Proračun vrijednosti otpora zaštitnog uzemljenja. Kako sami izračunati petlju uzemljenja - upute korak po korak

U tehničkoj literaturi često se govori o uzemljenju i uzemljenju. Doista, pitanje uzemljenja u kućama i stanovima pojavilo se u našoj zemlji relativno nedavno. Još kad su komunističke brigade elektrifikovale zemlju, u seoske kuće sažeo samo fazu i nulu. Nije spomenuta žica za uzemljenje. Prvo, sačuvali su aluminij kao strateški metal za zrakoplove, a drugo, malo je tko mario za probleme zaštite stanovništva od poraza elektro šok, i treće, nisu razmišljali o uzemljenju kao učinkovita mjeraštiteći ljude. Dovoljno je vremena prošlo da komunisti nestanu, a s njima i država u kojoj su vladali, ali spomenici koji su ostali nakon njih i dalje stoje. Spomenici stoje, a kuće se ruše.

U našim kućama uzemljene su samo vodovodne cijevi, kanalizacijski i plinski cjevovodi, kao i podni štitovi. Istodobno, cijevi plinovoda nisu prikladne za uzemljenje zbog eksplozivnog plina koji leti kroz njih. Kanalizacijske cijevi za uzemljenje također se ne mogu koristiti. Iako je kanalizacija u cijelosti od lijevanog željeza, ali spojnice cijevi od lijevanog željeza zapečaćena cementom, koji je loš vodič. Čini se da su vodovodne cijevi dobro tlo, ali imajte na umu da se cijevi ne polažu u zemlju, već u izolacijski sloj u posebne kanale. Najpouzdanije uzemljenje je iz podne razvodne ploče.

U poduzećima je od samog početka sve učinjeno kompetentno i sve što je bilo moguće bilo je utemeljeno. Osim uzemljenja, poduzeća koriste uzemljenje. Mnogi pogrešno vjeruju da je uzemljenje ožičenje u utičnici od neutralne žice do kontakta s uzemljenjem. Koncepti "uzemljenja" i "nuliranja" usko su povezani s konceptom neutralnog.

Neutralno - točka konvergencije tri faze kroz namote u transformatoru, spojene zvijezdom. Ako je ova točka spojena na uzemljivače, formira se mrtva uzemljena nula transformatora, i zajednički sustav naziva uzemljenim. Ako je autobus zavaren do ove točke i povezan sa svim uređajima i uređajima, tada će oprema biti uzemljena.

Ako je neutralni spoj spojen na neutralnu sabirnicu (bez uzemljenja), formira se izolirani neutralni transformator, a cjelokupni sustav naziva se neutralnim. Ako je ova sabirnica povezana sa svim uređajima i uređajima, tada će oprema biti postavljena na nulu.

Ideja je da struja teče kroz uzemljeni ili uzemljeni vodič samo kada postoji fazna neravnoteža, ali to je za transformator i tijekom hitnog rada. Ne možete birati - neutralizirati ili uzemljiti opremu. To je već učinjeno na trafostanici. Obično se koristi čvrsto uzemljena nula.

Ako npr. namot motora perilica za rublje kolabirao i pojavio se otpor između kućišta i namota, tada će na kućištu perilice postojati potencijal, koji se može detektirati indikatorskim odvijačem. Ako stroj nije uzemljen, onda kada dodirnete tijelo, potencijal stroja će postati potencijal vaše ruke, i od tada. kupaonica u kojoj se nalazi stroj posebno je opasna prostorija u smislu strujnog udara i stoga je pod vodljiv, noga će dobiti nulti potencijal i stoga ćete dobiti naponski udar proporcionalan potencijalu ruke. Ako je stroj uzemljen, tada će u teoriji raditi osigurač zaštita. Ako je stroj postavljen na nulu, tada će se potencijal raširiti po cijelom stroju i kada se dodirne, potencijali ruke i noge bit će isti. Samo imajte na umu da se struja širi okolo i kada hodate, noge su pod različitim potencijalima. I, naravno, možete biti pogođeni naponom.

Kriteriji primjene uzemljenja

Zaštitno uzemljenje – namjerno električna veza s uzemljenjem ili njegovim ekvivalentom, metalnim neprovodnim dijelovima električnih instalacija koji mogu biti pod naponom.

Zaštitno uzemljenje koristi se u mrežama s naponom do 1000 V AC - trofazni trožilni s mrtvim uzemljenim neutralom; jednofazni dvožilni, izoliran od zemlje; dvožične mreže istosmjerna struja s izoliranom središnjom točkom namota izvora struje; u mrežama iznad 1000 V AC i DC s bilo kojim neutralnim načinom rada.

Uzemljenje je obvezno u svim električnim instalacijama na napon od 380 V i više AC, 440 V i više DC, te u prostorijama s povećanom opasnošću, posebno opasnim i vanjskim instalacijama na napon od 42 V i više AC, 110 V i više DC; na bilo kojem naponu u opasnim područjima.

Ovisno o položaju vodiča za uzemljenje u odnosu na opremu za uzemljenje, postoje dvije vrste uređaja za uzemljenje - daljinski i petljasti.

S uređajem za daljinsko uzemljenje, sklopka za uzemljenje postavlja se izvan mjesta na kojem se nalazi uzemljena oprema.

