíreniu jednej zvislej elektródy - rohu č. 50 v dĺžke 2,5 m pri ponorení pod úroveň terénu o 0,7 m podľa vzorca z tabuľky. 12-3:

Kde

6. Stanoví sa odolnosť proti šíreniu horizontálnych elektród - pásy 40 X 4 mm2 privarené k horným koncom rohov. Koeficient použitia spojovacej lišty v obvode s počtom rohov rádovo 100 a pomerom podľa tabuľky 12-7 sa rovná:.
Odolnosť proti šíreniu pásu podľa vzorca z tabuľky. 12-3

7. Zjemnený odpor vertikálnych elektród

Prevzaté z tabuľky. 12-5 hod n=100 a :

Nakoniec je prijatých 117 rohov.
Okrem okruhu je na území rozvodne usporiadaná mriežka pozdĺžnych pásov, ktorá sa nachádza vo vzdialenosti 0,8-1 m od zariadenia, s priečnymi spojmi každých 6 m. Tieto nezohľadnené horizontálne elektródy znižujú celkový odpor zeme; ich vodivosť ide do rezervy.
9. Kontroluje sa tepelná stabilita pásu 40 X 4 mm2. Minimálny úsek pásu z podmienok tepelného odporu pri skrate. k zemi podľa vzorca (12-5) so skráteným časom prechodu skratového prúdu.

Pás 40 X 4 mm2 teda spĺňa podmienku tepelného odporu.

Z výsledkov príkladu 12-1 je vidieť, že pri dostatočne veľkom počte vertikálnych elektród majú horizontálne elektródy spájajúce horné konce vertikálnych veľmi malý vplyv na výsledný návrhový odpor zemnej slučky. To tiež odhaľuje chybu v existujúcej metodike výpočtu pre prípady, keď je potrebný dostatočne nízky odpor slučky. Pri vykonanom približnom výpočte bola táto chyba odhalená v tom, že zohľadnenie dodatočnej vodivosti obvodu od vodorovného spojovacieho pásu neviedlo k zníženiu potrebného počtu vertikálnych elektród, ale naopak k jeho zvýšenie asi o 5 %. Na základe toho možno v takýchto prípadoch odporučiť vypočítať potrebný počet zvislých elektród bez zohľadnenia dodatočnej vodivosti spojovacích a iných vodorovných pásikov za predpokladu, že ich vodivosť pôjde na bezpečnú hranicu.

Príklad 12-2. Je potrebné vypočítať uzemnenie rozvodne s dvoma transformátormi 6 / 0,4 kV s výkonom 400 kV H A to s nasledujúcimi údajmi: najvyšší prúd zemou pri zemnom spojení zo strany 6 kV 18 A; pôda na stavenisku - hlina; klimatická zóna 3; dodatočne sa ako uzemnenie používa vodná rúra s odporom šírenia 9 ohmov.
Riešenie
Na vonkajšej strane budovy, ku ktorej prilieha rozvodňa, sa plánuje vybudovanie systému zemných elektród s usporiadaním vertikálnych elektród v jednom rade v dĺžke 20 m; materiál - kruhová oceľ s priemerom 20 mm, ponorná metóda - skrutkovaním; horné konce zvislých tyčí, ponorené do hĺbky 0,7 m, sú privarené k vodorovnej elektróde vyrobenej z tej istej ocele.
1. Strana 6 kV vyžaduje zemný odpor definovaný vzorcom (12-6):

kde sa predpokladá menovité napätie na uzemňovacom zariadení 125 V, keďže uzemňovacie zariadenie je spoločné pre strany 6 a 0,4 kV. Ďalej podľa PUE by odpor uzemňovacej elektródy nemal prekročiť 4 ohmy.
Vypočíta sa preto zemný odpor .
2. Odpor umelého uzemňovacieho vodiča sa vypočíta s prihliadnutím na použitie vodovodného systému ako paralelnej vetvy uzemnenia:

3. Odporúčaný odpor pôdy pre výpočty v mieste konštrukcie zemnej elektródy - hliny podľa tabuľky. 12-1 je 70 ohm h m) Zvyšujúce sa koeficienty pre klimatickú zónu 3 ale tabuľka. 12-2 sa rovná 2,2 pre horizontálne elektródy s hĺbkou uloženia 0,8 ma 1,5 pre vertikálne elektródy dlhé 2–3 m s hĺbkou uloženia ich vrcholov 0,5–0,8 m.
Odhadovaná špecifická odolnosť pôdy:
pre horizontálne elektródy

pre vertikálne elektródy

4. Odolnosť proti šíreniu jednej tyče s priemerom 20 mm a dĺžkou 2 m sa určuje pri ponorení pod úroveň terénu o 0,7 m podľa vzorca z tabuľky. 12-3:

5. Približný počet vertikálnych uzemňovacích vodičov je určený s predtým akceptovaným faktorom využitia:

6. Zisťuje sa odolnosť proti roztiahnutiu vodorovnej elektródy z kruhovej ocele s priemerom 20 mm, privarenej k horným koncom zvislých tyčí. Koeficient použitia vodorovnej elektródy v rade tyčí s ich počtom približne rovným 5 a pomer vzdialenosti medzi tyčami k dĺžke tyče v súlade s tabuľkou. 12-6 sa rovná 0,86.
Odolnosť proti šíreniu horizontálnej elektródy podľa vzorca z tabuľky. 12-3

7. Zlepšená odolnosť proti šíreniu vertikálnych elektród

8. Uvedený počet vertikálnych elektród je určený koeficientom využitia prevzaté zo stola. 12-4 o hod n = 4 a :

oddiel pripravený podľa štandardný projekt SÉRIA 3.407-150
Uzemňovacie zariadenia
základy napájania
Požiadavky na uzemňovacie zariadenia
základy napájania
Výpočet uzemňovacích zariadení
základy napájania
Elektrokorózia podzemných sietí bludnými prúdmi
základy napájania
Opätovné uzemnenie nulového vodiča na vstupe do individuálnej obytnej budovy

Uzemnenie je jedným z hlavných bezpečnostných opatrení pri používaní elektrických spotrebičov. V prípade opotrebovania vnútorná izolácia Vonkajší kryt zariadenia môže byť pod napätím a pri dotyku môže spôsobiť zásah elektrickým prúdom. Aby sa predišlo takýmto incidentom, organizuje sa inštalácia uzemnenia. A aby bola ochranná konštrukcia čo najefektívnejšia, je potrebné vykonať jej výpočet uzemnenia, ktorý sa môže líšiť v závislosti od mnohých počiatočných faktorov.

Typy uzemňovacích štruktúr

Na organizáciu uzemnenia sa používajú vodiče z kovových konštrukcií rôznych tvarov(nosník, potrubie, roh atď.). Tieto základné prvky možno použiť v jednom z troch hlavných systémov:

• S použitím jednej hlbokej uzemňovacej elektródy;
• Inštalácia komplexného modulárneho dizajnu;
• Organizácia elektrolytického uzemnenia.

Bez ohľadu na typ zvolenej konštrukcie musí byť jej odolnosť v určitých medziach. Pre trojfázová sieť pri 380 voltoch by zemný odpor nemal byť väčší ako 4 ohmy. Bežnejšia jednofázová sieť pri 220 voltoch nebude vyžadovať viac ako 8 ohmov. Predbežné výpočty vám tiež umožňujú vopred určiť číslo potrebné materiályčo umožňuje výrazné úspory.

Vzorec na výpočet jednej uzemňovacej elektródy

Existuje niekoľko faktorov, ktoré ovplyvňujú konečný výsledok výpočtu uzemňovacej konštrukcie, a to:

• Použité materiály (rozhodujúci je druh kovu, ale dôležité môžu byť aj indikátory elektrolytu);
• Tvar elektródových prvkov (mierne ovplyvňuje);
• Vzdialenosť medzi prvkami elektród;
• Hĺbka, do ktorej je namontovaný obvod ponorený.

Je potrebné poznamenať, že na získanie systému s odporom 4–8 ohmov sa použije kovové prvky musí mať určité minimálne parametre:

• Plochý nosník - šírka 12 mm, výška 4 mm;
• Roh - výška 4 mm
• Pól - priemer nie menší ako 10 mm;
• Rúrka - hrúbka nie menšia ako 3,5 mm.