S uređajem za uzemljenje petlje, elektrode za uzemljenje postavljaju se duž konture (perimetra) mjesta na kojem se nalazi uzemljena oprema, kao i unutar ovog mjesta.

U otvorenim električnim instalacijama kućišta su spojena žicama izravno na uzemljenje. U zgradama je postavljen vod za uzemljenje na koji su spojene žice za uzemljenje. Uzemljivač je spojen na uzemljivač najmanje na dva mjesta.

Kao uzemljivači, prije svega, trebaju se koristiti prirodni uzemljivači u obliku metalnih komunikacija položenih pod zemljom (osim cjevovoda za zapaljive i eksplozivne tvari, cijevi za grijanje), metalne konstrukcije zgrade povezane sa zemljom, olovni omotači kablova, zaštitne cijevi arteških bunara, bunara, jama itd.

Kao prirodne uzemljivače trafostanica i rasklopnih postrojenja preporuča se koristiti uzemljivače izlaznih stupova. nadzemni vodovi vodovi spojeni na uzemljivač trafostanica ili rasklopnih uređaja pomoću gromobranskih vodova.

Ako otpor prirodnih uzemljivača Rz zadovoljava tražene standarde, tada nije potrebna ugradnja umjetnih uzemljivača. Ali to se može samo izmjeriti. Nemoguće je izračunati otpor prirodnih uzemljivača.

Kada nema prirodnih uzemljivača ili njihova uporaba ne daje željene rezultate, koriste se umjetne uzemljivače - šipke od čeličnog kutnika dimenzija 50X50, 60X60, 75X75 mm s debljinom stjenke najmanje 4 mm, 2,5 - 3 m. dugo; čelične cijevi promjer 50-60 mm, duljina 2,5 - 3 m s debljinom stijenke od najmanje 3,5 mm; čelična šipka promjera najmanje 10 mm, duljine do 10 m ili više.

Uzemljivači se ubijaju u nizu ili po konturi do te dubine da od gornjeg kraja uzemljivača do površine zemlje ostane 0,5-0,8 m. Razmak između vertikalnih uzemljivača treba biti najmanje 2,5-3 m.

Za međusobno spajanje vertikalnih uzemljivača koriste se čelične trake debljine najmanje 4 mm i presjeka najmanje 48 mm2 ili čelična žica promjera najmanje 6 mm. Trake (horizontalni uzemljivači) spajaju se zavarivanjem s vertikalnim uzemljivačima. Mjesto zavarivanja premazano je bitumenom za izolaciju od vlage.

Vodovi za uzemljenje unutar zgrada s električnim instalacijama napona do 1000 V izvode se od čelične trake presjeka najmanje 100 mm2 ili okruglog čelika iste vodljivosti. Odvojci od glavnih do električnih instalacija izvode se čeličnom trakom presjeka najmanje 24 mm2 ili okruglim čelikom promjera najmanje 5 mm.

Normalizirani otpori uređaja za uzemljenje dati su u tablici 1.

Stol 1. Dopušteni otpor uređaja za uzemljenje u električnim instalacijama do i iznad 1000 V

Najveće dopuštene vrijednosti R s, Ohm	Karakteristike električnih instalacija
	< 500А
R s \u003d 250 / I s< 10	Za električne instalacije napona iznad 1000V i nazivne struje zemljospoja I z< 500А
R c = 125 / I c< 10	Pod uvjetom da je uzemljivač zajednički za električne instalacije napona do i iznad 1000 V i nazivne struje zemljospoja I z< 500
	U električnim instalacijama napona 660/380 V
	U električnim instalacijama napona 380/220 V
	U električnim instalacijama napona 220/127 V

Procijenjene struje zemljospoja uzimaju se prema podacima elektroenergetskog sustava ili proračunski. U principu, kada se gradi vikendica, struja zemljospoja nije potrebna. Ovo je problem uzemljenja trafostanice.

Proračun uzemljenja metodom faktora iskorištenja provodi se na sljedeći način.

1. U skladu s PUE, instaliran je potreban otpor uzemljenje Rz prema tablici 1.

2. Odredite mjerenjem, proračunom ili na temelju podataka o radu sličnih uzemljivača mogući otpor širenja prirodnih uzemljivača Re.

3. Ako je Re Rz, tada je potreban uređaj za umjetno uzemljenje.

4. Odrediti otpornost tlo ρ iz tablice 2. Prilikom proračuna ove vrijednosti treba pomnožiti s faktorom sezonskosti, ovisno o klimatskim zonama i vrsti uzemljivača (tablica 3).

Tablica 2. Približne vrijednosti otpora tla i vode p, Ohm m

Naziv tla	Otpornost, Ohm m


Ilovača

Zemljište za vrt
Glina (sloj 7-10 m) ili šljunak
Lapor, vapnenac, krupni pijesak s gromadama
Stijene, gromade
černozem

Riječna voda (u ravnicama)
Morska voda

Približna raspodjela zemalja ZND-a po klimatskim zonama:

1 zona: regije Arkhangelsk, Kirov, Omsk, Irkutsk, Komi, Ural;

Zona 2: Lenjingradska i Vologodska regija, središnji dio Rusije, središnje regije Kazahstana, južni dio Karelije.

3 zona: Latvija, Estonija, Litva, Bjelorusija, južne regije Kazahstana; Pskovska, Novgorodska, Smolenska, Brjanska, Kurska i Rostovska regija.