Ochranné uzemnenie je možné vypočítať pomocou špecializovaného softvéru alebo online kalkulačiek. Ale pre nich správne použitie musíte poznať všeobecný vzorec, podľa ktorého sa výpočty vykonávajú, a hodnotu všetkých premenných. V uvažovanom vzorci sa tradične používa nasledujúci zápis:

• R - vypočítané uzemnenie (Ohm);
• L - dĺžka uzemňovacieho prvku-uzemňovacej elektródy (m);
• d - priemer prvku (m);
• T - hĺbka: vzdialenosť medzi stredom každého uzemňovacieho prvku a povrchom zeme (m);
• ρ - odolnosť pôdy (Ohm × m). Pozri tabuľku.
• π - číslo pí (3,14)

Výpočet tohto typu pozemnej slučky sa vykonáva podľa nasledujúceho vzorca:

Nie je ťažké zmerať všetky uvedené hodnoty, snáď okrem parametra ρ. Tento postup môžete vykonať sami pomocou ohmmetra, ale musíte pochopiť, že získané údaje sa môžu výrazne meniť so zmenami teploty, vlhkosti a iných parametrov. životné prostredie. Preto bude oveľa pohodlnejšie použiť priemerné tabuľkové údaje:

Vzorec na výpočet systému uzemnenia

Aby sa dosiahlo optimálna hodnota odporu vytvorenej konštrukcie môžu byť jednotlivé uzemňovacie elektródy usporiadané v rade alebo z nich tvoriť uzavretú slučku (kruh, obdĺžnik alebo akýkoľvek iný tvar). Na výpočet takéhoto uzemnenia bude vyššie uvedený vzorec obsahovať ďalšie parametre:

• R1 - požadovaný odpor (Ohm);
• R je odpor vypočítaný podľa základného vzorca (Ohm);
• N - počet prvkov v systéme uzemňovacích elektród;
• Ki - faktor využitia.

Posledný parameter vyžaduje viac podrobností. Okolo každej elektródy používanej na uzemnenie elektrický prúd, možno si predstaviť pomyselnú zónu, v ktorej jej účinnosť dosahuje 90 %. Tvorí sa zo všetkých bodov vzdialených od povrchu elektródy vo vzdialenosti rovnajúcej sa jej dĺžke. Pri výpočte uzemnenia je potrebné vyhnúť sa prekročeniu týchto zón, čo umožňuje dosiahnuť maximálny koeficient užitočná akcia vytvorený systém.

Na výpočty je najvhodnejšie použiť tabuľkové hodnoty získané ako výsledok praktické uplatnenie vzorce.

Samotný vzorec vyzerá takto:

Ak teda vopred vypočítate premennú a vezmete ju ako konštantu, potom pomocou tohto vzorca môžete vypočítať optimálnu sadu elektród potrebných na vytvorenie uzemňovacej štruktúry:

V tomto prípade je potrebné mať na pamäti, že s najväčšou pravdepodobnosťou bude výsledná hodnota zlomková, takže ju bude potrebné zaokrúhliť nahor.

Vzorec na výpočet elektrolytického uzemnenia

V zjednodušenom modeli možno elektrolytický uzemňovací systém opísať ako kovová rúrka naplnené elektrolytom. Táto látka zvyšuje odolnosť celej konštrukcie a čo je dôležitejšie, pomáha udržiavať jej parametre v čase. Dosahuje sa to tým, že v priebehu času elektrolyt preniká do pôdy a hromadí sa v nej.

Okrem parametrov opísaných vyššie používa vzorec na výpočet elektrolytického uzemnenia parameter C, ktorý popisuje koncentráciu elektrolytu v pôde. Jeho prípustné hodnoty sa môžu pohybovať medzi 0,5 a 0,05. Čím dlhšie je uvažovaný systém v zemi, tým nižšia je hodnota tohto parametra: ak sa na začiatku inštalácie rovnala 0,5, potom po šiestich mesiacoch bude len 0,125 (ale jeho ďalší pokles sa zastaví) .

V tomto prípade bude požadovaný vzorec:

Ak je v namontovanom systéme niekoľko elektród elektrolytického typu, potom je možné jeho odpor vypočítať pomocou vzorca z predchádzajúcej časti. Jediný rozdiel je v tom, že faktor využitia tu bude trochu iný:

V tomto článku sme skúmali hlavné typy elektrického uzemnenia a všetky potrebné vzorce na ich výpočet. Je zrejmé, že všetky výpočty sú založené na výpočte jednej pozemnej slučky, zatiaľ čo dva hlavné typy sa získajú jej rozšírením a zdokonalením. Je potrebné ešte raz zdôrazniť, že jednu z kľúčových úloh pri organizácii efektívneho uzemnenia zohráva vzdialenosť medzi elektródami, ktorá by nemala byť menšia ako ich individuálna dĺžka. Všetky vyššie uvedené výpočty je možné výrazne zjednodušiť pomocou špecializovaného softvéru alebo online nástrojov. S minimálnymi znalosťami o tom, aké parametre sa podieľajú na výpočte uzemnenia, tieto nástroje výrazne skrátia čas práce a zároveň poskytnú pomerne vysokú presnosť.

Podobné videá

Majitelia jednotlivých domov a chatiek čoraz viac začínajú chápať, že používanie elektriny nielen značne uľahčuje plnenie každodenných potrieb domácnosti, ale predstavuje pre človeka aj určité riziká. V živote vždy existuje možnosť núdzovýčo môže viesť k úrazu elektrickým prúdom.

Vyžaduje neustálu pozornosť majiteľa. Jednou z otázok jeho zabezpečenia je prevádzka individuálnej zemnej slučky, ktorá musí byť nielen vytvorená podľa určitej metódy, ale musí byť aj správne zvolený dizajn vykonaním spoľahlivého výpočtu všetkých jej prvkov.

Okamžite urobíme rezerváciu, aby to mohol urobiť každý, kto je oboznámený so základmi elektrických výpočtov, vlastnými rukami. Aby ste to dosiahli, nižšie je uvedený spôsob jeho implementácie.

Má však poradný, prieskumný charakter a vyžaduje si objasnenie výsledku získaného v špecializovanom laboratóriu, ktoré má licenciu na oprávnenie vykonávať skúšku vyškoleným personálom projektantov, ktorí si svoju kvalifikáciu pravidelne potvrdzujú zložením skúšok v kontrolných štátnych orgánoch.

Výber konštrukcie uzemnenia pre výpočet

IN elektrické schéma budovy na rôzne účely veľké množstvo rôzne druhy uzemňovacie zariadenia. Medzi nimi produkty s:

jedna hlboká uzemňovacia elektróda;

niekoľko elektród modulárneho typu vertikálneho usporiadania;

elektrolytické uzemnenie horizontálnej orientácie.

Posledný dizajn ešte nie je taký známy ako prvé dva uvedené, ale môže im dobre konkurovať a pôsobiť ako alternatíva.

Predbežný výpočet elektrických charakteristík každého modelu pomôže určiť najviac vhodný typ uzemnenie a zastavte na ňom svoju voľbu pre ďalšiu inštaláciu, nastavenie, prevádzku.

Pozrime sa stručne na spôsob ich výpočtu pomocou príkladov.

Výpočet zemných slučiek pre obytné budovy

Účel

Výpočet pomáha analyzovať rozmery a tvar vytvoreného obvodu, aby sa zabezpečil prípustný elektrický odpor voči núdzovému prúdu, ktorý je odvedený z domu do potenciálu zeme.

Uzemnenie je navrhnuté tak, aby znížilo dotykové napätie človeka na bezpečnú hodnotu v dôsledku šírenia neprijateľných prúdov z neho a prerozdelenia nebezpečných potenciálov.

V obytných budovách by odpor slučky nemal prekročiť 8 ohmov pri prevádzke jednofázovej siete 220 voltov a 4 ohmy pre trojfázovú 380.

Faktory ovplyvňujúce výpočet obrysu

Hodnota elektrického odporu uzemnenia závisí od:

1. vodivosť pôdy;

2. kov používaný v stavebníctve;

3. tvar a počet elektród;

4. vzdialenosti medzi uzemňovacími elektródami;

5. hĺbka obrysu.

Vlastnosti pôdy

Na zohľadnenie ich vplyvu na tok prúdov sa používa termín "Odpor pôdy", ktorého jednotka je "Ohm∙m". Označuje sa latinským písmenom ρ. Tento ukazovateľ závisí od mnohých faktorov, vrátane vlhkosti pôdy a jej zloženia, sa mení v rámci určitých limitov, a to aj pri zohľadnení poveternostných podmienok.