Zona 4: Azerbajdžan, Gruzija, Armenija, Uzbekistan, Tadžikistan, Kirgistan, Turkmenistan (osim planinskih regija), Stavropoljski kraj, Moldavija.

Tablica 3 Znakovi klimatskih zona i vrijednosti koeficijenta K s

Podaci koji karakteriziraju klimatske zone i vrstu uzemljenih elektroda	Klimatske zone CIS-a

Klimatske karakteristike zona:
prosječno dugoročno najniža temperatura(siječanj), °C	od -20 do -15	-14 do -10
prosječno dugoročno najviša temperatura(srpanj), °C	od +16 do +18	od +18 do +22	od +22 do +24	od +24 do +26
prosječna godišnja količina oborina, mm
trajanje smrzavanja vode, dani
Vrijednost koeficijenta Kc pri korištenju štapnih elektroda duljine 2 - 3 m i dubine njihovih vrhova od 0,5 - 0,8 m
Vrijednost koeficijenta K "s kada se koriste produžene elektrode i dubina njihovih vrhova je 0,8 m
Vrijednost koeficijenta Kc s duljinom od 5 m i dubinom vrha od 0,7-0,8 m

5. Odredite otpor, Ohm, širenju jedne vertikalne uzemljivače - šipke kružnog presjeka (cijevaste ili kutne) u tlu:

Tablica 4 Koeficijenti korištenja M u okomitim elektrodama iz cijevi, kutova ili šipki postavljenih u nizu bez uzimanja u obzir utjecaja komunikacijskog pojasa

Omjer udaljenosti između elektroda i njihove duljine: a / l	Broj elektroda M in

Tablica 5 Koeficijenti iskorištenja Mv vertikalnih elektroda iz cijevi, kutova ili šipki postavljenih duž konture bez uzimanja u obzir utjecaja komunikacijskog pojasa

Omjer udaljenosti između elektroda na njihovu duljinu a/l	Broj elektroda M in

6. Kod izrade jednostavnih uzemljivača u obliku kratkog niza okomitih šipki, ovdje se može završiti proračun i ne može se odrediti vodljivost spojne trake, jer je njezina duljina relativno mala (u ovom slučaju, stvarni otpor uzemljivač će biti nešto precijenjen). Kao rezultat toga, opća formula za izračunavanje otpora okomitih elektroda uzemljenja izgleda ovako

p - Približne vrijednosti otpornosti tla i vode, Ohm m, tablica 2

KS - Oznake klimatskih zona i vrijednosti koeficijenata, tabela 3.

L je duljina vertikalne uzemljene elektrode, m

d je promjer vertikalne uzemljene elektrode, m

t’ je duljina od površine zemlje do sredine vertikalne elektrode uzemljenja, m

Mv je faktor iskorištenja vertikalnih uzemljivača, ovisno o broju uzemljivača i međusobnom razmaku (tablica 4, 5). Preliminarni broj okomitih elektroda za uzemljenje za određivanje Mv može se uzeti jednak Mv = rv / Rz

a je udaljenost između vertikalnih uzemljivača (obično se omjer udaljenosti između vertikalnih uzemljivača i njihove duljine uzima kao a/l=1;2;3)

dok je l>d, t0>0,5 m;

za kut sa širinom police b dobiti d=0,95b.

Za horizontalno uzemljenje proračun se provodi istom metodom faktora iskorištenja

1. Odredite otpor, Ohm, širenju vodoravne elektrode za uzemljenje. Za okruglu šipku:

Tablica 6 Koeficijenti iskoristivosti M g vodoravne trakaste elektrode (cijevi, kutnici, trake itd.) pri postavljanju okomitih elektroda u nizu.

	M g kod broja elektroda u nizu

Tablica 7 Faktor iskorištenja M g vodoravne trakaste elektrode (cijevi, kutovi, trake itd.) pri postavljanju okomitih elektroda duž konture.

Omjer udaljenosti između elektroda i duljine a/l	M g s brojem elektroda u petlji uzemljenja
Omjer udaljenosti između elektroda i duljine a/l

p - približne vrijednosti otpornosti tla i vode, Ohm m, tablica 2

CS - oznake klimatskih zona i vrijednosti koeficijenata, tablica 3.

L je duljina horizontalne elektrode uzemljenja, m

d je promjer vodoravne elektrode uzemljenja, m

t’ je duljina od površine zemlje do sredine horizontalne elektrode uzemljenja, m

MV-koeficijent korištenja vodoravnih uzemljivača, ovisno o broju uzemljivača i udaljenosti između njih (tablice 6, 7).

a je udaljenost između vodoravnih uzemljivača (obično se omjer udaljenosti između vodoravnih uzemljivača i njihove duljine uzima kao a/l=1;2;3)

Rz - Dopušteni otpor uzemljivača u električnim instalacijama do i iznad 1000 V, tablica 1

Ovdje l>d, l>>4t'. Za traku širine b dobiva se d=0,5b.

Primjer 1

Izračunajte uređaj za uzemljenje tvorničke trafostanice 35/10 kV, koja se nalazi u drugoj klimatskoj zoni. Mreže 35 i 10 kV rade s neuzemljenom nultom. Na strani 35 kV Iz=8A, na strani 10 kV Iz=19A. Trafostanica za vlastite potrebe napaja se transformatorom 10/0,4 kV s uzemljenom nultom na strani 0,4 kV, nema prirodnih uzemljivača. Otpornost tla pri normalnoj vlažnosti p=62 Ohm*m. Električna oprema trafostanice zauzima površinu od 18*8 m2.