Hodnota odporu pôdy je určená meraniami na zemi a jej priemerné hodnoty pre predbežné približné výpočty sú zhrnuté v tabuľkách. Aby sa znížili klimatické vplyvy, uzemňovacie elektródy sú uložené v zemi o 0,7 metra alebo viac.

Na základe navrhovanej tabuľky je možné porovnať vplyv zloženia pôdy, vlhkosti, teploty pracovného prostredia na hodnotu tohto ukazovateľa.

Tabuľka približných hodnôt odporu pre pôdy a vodu

Kovová uzemňovacia elektróda

Na výrobu obvodových elektród sa zvyčajne vyberá:

triedy nehrdzavejúcej ocele;

konvenčné oceľové zliatiny používané na výrobu rúr, uholníkov, tyčí;

Oceľové zliatiny.

Hodnotu ich vodivosti je ľahké nájsť v technických príručkách.

Parametre slučky ovplyvňujúce výpočet zemného odporu R

Okrem odporu pôdy ρ je pri vykonávaní analýzy potrebné vziať do úvahy:

1. dĺžka elektródy L;

2. jeho priemer D;

3. hĺbka elektródy od povrchu pôdy po jej stred T;

4. celkový počet elektród N;

5. faktor využitia Ki;

6. koeficient obsahu elektrolytov v pôde C.

Metóda výpočtu uzemnenia z jednej hlbokej elektródy

Uzemňovacie zariadenie môže byť jednodielne alebo vytvorené z prefabrikovanej konštrukcie, vyrobenej zváraním alebo na základe závitového spojenia pracovných častí.

Na výpočet jeho elektrického odporu použite vzorec uvedený na obrázku.

Metóda výpočtu uzemnenia z niekoľkých podzemných elektród

Elektrický odpor jednej elektródy je určený skôr uvedeným vzorcom a na výpočet ich celkového vplyvu na konečný výsledok sa používa pomer uvedený na nasledujúcom obrázku.

Elektródy môžu byť usporiadané v rade alebo môžu tvoriť trojuholník alebo iný symetrický geometrický obrazec.

Metóda výpočtu uzemnenia z elektrolytických uzemňovacích elektród

Na jeho realizáciu sa používajú rovnaké princípy ako pri výpočte odporu horizontálnych elektród vyrobených vo forme obyčajnej rúry. Do úvahy sa berie len vplyv elektrolytu na okolitú pôdu. K tomu sa zavádza novela koeficientu C. Dá sa zmeniť v rozdielne podmienky od 0,05 do 0,5.

Vzorec na výpočet odporu je znázornený na obrázku.

Elektrolytické uzemnenie je vyrobené vo forme vodorovného úseku dutého potrubia vyrobeného z nehrdzavejúcej legovanej ocele alebo zliatin medi, ktoré sú odolné voči koróznym procesom. Prostredníctvom neho je pôda cez elektródy nasýtená minerálnymi soľami, ktoré majú elektrolytické vlastnosti.

Soli, ktoré sa dostanú do pôdy, sa vplyvom pôdnej vlhkosti premieňajú na elektrolyt, ktorý:

1. zvyšuje elektrické vodivé vlastnosti pôdy;

2. znižuje teplotu mrazu pôdy v blízkosti elektródy a tým ďalej znižuje elektrický odpor uzemňovacej slučky.

Účinnou technikou na zlepšenie výkonu takýchto štruktúr je použitie aktivátorov - špeciálnych plnív so zníženým odporom. Ich umiestnenie mimo elektródy znižuje prechodový odpor v smere od uzemňovacej elektródy k zemi a zväčšuje povrch, z ktorého sa prenáša prúd z elektródy.

Charakteristickým znakom takýchto štruktúr je, že koeficient C sa v priebehu času postupne znižuje: účinkom je pomalé prenikanie elektrolytu do pôdy a zväčšenie jeho objemu v nej.

Elektrolyt postupne vylúhuje soli elektród aj v hustej pôde a už šesť mesiacov po uvedení do prevádzky znižuje koeficient C z 0,5 na 0,125.

Všetky tieto vlastnosti práce elektrolytických uzemňovacích elektród presnejšie zohľadňujú pri výpočte špecialisti elektrických laboratórií.

Metóda pre zjednodušený výpočet uzemnenia pre domáceho majstra

Pre domáceho elektrikára bez špeciálnych znalostí je dosť ťažké orientovať sa vo všetkých týchto technológiách, ktoré si vyžadujú neustále zavádzanie rôznych korekcií a koeficientov do výpočtu. Ponúka sa mu jednoduché a cenovo dostupné riešenie založené na už vyvinutom počítačovom programe.

Ide o pomôcku, ktorá sa jednoducho nazýva: „Elektrikár“ a vývojár ju voľne šíri prostredníctvom internetových zdrojov. Môže mu však pomôcť prevodom malého množstva peňazí, ktoré vynaloží na zlepšenie pracovných algoritmov.

Sťahovací program je umiestnený v archíve, ktorý zaberá 15,9 MB. Po nainštalovaní do počítača vytvorí priečinok CU umiestnený v adresári „Program Files“ na disku C a zaberá 55,5 MB.

Ako vypočítať zemný odpor pomocou programu Elektrikár

Po otvorení pomôcky vyberte v spodnej časti jej okna režim výpočtu "Uzemnenie".

Otvorí sa okno, v ktorom budete musieť určiť typ konštrukcie uzemňovacieho zariadenia.

Otvorí sa okno na zadanie konštrukčných údajov nami používanej zemnej slučky a charakteristík klimatické vlastnosti oblasti nášho bydliska. Zadáme spriemerované parametre, ako je uvedené v príklade s ďalšími poznámkami pod čiarou, skontrolujeme ich a klikneme na tlačidlo „Výpočet obrysu“.

Program Elektrikár nezávisle a pomerne rýchlo vykoná celý výpočet uzemňovacej slučky, ponúka distribučnú schému a počet uzemňovacích elektród a geometrické rozmery všetkých konštrukčných prvkov.

Ponúka tiež možnosť dodatočnej úpravy vypočítaných charakteristík a vydáva sa varovanie o potrebe potvrdenia výsledkov poskytnutých licencovanými elektrotechnickými laboratóriami pripustenými na projektovanie zemných slučiek.

Bez tejto kontroly je možná chyba v prevádzke uzemňovacích vodičov, ktorá môže spôsobiť veľké materiálne škody majiteľovi a v prípade núdze spôsobiť úraz elektrickým prúdom ľuďom, ktorí sú v blízkosti.

Pozor! Ani najpresnejší a správne vykonaný výpočet nie je schopný vylúčiť chyby pri inštalácii a pripojení uzemňovacej slučky.

Môže ich zistiť iba laboratórium vykonaním elektrických meraní na svojom špecializovanom zariadení.

Ako skontrolovať kvalitu namontovanej uzemňovacej slučky

Správnosť odstránenia nebezpečných prúdov z budovy je možné zistiť iba dvoma spôsobmi:

1. vznik skutočnej mimoriadnej udalosti a kontrola následkov jej prechodu;

2. elektrické merania.

Prvá metóda je najpresnejšia a najefektívnejšia, ale neumožňuje riešenie problémov a často vedie k smutným následkom, ak sa vyskytnú chyby. V praxi sa používa druhá metóda: zapojenie špecialistov z vyškolených elektrotechnických oddelení.

Aké merania laboratórium vykonáva

Medzi nezasvätenými často dochádza k zámene s hlavnou prácou a podmienkami, ktoré takéto organizácie vykonávajú. Preto sa zameriame na ich interpretáciu:

1. meranie zemného odporu;

2. skúška zemného odporu;

3. meranie izolačného odporu.

Ako vidíte, všetky tri typy práce sú veľmi podobné v názve, ale vykonávajú sa pomocou rôznych technológií, sledujúc svoje vlastné, jedinečné ciele.

Majú odhaliť kvalitu prepojení medzi puzdrami kovových zariadení, ktorých sa človek môže dotknúť zemným potenciálom cez uzemňovacie zariadenie. V tomto prípade sa elektrický odpor tejto sekcie meria špeciálnymi zariadeniami typu M416 alebo jeho modernými analógmi rôznych modifikácií.