Riješenje

Procijenimo broj okomitih elektroda 10 kom. prema tablici 5, Mv=0,58.

Ako je Nv<10, все хорошо и можно принимать Nв=9 электродов.

Ako je Nv>10, potrebno je povećati Mv, što će odgovarajuće povećati približan broj elektroda.

Procijenimo broj horizontalnih elektroda 50 kom. prema tablici 6, Mg=0,2.

Ako je Ng<50, все хорошо и можно принимать Nг=49 электродов.

Ako je Ng>50, tada je potrebno povećati Mv, što će odgovarajuće povećati približan broj elektroda.

Primjer 2

Izračunajte uređaj za uzemljenje vikendice u Bjelorusiji. Kućica je uključena glinasto tlo, stoga je otpor tla p=40 Ohm*m. Za uzemljenje se koriste armature promjera 12 mm i duljine 2 metra.

Riješenje

Prema tablici 1 - Rz \u003d 4

Prema tablici 2 - p \u003d 40 Ohm * m

Prema tablici 3 - Kc \u003d 1,6

Elektrode će biti postavljene u nizu, stoga, prema tablici 4, procijenimo broj okomitih elektroda, na primjer, 10 kom. Mv=0,62
Dubina zabijanja svih elektroda od zemlje je 0,7 metara, plus polovica duljine elektrode od dva metra, dakle t'=1,7 metara.

Odredite broj okomitih elektroda

Ako je Nv>10, tada je potrebno povećati Mv, što će odgovarajuće povećati približan broj elektroda.

Prema tablici 4 procjenjujemo broj okomitih elektroda, ukupno 15 kom. Mv=0,56

Ako je Nv<15, все хорошо и можно принимать Nв=14 электродов.

Idemo na drugu stranu i zavarimo okvir od klinova, zakopavajući ga 0,8 metara ispod zemlje. Tako se dobivaju vodoravne elektrode za uzemljenje.

Prema tablici 1 - Rz \u003d 4

Prema tablici 2 - p \u003d 40 Ohm * m

Prema tablici 3 - Kc \u003d 1,6

Dubina začepljenja svih elektroda od površine zemlje je 0,7 metara, plus pola duljine elektrode od dva metra i prema tome t’ = 1,7 metara

Procijenimo broj horizontalnih elektroda, na primjer 30 kom. prema tablici 6, Mg=0,24

Ako je Ng>30, tada morate povećati Mg, što će u skladu s tim povećati približan broj elektroda.

Prema tablici 6, procijenimo broj horizontalnih elektroda, na primjer, 50 kom. Mg = 0,21

Ako je Ng<10, все хорошо и можно принимать Nг=37 электродов.

Uzemljenje uzima u obzir svojstvo Zemlje da provodi električnu struju. Elektrode za uzemljenje obično su izrađene od čelika. Čelik na kraju hrđa i ruši se, a uzemljenje nestaje. Ovaj proces je nepovratan, ali se mogu koristiti čelične šipke obložene cinkom. Cink je također metal, ali ne hrđa dobro sve dok postoji sloj cinka. Kada se tijekom vremena cink ispere ili istroši mehaničkim sredstvima, na primjer, prilikom zabijanja elektroda u tvrdo tlo, kamenje se može oljuštiti s premaza, tada će se stopa korozije udvostručiti. Ponekad se koriste posebne elektrode obložene bakrom.

Šipke za uzemljenje mogu se uzeti od onih koje su korištene kao armatura za beton temelja. Ne mogu se bojati ili premazati smolastim spojevima - smola će djelovati kao izolator i uopće neće biti uzemljenja. Što su šipke duže, manje će biti potrebne za uzemljenje, ali ih je teže zabiti u tlo. Stoga prvo morate iskopati rov dubok 1 metar. Zabodite komad armature, prethodno naoštren, u rov tako da viri iz dna rova ne više od 20 centimetara. Zatim, nakon 2 metra, sljedeća armatura je začepljena i tako dalje prema izračunu. Zatim se armatura postavlja na dno rova i zavaruje se na sve začepljene igle. Mjesto zavarivanja mora biti premazano bitumenom za izolaciju od vlage. To je učinjeno jer će armatura debljine 12 mm dugo trunuti u zemlji, ali područje zavarivanja je relativno malo, ali najvažnije.

Nakon što začepite sve elektrode, možete provesti eksperiment. Izvlačimo produžni kabel iz kuće. Izvor napona mora dolaziti iz stupa trafostanice. Nemoguće je koristiti autonomni izvor kao što je generator za ispitivanje - neće biti zatvorenog kruga. Na produžnom kabelu nalazimo fazu i spajamo jednu žicu od žarulje, a drugom žicom dodirujemo zavarene elektrode. Ako je svjetlo uključeno, tada mjerimo napon između fazne žice i uzemljenih elektroda, napon bi trebao biti 220 V, ali svjetlo bi trebalo biti dovoljno svijetlo. Također možete mjeriti struju kroz žarulju od 100 W. Ako je struja oko 0,45 A, sve je u redu, ali ako je struja puno manja, trebali biste dodati šipke za uzemljenje.