Testy zemného odporu sa používajú na analýzu stavu ochrany budovy pred bleskom. Jeho vyhodnotenie sa vykonáva na určenie odporu obvodu pri najhoršie podmienky prevádzky s cieľom určiť stupeň opotrebovania celej konštrukcie a poskytnúť odporúčania na jej obnovu.

Na meranie sú elektródové kolíky inštalované na niekoľkých miestach v teréne a medzi nimi a obvodom je aplikovaný potenciálny rozdiel.

priemer:

1. určenie stratovej tangenty dielektrickej izolačnej vrstvy skúšaním so zvýšeným napätím;

2. merania megaohmmetrom.

Všetky tieto práce vyžadujú špeciálne drahé vybavenie, ktoré bežný elektrikár nepoužíva.

Na zaistenie bezpečnosti prevádzky elektrických zariadení sa uzemňovacie zariadenia počítajú už v štádiu projektovania. Elektrické inštalácie s napätím do 1000 V s izolovaným neutrálom a výkonom transformátora nad 100 kVA musia mať ochranný uzemňovací odpor maximálne 4 ohmy. Keď sila

Ryža. 1. Schéma uzemnenia slučky elektrického zariadenia:

1 - elektrické zariadenia; 2 - budova; 3 - vnútorná uzemňovacia slučka; 4, 5 - uzemňovacie vodiče; 6 - uzemnenie hlavného vodiča; 7 - uzemnenie

Ryža. 2. Schéma vzdialeného ohniskového uzemnenia

elektrické vybavenie:

Ryža. 3. Schéma vzdialeného uzemnenia elektrického zariadenia, keď sú elektródy usporiadané v rade:

1 - elektrické zariadenia; 2 - budova; 3 - vnútorná uzemňovacia slučka; 4, 5 - uzemňovacie vodiče; 6 - uzemnenie

transformátor menší ako 100 kVA odpor uzemnenia by nemal presiahnuť 10 ohmov.

Odolnosť uzemňovacích vodičov proti šíreniu prúdu závisí od ich počtu, veľkosti, odporu pôdy. Odpor jednej tyčovej uzemňovacej elektródy (elektródy) je určený vzorcom, Ohm

(1)

kde ρ je odpor pôdy, Ohm m; d je priemer uzemňovacej tyče, m; l je dĺžka zemnej tyče, m; h je hĺbka uzemňovacej elektródy, m

h \u003d 0,5 l + h 0 , (2)

kde h 0 je vzdialenosť od povrchu pôdy po začiatok jednej uzemňovacej elektródy, od 0,5 do 0,8 m.

Pre uzemňovacie elektródy vyrobené z uhlovej ocele je ekvivalentný priemer predbežne určený vzorcom

kde C je šírka rohových políc, m.

Hodnoty odporu pôdy potrebné na výpočet sú uvedené v tabuľke. 1.

stôl 1

Počet uzemňovacích tyčí potrebných na dosiahnutie štandardného odporu uzemňovacieho zariadenia je určený vzorcom

kde RD je prípustný (normatívny) zemný odpor, Ohm; η C – koeficient sezónnosti; η I - koeficient použitia (tienenia) pri vertikálnom uzemnení.

Upchaté elektródy sú spojené kovovým pásikom s prierezom najmenej 48 mm2. Dĺžka pásu pre obrys je

L n \u003d 1,05a (N - 1), (5)

a keď sú elektródy usporiadané v rade

kde a je vzdialenosť medzi elektródami, m; N je počet elektród, ks.

Číselné hodnoty koeficientu sezónnosti sú určené najmä kolísaním pôdnej vlhkosti počas roka a sú uvedené v tabuľke. 2.

tabuľka 2

Číselné hodnoty koeficientu využitia (tienenia) pre zvislé uzemňovacie elektródy (elektródy), keď sú umiestnené pozdĺž obrysu a v rade (vzdialený diagram), sú uvedené v tabuľke. 3.

Tabuľka 3

Odolnosť spojovacej lišty uloženej v zemi proti šíreniu elektrického prúdu je určená vzorcom Ohm

kde L je dĺžka pásu, m; b je šírka pásu, m; h je hĺbka pásu od povrchu zeme, m.

Výsledný odpor voči šíreniu elektrického prúdu celého uzemňovacieho zariadenia je určený vzorcom

kde η p je koeficient využitia (tienenia) vodorovného spojovacieho pásu.

Číselné hodnoty faktora využitia horizontálnej pásovej elektródy v závislosti od počtu vertikálnych elektród, ktoré sú ňou spojené, sú uvedené v tabuľke. 4.

Tabuľka 4

) pre jednu hlbokú zemniacu elektródu na základe modulárne uzemnenie sa robí ako výpočet bežnej vertikálnej uzemňovacej elektródy vyrobenej z kovovej tyče s priemerom 14,2 mm.

Vzorec na výpočet uzemňovacieho odporu jednej vertikálnej uzemňovacej elektródy:

Kde:
ρ - odpor pôdy (Ohm*m)
L - dĺžka uzemňovacej elektródy (m)
d - priemer uzemňovacej elektródy (m)
T - prienik uzemňovacej elektródy (vzdialenosť od povrchu zeme po stred uzemňovacej elektródy)(m)
π - matematická konštanta Pi (3,141592)
ln - prirodzený logaritmus

Pre elektrolytické uzemnenie ZANDZ je vzorec na výpočet odporu uzemnenia zjednodušený do tvaru:

- pre súpravu ZZ-100-102

Príspevok pripojovacieho uzemňovacieho vodiča sa tu nezohľadňuje.

Vzdialenosť medzi uzemňovacími elektródami

Pri viacelektródovej konfigurácii uzemňovacej elektródy začína ovplyvňovať konečný zemný odpor ďalší faktor - vzdialenosť medzi uzemňovacími elektródami. Vo vzorcoch na výpočet uzemnenia je tento faktor opísaný hodnotou "faktor využitia".

Pre modulárne a elektrolytické uzemnenie možno tento koeficient zanedbať (t.j. jeho hodnota je 1) pri určitej vzdialenosti medzi uzemňovacími elektródami:

• nie menšia ako hĺbka ponorenia elektródy - pre modulárne
• nie menej ako 7 metrov - pre elektrolytické

Pripojenie elektród k uzemňovacej elektróde

Na spojenie uzemňovacích elektród medzi sebou a s predmetom sa ako uzemňovací vodič používa medená tyč alebo oceľový pás.

Prierez vodiča sa často volí - 50 mm² pre meď a 150 mm² pre oceľ. Bežne sa používa bežný oceľový pás 5 x 30 mm.

Pre súkromný dom bez bleskozvodov postačuje medený drôt s prierezom 16-25 mm².

Viac informácií o uložení uzemňovacieho vodiča nájdete na samostatnej stránke "Montáž uzemnenia".

Služba na výpočet pravdepodobnosti zásahu blesku do objektu

Ak musíte okrem uzemňovacieho zariadenia nainštalovať aj externý systém ochrany pred bleskom, môžete použiť jedinečné chránené bleskozvody. Službu vyvinul tím ZANDZ spolu s Energetickým inštitútom pomenovaným po G.M. Krzhizhanovskom (JSC ENIN)

Tento nástroj umožňuje nielen skontrolovať spoľahlivosť systému ochrany pred bleskom, ale aj vykonať najracionálnejší a najsprávnejší návrh ochrany pred bleskom, ktorý poskytuje:

• nižšie stavebné náklady a inštalačné práce, zníženie nepotrebných zásob a používanie menej vysokých bleskozvodov, ktoré sú lacnejšie na inštaláciu;
• menej bleskov zasiahne systém, čím sa zníži sekundárne Negatívne dôsledky, čo je dôležité najmä pri zariadeniach s mnohými elektronickými zariadeniami (počet úderov blesku klesá so znižovaním výšky bleskozvodov).

• pravdepodobnosť prieniku blesku do objektov systému (spoľahlivosť ochranného systému je definovaná ako 1 mínus hodnota pravdepodobnosti);
• počet úderov blesku do systému za rok;
• počet prienikov blesku, obchádzania ochrany, za rok.

S týmito informáciami môže projektant porovnať požiadavky objednávateľa a regulačnú dokumentáciu so získanou spoľahlivosťou a prijať opatrenia na zmenu návrhu ochrany pred bleskom.

Ak chcete spustiť výpočet, .