Potrebno je postići normalan sjaj žarulje i struju u granicama normale. Nakon toga, mjesta zavarivanja se preliju bitumenom i komad armature se ukloni iz rova, pričvršćujući ga za kuću. Nakon toga se jarak može napuniti. Uklonjeni komad armature potrebno je zavariti na električnu razvodnu ploču u vikendici. Od oklopa već odvojite sve točke bakrenim kabelima.

Uzemljenje je jedna od glavnih sigurnosnih mjera pri korištenju električnih uređaja. U slučaju istrošenosti unutarnje izolacije, vanjsko kućište opreme može biti pod naponom, čije dodirivanje može izazvati strujni udar. Da bi se spriječili takvi incidenti, organizirana je ugradnja uzemljenja. A kako bi zaštitna struktura bila što učinkovitija, potrebno je izvršiti proračun uzemljenja, koji se može razlikovati ovisno o mnogim početnim čimbenicima.

Vrste uzemljivača

Za organizaciju uzemljenja koriste se vodiči od metalnih konstrukcija različitih oblika (grede, cijevi, kutovi i tako dalje). Ovi osnovni elementi mogu se koristiti u jednom od tri glavna sustava:

Uz korištenje jedne elektrode dubokog uzemljenja;
Ugradnja složenog modularnog dizajna;
Organizacija elektrolitičkog uzemljenja.

Bez obzira na odabranu vrstu strukture, njezin otpor mora biti unutar određenih granica. Za trofaznu mrežu na 380 volti, otpor uzemljenja ne smije biti veći od 4 ohma. Češći jednofazna mreža na 220 volti neće trebati više od 8 ohma. Također, preliminarni izračuni omogućuju vam da unaprijed odredite količinu potrebnih materijala, što omogućuje značajnu uštedu.

Formula za izračunavanje jedne elektrode za uzemljenje

Postoji niz čimbenika koji utječu na konačni rezultat proračuna konstrukcije uzemljenja, a to su:

Korišteni materijali (vrsta metala je odlučujuća, ali pokazatelji elektrolita također mogu biti važni);
Oblik elemenata elektrode (malo utječe);
Udaljenost između elemenata elektroda;
Dubina do koje je montirani krug uronjen.

Treba napomenuti da kako bi se dobio sustav s otporom od 4-8 ohma, korišteni metalni elementi moraju imati određene minimalne parametre:

Ravna greda - širina 12 mm, visina 4 mm;
Kut - 4 mm visok
Stub - promjer ne manji od 10 mm;
Cijev - debljina ne manje od 3,5 mm.

Kalkulacija zaštitno uzemljenje može se provesti pomoću specijaliziranog softvera ili online kalkulatora. Ali za njihovu ispravnu upotrebu potrebno je znati opću formulu po kojoj se provode izračuni i vrijednost svih varijabli. Tradicionalno se u razmatranoj formuli koristi sljedeća oznaka:

R - izračunato uzemljenje (Ohm);
L - duljina uzemljivača-uzemljivača (m);
d - promjer elementa (m);
T - dubina: udaljenost između sredine svakog uzemljivača i površine tla (m);
ρ - otpor tla (Ohm×m). Vidi tablicu.
π - Pi broj (3.14)

Izračun ove vrste petlje uzemljenja vrši se prema sljedećoj formuli:

Nije teško izmjeriti sve navedene vrijednosti, osim možda parametra ρ. Ovaj postupak možete sami izvesti pomoću ohmmetra, ali morate razumjeti da se dobiveni podaci mogu značajno promijeniti s promjenama temperature, vlažnosti i drugih parametara okoliša. Stoga će biti mnogo prikladnije koristiti prosječne tablične podatke:

Formula za izračun sustava uzemljenja

Kako bi se postigla optimalna vrijednost otpora strukture koja se stvara, pojedinačne uzemljivače se mogu poredati u nizu ili od njih oblikovati zatvorenu petlju (krug, pravokutnik ili neki drugi oblik). Za izračun takvog uzemljenja, gornja formula će uključivati dodatne parametre:

R1 - željeni otpor (Ohm);
R je otpor izračunat prema osnovnoj formuli (Ohm);
N - broj elemenata u sustavu uzemljivača;
Ki - faktor iskorištenja.

Potrebno je detaljnije reći o posljednjem parametru. Oko svake elektrode koja služi za uzemljenje električne struje možete zamisliti zamišljenu zonu u kojoj njezina učinkovitost doseže 90%. Formira se od svih točaka udaljenih od površine elektrode na udaljenosti jednakoj njezinoj duljini. Pri proračunu uzemljenja potrebno je izbjegavati prelazak ovih zona, što omogućuje postizanje maksimalne učinkovitosti sustava koji se formira.

Za izračune je najprikladnije koristiti tablične vrijednosti dobivene kao rezultat praktične primjene formule.

Sama formula izgleda ovako:

Dakle, ako unaprijed izračunate varijablu i uzmete je kao konstantu, tada pomoću ove formule možete izračunati optimalni skup elektroda potrebnih za stvaranje strukture uzemljenja:

U ovom slučaju treba imati na umu da će najvjerojatnije dobivena vrijednost biti frakcijska, pa će je morati zaokružiti.

Formula za izračun elektrolitskog uzemljenja

U pojednostavljenom modelu, elektrolitski sustav uzemljenja može se opisati kao metalna cijev ispunjena elektrolitom. Ova tvar povećava otpornost cijele strukture i, što je još važnije, pomaže u održavanju njezinih parametara tijekom vremena. To se postiže činjenicom da s vremenom elektrolit prodire u tlo i nakuplja se u njemu.

Osim gore opisanih parametara, formula za izračun elektrolitskog uzemljenja koristi parametar C, koji opisuje koncentraciju elektrolita u tlu. Njegove dopuštene vrijednosti mogu varirati između 0,5 i 0,05. Što je sustav koji se razmatra duže u zemlji, vrijednost ovog parametra postaje niža: ako je na početku instalacije bila jednaka 0,5, tada će nakon šest mjeseci biti samo 0,125 (ali njegov daljnji pad će se zaustaviti) .

U ovom slučaju, tražena formula bi bila:

Ako u montiranom sustavu postoji nekoliko elektroda elektrolitičkog tipa, tada se njegov otpor može izračunati pomoću formule iz prethodnog odjeljka. Jedina razlika je u tome što će faktor iskorištenja ovdje biti nešto drugačiji:

U ovom smo članku ispitali glavne vrste električnog uzemljenja i sve potrebne formule za njihov izračun. Očito, svi izračuni temelje se na izračunu jedne petlje uzemljenja, dok se dvije glavne vrste dobivaju njegovim proširenjem i pročišćavanjem. Vrijedno je još jednom istaknuti da jednu od ključnih uloga u organiziranju učinkovitog uzemljenja igra udaljenost između elektroda, koja ne smije biti manja od njihove pojedinačne duljine. Svi gore navedeni izračuni mogu se znatno pojednostaviti korištenjem specijaliziranog softvera ili online alata. Imajući minimalno znanje o tome koji su parametri uključeni u izračun uzemljenja, ovi će uslužni programi značajno smanjiti vrijeme rada, a istovremeno će pružiti prilično visoku točnost.

Povezani Videi

Nazivni otpor širenju struje u zemlju (dopušteno za određeno tlo) Nazivni otpor
Nazivna otpornost na širenje struje uređaja za uzemljenje u skladu s Pravilima električne instalacije (PUE). Dimenzija - Ohm.
U skladu s PUE utvrđuje se dopušteni otpor uređaja za uzemljenje Rn. Ako je uzemljivač zajednički za instalacije za različite napone, tada se kao proračunski otpor uzemljivača uzima najmanji od dopuštenih.
Otpor uređaja za uzemljenje na koji su spojeni neutralni vodovi generatora ili transformatora ili vodovi izvora jednofazne struje, u bilo koje doba godine ne smije biti veći od 2, 4 odnosno 8 ohma, na liniji napone 660, 380 i 220 V izvora trofazne struje ili 380, 220 i 127 V izvora jednofazne struje. Taj se otpor mora osigurati uzimajući u obzir korištenje prirodnih uzemljivača, kao i uzemljivača za ponovljeno uzemljenje PEN ili PE vodiča nadzemnog voda s naponom do 1 kV s brojem izlaznih vodova od najmanje dva. Otpor elektrode za uzemljenje smještene u neposrednoj blizini neutralne točke generatora ili transformatora ili izlaza izvora jednofazne struje ne smije biti veći od 15, 30 i 60 Ohma, redom, pri mrežnim naponima od 660, 380 i 220 V izvora trofazne struje ili 380, 220 i 127 V struje izvora jednofazne struje.
Pri linijskim naponima od 660, 380 i 220 V izvora trofazne struje ili 380, 220 i 127 V izvora jednofazne struje u slučaju da je otpor zemlje str> 100 Ohm * m dopušteno je povećati navedene norme za 0,01 str puta, ali ne više od deset puta.
Uzemljivači električnih instalacija napona do 1 kV u mrežama s izoliranom nultom, koji se koriste za zaštitno uzemljenje otvorenih vodljivih dijelova u IT sustavu, moraju ispunjavati uvjet:

gdje je R otpor uređaja za uzemljenje, Ohm;
Upr - napon dodira, čija se vrijednost pretpostavlja da je 50 V (vidi također 1.7.53 PUE);
I - ukupna struja zemljospoja, A.
U pravilu nije potrebno prihvatiti vrijednost otpora uređaja za uzemljenje manju od 4 ohma. Dopušten je otpor uzemljivača do 10 Ohma ako je ispunjen gornji uvjet, a snaga generatora, odnosno transformatora ne prelazi 100 kVA, uključujući ukupnu snagu generatora, odnosno transformatora koji rade paralelno.

U električnim instalacijama s naponom iznad 1 kV mreže s izoliranom neutralnom nulom, otpor uređaja za uzemljenje tijekom prolaska nazivne struje zemljospoja u bilo koje doba godine, uzimajući u obzir otpor prirodnih uzemljivača, treba biti

ali ne više od 10 Ohma, gdje je I nazivna struja zemljospoja, A.
Sljedeće se uzima kao nazivna struja:
1) u mrežama bez kompenzacije kapacitivnih struja - struja zemljospoja;
2) u mrežama s kompenzacijom kapacitivnih struja:
za uređaje za uzemljenje na koje su spojeni kompenzacijski uređaji - struja jednaka 125% nazivna struja najsnažniji od ovih uređaja; za uređaje za uzemljenje na koje kompenzacijski uređaji nisu spojeni, struja zemljospoja koja prolazi ovom mrežom kada je najjači od kompenzacijskih uređaja isključen.
Procijenjena struja zemljospoja mora se odrediti za mrežne sheme moguće u radu, u kojima ta struja postoji najveća vrijednost.")" onmouseout="hide_info(this)" src="/pics/help.gif">

U moderni svijet, ne možemo zamisliti svoj život bez upotrebe električne energije. Ona je posvuda oko nas i upravo je ona omogućila čovječanstvu da prijeđe na potpuno novu razinu razvoja. Nemoguće je precijeniti njegovu važnost, međutim, uza sve njegove pozitivne osobine, iza bezazlenosti i jednostavnosti krije se golema energija koja predstavlja smrtnu opasnost.

Kako bi se osigurale prostorije u kojima se stalno nalaze ljudi, stvoren je poseban uređaj - uzemljivač. Ovo je skup vodiča koji su dizajnirani za odvod električna energija s uređaja na zemlju, čime se isključuje ljudski strujni udar. Sastoji se od uzemljivača (horizontalne i okomite šipke) i uzemljivača.

Naša usluga nudi vam izračun uzemljenja pomoću prikladnog online kalkulatora. Na temelju vrste tla, klimatske zone i vrste uzemljivača, program će dati rezultat otpora pojedinačnih šipki, kao i ukupni otpor širenja. Radimo samo na najnovijim ažurnim podacima, kao izvore koristili smo:

pravila za postavljanje električnih instalacija;
norme za izgradnju mreža za uzemljenje;
uređaji za uzemljenje električnih instalacija - R. N. Karyakin;
priručnik o projektiranju električnih mreža i električne opreme - Yu. G. Barybina;
vodič za napajanje industrijska poduzeća- Fedorov A. A. i Serbinovski G. V.

Kalkulator tla

Kako bismo pojednostavili izračune, predlažemo da koristite jednostavan i točan kalkulator za izračun uzemljenja.

Naš online kalkulator uzemljenja uzima u obzir sve faktore korekcije i radi na temelju gornjih formula. Kako biste izvršili pouzdan izračun, morate ispravno ispuniti polja programa.

Temeljni premaz. Odredite gornji i donji sloj tla, kao i dubinu.
klimatski koeficijent. Prilagodba u izračunima na temelju klimatske zone:

Zona I — od -20 do -15°S (siječanj); od +16 do +18°S (srpanj);
II zona — od -14 do -10°S (siječanj); od +18 do +22°S (srpanj);
III zona — od -10 do 0°S (siječanj); od +22 do +24°S (srpanj);
IV zona — od 0 do +5°S (siječanj); od +24 do +26°S (srpanj);

Vertikalno uzemljenje. Broj vertikalnih elektroda za uzemljenje (pretpostavljamo bilo koji broj, zadano je 5), njihovu duljinu i promjer.
Horizontalno uzemljenje. Dubina vodoravne trake, širina police i duljina šipke (uzeti u omjeru 1: 3, 1: 2 ili 1: 1 prema duljini okomitog uzemljenja - što više to bolje).

specifično električni otpor tlo;
otpor jedne vertikalne elektrode za uzemljenje;
duljina vodoravne elektrode za uzemljenje;
otpor vodoravne uzemljene elektrode;
ukupni otpor širenju električne struje.

Posljednji parametar je definiranje. Pazi na regulatorni otpor(2 ohma - za 380 volti; 4 ohma - za 220 volti; 8 ohma - za 127 volti) električne mreže uvijek je bilo više od procijenjenog.

Primjer izračuna uzemljenja na kalkulatoru

Pretpostavimo da se naša kuća nalazi na černozemnim tlima s debljinom sloja od 0,5 m. Živimo na jugu Rusije u četvrtoj klimatskoj zoni. Pretpostavlja se da će se 5 vertikalnih elektroda promjera 0,025 m i duljine 2 m koristiti kao elektrode za uzemljenje, vodoravne šipke na dubini od 0,5 m - 2 m duljine sa širinom police od 0,05 m.

Zatim, prenoseći sve vrijednosti u kalkulator za izračun uzemljenja, dobivamo ukupni otpor širenja jednak 4,134 Ohma.

Ako u našoj privatnoj kući postoji jednofazna mreža s naponom od 220 W, tada je ova vrijednost neprihvatljiva, jer ovo uzemljenje neće biti dovoljno.

Dodajmo još jednu okomitu elektrodu i dobijemo vrijednost od 3,568 ohma. Ova nam je vrijednost sasvim prikladna, što znači da takvo uzemljenje zajamčeno štiti vašu zgradu i njezine stanovnike.

Ako dobijete vrijednost blizu kritične, onda je bolje povećati broj ili veličinu elektroda. Zapamtite da je izračun petlje uzemljenja izuzetno važan za sigurnost!

Kako ručno izračunati uzemljenje u privatnoj kući

Kao što ste već shvatili, glavni parametar koji treba izračunati je ukupni otpor širenja, tj. potrebno je odabrati takvu konfiguraciju elektroda da otpor uzemljivača ne prelazi normativni. Prema odredbama pravila za električne instalacije (PEU), potrebno je pridržavati se određenih maksimuma za struje:

2 ohma - za 380 volti;
4 ohma - za 220 volti;
8 ohma - za 127 volti.

Ispravan izračun počinje prebrojavanjem optimalna veličina i broj šipki. Da biste to učinili ručno, najlakše je koristiti pojednostavljene formule u nastavku.

R o - otpor šipke, Ohm;
L je duljina elektrode, m;
d je promjer elektrode, m;
T je udaljenost od sredine elektrode do površine, m;
str eq - otpor tla, Ohm;
ln je prirodni logaritam;
pi je konstanta (3.14).

R n - standardizirani otpor uređaja za uzemljenje (2, 4 ili 8 ohma).
ψ - korekcijski klimatski koeficijent otpora tla (1,3, 1,45, 1,7, 1,9, ovisno o zoni).

Također je vrlo važno da pri odabiru dubine i duljine šipki za uzemljenje donji kraj prolazi ispod razine smrzavanja, jer kada negativne temperature otpor tla se naglo povećava i javljaju se određene poteškoće.

Nastavljamo razmatrati najbolji softver za električare, au ovom bih se članku želio usredotočiti na pregled programa za izračun uzemljenja. Prije nastavka do trafostanice ili kod nje, prvi korak je izračunati otpor zaštitnog uzemljenja, kao i broj elektroda i duljinu vodoravne elektrode uzemljenja. Osim toga, bit će korisni izračunati podaci o poprečnom presjeku GZSH, glavnom PE vodiču, pa čak i proračunu napona koraka. Sve se to može učiniti pomoću posebni programi o kojoj ćemo sada govoriti.

"Električar"

Prvi softverski proizvod koji bih želio razmotriti zove se "Electric". Već smo pričali o njemu kada smo smatrali najboljim. Dakle, "Električar" se lako može nositi s izračunima parametara petlje za uzemljenje. Prednost ovog proizvoda je što je prilično jednostavan za korištenje, rusificiran, a osim toga postoji mogućnost besplatnog preuzimanja. Sučelje programa možete vidjeti na snimkama zaslona ispod:

Sve što trebate je postaviti početne podatke, a zatim kliknuti gumb "Izračun konture". Kao rezultat toga, dobit ćete ne samo detaljnu metodologiju izračuna s korištenim formulama, već i crtež koji će prikazati gotovu petlju uzemljenja. Što se tiče točnosti izračuna, ovdje preporučujemo korištenje samo najnovijih verzija programa, jer. u zastarjelim verzijama postoji mnogo nedostataka koji su s vremenom otklonjeni. Ako trebate izračunati petlju uzemljenja za privatnu kuću ili ozbiljnije građevine, na primjer, kotlovnicu ili trafostanicu, preporučujemo korištenje ovog proizvoda.

Proračun uzemljenja u programu Električar prikazan je u videu:

"Proračun uređaja za uzemljenje"

Naziv drugog programa govori sam za sebe. Zahvaljujući njemu, moguće je izračunati ne samo petlju uzemljenja, već i zaštitu od groma, što je također izuzetno potrebno. Sučelje programa je prilično jednostavno, u stvari, kao u analognom gore razmotrenom. Obrazac za popunjavanje početnih podataka izgleda ovako:

Ako upravo sada trebate izvršiti najjednostavniji izračun petlje uzemljenja, možete upotrijebiti naš. Točnost izračuna je, naravno, inferiorna u odnosu na softverske proizvode navedene u članku, ali ipak ćete dobiti približne vrijednosti na koje biste se trebali usredotočiti.

"Uzemljenje"

Još jedan softverski proizvod čije ime govori samo za sebe. Kao i u prethodna dva programa, i ovaj se može bez problema srediti, jer. Sučelje je jednostavno i predstavljeno na ruskom jeziku. Najnovija verzija program (v3.2) omogućuje ne samo izračunavanje skladišnog kapaciteta, već i procjenu mogućnosti korištenja armiranobetonskih temelja industrijske zgrade kao zaštitni krug. Osim toga, program vam može pomoći u odabiru presjeka GZSH, PE vodiča, kao i vodiča sustava za izjednačavanje potencijala. Još jedna korisna funkcija proizvoda je izračun napona dodira i . Već ste upoznali sučelje malo više, izgleda ovako:

Činjenica je da su tvorci ovog programa ujedno i tvorci Electrica, tako da možete preuzeti jedan od ponuđenih proizvoda u asortimanu.

"Električna oluja"

Teži program za korištenje koji zahtijeva vještine modeliranja je ElectricCS Storm. Nije preporučljivo koristiti ga za izračunavanje petlje uzemljenja kuće, jer. vjerojatno ćete se zbuniti i sve izračunati s greškama. Preporučujemo rad s ovim softverom stručnjacima u području energetike ili studentima sveučilišta s preklapajućim specijalnostima.

Prednost ovog programskog proizvoda je što je moguće projektirati uzemljivač (GD) i time prikazati 3D model gotovih zaštitnih krugova. osim funkcionalnost programi vam omogućuju izračunavanje elektromagnetskog okruženja i uzemljenja trafostanica.

Svi crteži mogu se spremiti u dwg formatu, tako da se mogu otvoriti u AutoCAD-u.

Pa, ovo završava naš popis. najbolji programi za proračun uzemljenja, energetski programski paket pod nazivom "Shark", zahvaljujući kojem možete izračunati: