Zemējuma cilpa ir būtiska, lai pasargātu cilvēkus no elektriskās strāvas trieciena. Zibensaizsardzībai tiek izveidota sava zemējuma ierīce, kas nav saistīta ar aizsargājošo zemējuma cilpu. To pareizai konstrukcijai ir nepieciešams aprēķins.
Zemējuma ierīcei (GD) ir parametrs, ko sauc par izkliedes pretestību vai vienkārši pretestību. Tas parāda, cik labs ir strāvas vadītājs. Elektroinstalācijām ar līnijas spriegumu 380 V lādētāja izkliedes pretestība nedrīkst būt lielāka par 30 omi, transformatoru apakšstacijās - 4 omi. Medicīniskā aprīkojuma un videonovērošanas aprīkojuma zemes cilpām, serveru telpām likme tiek noteikta individuāli un svārstās no 0,5 līdz 1 Ohm.
Zemējuma ierīces aprēķināšanas uzdevums ir noteikt vertikālo un horizontālo zemējuma elektrodu skaitu un atrašanās vietu, kas ir pietiekama, lai iegūtu nepieciešamo pretestību.
Augsnes pretestības noteikšana
GD aprēķinu rezultātus būtiski ietekmē augsnes raksturojums tās būves vietā, ko sauc par pretestību (⍴). Katram augsnes veidam tabulā ir norādīta aprēķinātā vērtība.
Augsnes izturību ietekmē mitrums un temperatūra. Ziemā ar maksimālo sasalšanu un vasarā sausuma laikā pretestība sasniedz maksimālās vērtības. Lai ņemtu vērā laika apstākļu ietekmi, klimatiskās zonas korekcijas tiek ieviestas vērtībā ⍴.
Ja iespējams, pretestību mēra pirms aprēķiniem.
Zemējuma elektrodu veidi un to pretestības aprēķins
Zemējuma slēdži ir dabiski un mākslīgi, un abi tiek izmantoti, lai izveidotu zemējuma ierīci. Aprēķināt ietekmi dabiskais zemējums(dzelzsbetona pamati, pāļi) pēc izkliedēšanas pretestības lieluma ir apgrūtināta, vieglāk to izdarīt, uzmērot uz vietas. Dabisko zemējuma elektrodu, kuru garums pārsniedz 100 m, pretestību var atrast tabulā.
Ja ⍴ vērtība atšķiras no 100 Ohm ∙ m, R vērtība tiek reizināta ar attiecību ⍴ / 100.
Kā mākslīgais zemējums tiek izmantoti veidgabali, caurules, leņķa vai lentes tērauds. Katra no tām pretestību aprēķina pēc savas formulas, kas norādīta tabulā.
Zemējuma slēdža veids | Aprēķinu formula |
| Vertikāls elektrods no apaļa stiegrojuma tērauda vai caurules. Augšējais gals atrodas zem zemes līmeņa. | 
|
| Leņķa tērauda vertikālais elektrods. Augšējais gals zem zemes līmeņa | 
|
| Apaļas stiegrojuma tērauda vai caurules vertikālais elektrods. Augšējais gals virs zemes līmeņa | 
|
| Horizontālās lentes tērauda elektrods | 
|
| Horizontālais elektrods izgatavots no apaļa stiegrojuma tērauda vai caurules | 
|
| Plākšņu elektrods (sakrauts vertikāli) | 
|
| Vertikālais elektrods izgatavots no apaļa stiegrojuma tērauda vai leņķa tērauda | |
| Horizontālais elektrods izgatavots no apaļa stiegrojuma tērauda vai lentveida tērauda | 
|
Mainīgās vērtības formulās:
Tagad tiek aprēķināta mākslīgo zemējuma elektrodu tapu kopējā pretestība:
Mēs aprēķinām vertikālos zemējuma elektrodus savienojošā vadītāja pretestību pēc formulas:
Un zemējuma ierīces pretestība.
Ja aprēķinātā zemējuma cilpas pretestība izrādās nepietiekama, mēs palielinām vertikālo zemējuma elektrodu skaitu vai mainām to izskatu. Mēs atkārtojam aprēķinu, līdz tiek iegūta nepieciešamā pretestības vērtība.
Lai nodrošinātu elektroiekārtu darbības drošību, zemējuma ierīču aprēķins tiek veikts jau projektēšanas stadijā. Elektroinstalācijām ar spriegumu līdz 1000 V ar izolētu neitrālu un transformatora jaudu, kas lielāka par 100 kVA, jābūt aizsargājošai zemējuma pretestībai ne vairāk kā 4 omi. Ar spēku
Rīsi. 1. Elektroiekārtu cilpas zemējuma shēma:
1 - elektroiekārtas; 2 - ēka; 3 - iekšējā zemējuma cilpa; 4, 5 - zemējuma vadītāji; 6 - zemējuma galvenais vadītājs; 7 - zemējuma elektrods
Rīsi. 2. Tālvadības fokusa zemējuma shēma
elektriskais aprīkojums:
Rīsi. 3. Elektroiekārtu attālinātās zemēšanas shēma ar elektrodu izvietojumu pēc kārtas:
1 - elektroiekārtas; 2 - ēka; 3 - iekšējā zemējuma cilpa; 4, 5 - zemējuma vadītāji; 6 - zemējuma elektrods
transformators mazāks par 100 kVA, zemējuma pretestība nedrīkst pārsniegt 10 omi.
Zemējuma elektrodu izturība pret strāvas izplatīšanos ir atkarīga no to skaita, izmēra, augsnes pretestības. Viena stieņa zemējuma (elektroda) pretestību nosaka pēc formulas Ohm
(1)
kur ρ - augsnes pretestība, Ohm · m; d ir stieņa zemējuma slēdža diametrs, m; l ir zemējuma stieņa garums, m; h - zemējuma elektroda novietojuma dziļums, m
h = 0,5 l + h 0, (2)
kur h 0 ir attālums no augsnes virsmas līdz viena zemējuma elektroda sākumam, no 0,5 līdz 0,8 m.
Zemējuma elektrodiem, kas izgatavoti no leņķa tērauda, ekvivalento diametru sākotnēji nosaka pēc formulas
kur C ir stūra plauktu platums, m.
Aprēķiniem nepieciešamās augsnes pretestības vērtības ir norādītas tabulā. viens.
1. tabula
|
Augsnes tips |
Svārstību robežas konkrētas vērtības augsnes pretestība, Ohm m |
konkrēti aprēķini augsnes pretestība, Ohm m |
|
smilšmāls | ||
|
Dārza zeme | ||
|
Černoze | ||
|
Upes ūdens | ||
|
40000 – 45000 | ||
Stieņu zemējuma elektrodu skaitu, kas nepieciešams, lai sasniegtu zemējuma ierīces standarta pretestību, nosaka pēc formulas
kur RD - pieļaujamā (standarta) zemējuma pretestība, Ohm; η C - sezonalitātes koeficients; η I - izmantošanas koeficients (ekrānējums) vertikālajos zemējuma elektrodos.
Pieslēgtie elektrodi ir savienoti ar metāla sloksni, kuras šķērsgriezums ir vismaz 48 mm 2. Sloksnes garums kontūrai ir
L n = 1,05a (N - 1), (5)
un kad elektrodi ir sakārtoti pēc kārtas
kur a ir attālums starp elektrodiem, m; N ir elektrodu skaits, gab.
Sezonalitātes koeficienta skaitliskās vērtības galvenokārt nosaka augsnes mitruma svārstības gada laikā un ir norādītas tabulā. 2.
2. tabula
|
Ievietošanas (dēšanas) dziļums, m |
|||||
|
septembris | |||||
Vertikālo zemējuma elektrodu (elektrodu) izmantošanas koeficienta (ekranēšanas) skaitliskās vērtības, kad tie ir novietoti pa kontūru un rindā (tālvadības diagramma), ir norādītas tabulā. 3.
3. tabula
|
zemējuma elektrodi |
Attāluma starp elektrodiem attiecība pret to garumu |
|||||
|
izvietojums pēc kārtas |
kontūru izvietojums |
|||||
Zemē ieliktās savienojošās sloksnes pretestību elektriskās strāvas izplatībai nosaka pēc formulas, Ohm
kur L ir sloksnes garums, m; b - sloksnes platums, m; h ir joslas dziļums no zemes virsmas, m.
Iegūto pretestību visas zemējuma ierīces elektriskās strāvas izplatībai nosaka pēc formulas
kur η p ir horizontālās savienojošās sloksnes izmantošanas (ekrānēšanas) koeficients.
Horizontālās sloksnes elektroda izmantošanas koeficienta skaitliskās vērtības atkarībā no ar to savienoto vertikālo elektrodu skaita ir norādītas tabulā. 4.
4. tabula
|
Attāluma starp vertikālajiem elektrodiem attiecība pret to garumu |
Vertikālo elektrodu skaits |
||||||
|
izvietojums pēc kārtas |
|||||||
|
kontūru izvietojums |
|||||||
Zemējums ir nepieciešams, lai nodrošinātu drošību elektrisko ierīču bojājumu, strāvas vadu izolācijas, vadītāju īssavienojuma gadījumā. Zemējuma būtība ir samazināt potenciālu saskares punktā ar iezemēto elektroinstalāciju līdz maksimāli pieļaujamām vērtībām.
Potenciāla samazināšana tiek veikta divos veidos:
- Nulles iestatīšana - ierīces korpusa savienojums ar neitrālu vadītāju, kas dodas uz apakšstaciju;
- Zemējums — savieno šasiju ar zemes cilpu, kas atrodas zemē ārpus ēkas.
Pirmā iespēja ir vienkāršāka, taču nulles vadītāja bojājuma gadījumā tas pārstāj pildīt savas funkcijas, un tas ir bīstami. Tāpēc zemējuma cilpas klātbūtne ir priekšnoteikums drošības nodrošināšanai.
Zemējuma aprēķināšana ietver zemējuma ierīces pretestības noteikšanu, kas nedrīkst pārsniegt tehniskos standartus.
Zemējuma cilpa
Zemes cilpas dizainu, izmantoto materiālu veidus ierobežo nosacījumi, kas ietverti dokumentos, piemēram, PUE, elektroinstalācijas noteikumi.
Visām elektroinstalācijām bez izņēmuma jābūt iezemētām gan apakšstacijā, gan uzņēmumā vai ikdienas dzīvē.
Visizplatītākā zemējuma cilpas konstrukcija ir viens vai vairāki metāla stieņi (zemējuma slēdži), kas ir ierakti zemē un savienoti ar metinātu savienojumu. Zemējuma cilpas savienošanai ar iezemējamām ierīcēm tiek izmantots metāla vads.
Kā zemējuma vadi tiek izmantoti nekrāsots tērauds vai tērauda vara pārklājumi, kuru izmēri nedrīkst būt mazāki par zemāk norādītajiem:
- Apaļi velmējumi - diametrs ne mazāks par 12 mm;
- Stūris - ne mazāks par 50x50x4 mm;
- Caurules - ar diametru vismaz 25 mm ar sieniņu biezumu vismaz 4 mm.
Jo labāka ir zemējuma elektrodu vadītspēja, jo efektīvāk darbojas zemējums, tāpēc vēlamākais variants ir izmantot vara elektrodus, taču praksē tas nenotiek vara augsto izmaksu dēļ.
Nepārklātam tēraudam ir augsta korozijas spēja, īpaši saskarē starp mitru augsni un gaisu, tāpēc ir noteikts minimālais metāla sieniņu biezums (4 mm).
Cinkots metāls labi iztur koroziju, bet ne strāvas gadījumā. Pat mazākā strāva izraisīs elektroķīmisku procesu, kā rezultātā plāns cinka slānis kalpos minimāli.
Mūsdienu zemējuma sistēmu pamatā ir tērauds ar vara pārklājumu. Tā kā vara daudzums ražošanā nav liels, gatavo materiālu izmaksas nav daudz augstākas par tēraudu, un kalpošanas laiks palielinās vairākas reizes.
Visizplatītākie zemējuma cilpu dizaini ir trīsstūrveida vai vienā līnijā izvietoti elektrodi. Attālumam starp blakus esošajiem elektrodiem jābūt 1,2-2 m, bet ieklāšanas dziļumam - 2-3 m.. Ieklāšanas dziļums (elektrodu garums) lielā mērā ir atkarīgs no augsnes īpašībām. Jo lielāka ir tā elektriskā pretestība, jo dziļāk jāatrodas elektrodiem. Jebkurā gadījumā šim dziļumam ir jāpārsniedz augsnes sasalšanas dziļums, jo sasalušajai augsnei ir augsta omiskā pretestība. Tas pats attiecas uz zemēm ar zemu mitruma līmeni.
Vietās, kur var plūst lielas strāvas, piemēram, apakšstacijā vai uzņēmumā ar jaudīgu aprīkojumu, drošībai ļoti svarīga ir pieeja zemējuma cilpas konstrukcijas izvēlei un tā aprēķināšanai.
Zemējuma pretestības faktori
Aizsardzības zemējuma ierīces aprēķins ir atkarīgs no daudziem apstākļiem, starp kuriem var izdalīt galvenos, kurus izmanto turpmākajos aprēķinos:
- Augsnes izturība;
- elektrodu materiāls;
- Elektrodu ievietošanas dziļums;
- Zemējuma elektrodu izvietojums viens pret otru;
- Laikapstākļi.
Augsnes izturība
Pašai augsnei, ar dažiem izņēmumiem, ir zema elektrovadītspēja. Šis raksturlielums mainās atkarībā no mitruma satura, jo ūdens ar tajā izšķīdušiem sāļiem ir labs vadītājs. Tādējādi augsnes elektriskās īpašības ir atkarīgas no tajā esošā mitruma daudzuma, sāls sastāva un augsnes mitruma noturēšanas īpašībām.
Izplatītākie augsnes veidi un to īpašības
| Augsnes tips | Pretestība ρ, Ohm m |
|---|---|
| Akmens | 4000 |
| smilšmāls | 100 |
| Černoze | 30 |
| Smiltis | 500 |
| Smilšmāls | 300 |
| Kaļķakmens | 2000 |
| Dārza zeme | 50 |
| Māls | 70 |
Tabulā redzams, ka pretestība var atšķirties par vairākām kārtām. Reālos apstākļos situāciju sarežģī fakts, ka dažādos dziļumos augsnes tips var atšķirties arī bez skaidri noteiktām robežām starp slāņiem.
Elektrodu materiāls
Šī aprēķinu daļa ir visvienkāršākā, jo zemējuma ražošanā tiek izmantoti tikai daži materiālu veidi:
- Tērauds;
- varš;
- Tērauds ar vara pārklājumu;
- Cinkots tērauds.
Varš tīrā veidā netiek izmantots tā augsto izmaksu dēļ, visbiežāk izmantotie materiāli ir tīrs un cinkots tērauds. Pēdējā laikā arvien vairāk tiek atklātas zemējuma sistēmas, kurās tiek izmantots tērauds, kas pārklāts ar vara slāni. Šādiem elektrodiem ir viszemākā pretestība, kam ir laba stabilitāte laika gaitā, jo vara slānis labi iztur koroziju.
Nepārklātam tēraudam ir vissliktākā veiktspēja, jo korozijas slānis (rūsa) palielina kontakta pretestību elektroda un augsnes saskarnē.
Grāmatzīmes dziļums
Lineārais kontakta apjoms starp elektrodu un zemi un zemes slāņa izmērs, kas piedalās strāvas plūsmas ķēdē, ir atkarīgs no elektroda novietojuma dziļuma. Jo lielāks šis slānis, jo mazāka būs tā pretestības vērtība.
Uz piezīmes. Turklāt, uzstādot elektrodus, jāpatur prātā, ka jo dziļāk tie atrodas, jo tuvāk tie būs ūdens nesējslānim.
Elektrodu atrašanās vieta
Šī īpašība ir vismazāk acīmredzama un grūti saprotama. Jāapzinās, ka katrs zemējuma elektrods zināmā mērā ietekmē blakus esošos, un jo tuvāk tie atrodas, jo mazāka būs to efektivitāte. Precīzs efekta pamatojums ir diezgan sarežģīts, tas tikai jāņem vērā aprēķinos un konstrukcijā.
Vienkāršāk ir izskaidrot efektivitātes atkarību no elektrodu skaita. Šeit var veikt analoģiju ar paralēli savienotiem rezistoriem. Jo vairāk to ir, jo mazāka kopējā pretestība.
Laikapstākļi
Zemējuma ierīcei ir vislabākie parametri pie augsta augsnes mitruma. Sausā un salnā laikā augsnes pretestība strauji palielinās un, sasniedzot noteiktus apstākļus (pilnīga izžūšana vai sasalšana), iegūst maksimālo vērtību.
Piezīme! Lai samazinātu laikapstākļu ietekmi, elektrodu novietošanas dziļumam ziemā jābūt zem maksimālā sasalšanas dziļuma vai jāsasniedz ūdens nesējslānis, lai novērstu izžūšanu.
Svarīgs! Turpmākie aprēķini jāveic sliktākajiem darbības apstākļiem, jo visos citos gadījumos zemējuma pretestība samazināsies.
Aprēķina metode
Galvenais aprēķina parametrs ir vajadzīgā zemējuma pretestības vērtība, ko regulē normatīvie dokumenti atkarībā no barošanas sprieguma lieluma, elektroinstalācijas veida un to izmantošanas nosacījumiem.
Nav stingra aizsargzemējuma aprēķina, kas dod vērtības elektrodu skaitam un garumam, tāpēc tas tiek veikts, pamatojoties uz dažiem aptuveniem datiem un pielaidēm.
Sākumā tiek ņemts vērā augsnes veids un tiek noteikts aptuvenais zemējuma elektrodu garums, to materiāls un skaits. Tālāk tiek veikts aprēķins, kura secība ir šāda:
- Tiek noteikta strāvas izkliedes pretestība vienam elektrodam;
- Vertikālo zemējuma elektrodu skaitu aprēķina, ņemot vērā to relatīvo stāvokli.
Viens zemējuma slēdzis
Mēs aprēķinām strāvas izkliedes pretestību pēc formulas:
Šajā izteiksmē:
ρ - īpatnējā ekvivalentā augsnes pretestība;
l ir elektroda garums;
d ir diametrs;
t ir attālums no zemes virsmas līdz elektroda centram.
Izmantojot stūri caurules vai velmētu izstrādājumu vietā, tie ņem:
d = b · 0,95, kur b ir leņķa plaukta platums.
Daudzslāņu augsnes līdzvērtīgā pretestība:
- ρ1 un ρ2 - augsnes slāņu pretestība;
- H ir augšējā slāņa biezums;
- Ψ - sezonas koeficients.
Sezonālais faktors ir atkarīgs no klimatiskās zonas. Turklāt tas tiek grozīts atkarībā no izmantoto elektrodu skaita. Sezonālā koeficienta indikatīvās vērtības ir no 1,0 līdz 1,5.
Elektrodu skaits
Nepieciešamo elektrodu skaitu nosaka pēc izteiksmes:
n = Rz / (K R), kur:
- Rz - zemējuma ierīces pieļaujamā maksimālā pretestība;
- K ir izmantošanas koeficients.
Izmantošanas koeficientu var izvēlēties. atbilstoši izvēlētajam zemējuma elektrodu skaitam, to relatīvajam novietojumam un attālumam starp tiem.
Elektrodu rindu izvietojums
| Daudzums elektrodi | Koeficients | |
|---|---|---|
| 1 | 4 6 10 | 0,66-0,72 0,58-0,65 0,52-0,58 |
| 2 | 4 6 10 | 0,76-0,8 0,71-0,75 0,66-0,71 |
| 3 | 4 6 10 | 0,84-0,86 0,78-0,82 0,74-0,78 |
Kontūras izvietojumselektrodi
| Attāluma starp elektrodiem attiecība pret to garumu | Daudzums elektrodi | Koeficients |
|---|---|---|
| 1 | 4 6 10 | 0,84-0,87 0,76-0,80 0,67-0,72 |
| 2 | 4 6 10 | 0,90-0,92 0,85-0,88 0,79-0,83 |
| 3 | 4 6 10 | 0,93-0,95 0,90-0,92 0,85-0,88 |
Zemējuma cilpas aprēķins ne vienmēr dod vajadzīgo vērtību, tāpēc tas var būt jāveic vairākas reizes, mainot zemējuma elektrodu skaitu un ģeometriskos izmērus.
Zemējuma mērīšana
Zemējuma pretestības mērīšanai tiek izmantotas īpašas mērierīces. Tiesības mērīt zemējumu ir organizācijām ar atbilstošu atļauju. Parasti tās ir enerģētikas organizācijas un laboratorijas. Mērītos parametrus ievada mērījumu protokolā un uzglabā uzņēmumā (cehā, apakšstacijā).
Zemējuma pretestības aprēķināšana ir sarežģīts uzdevums, kurā jāņem vērā daudzi nosacījumi, tāpēc racionālāk ir izmantot šajā jomā specializēto organizāciju palīdzību. Lai atrisinātu problēmu, varat veikt aprēķinus tiešsaistes kalkulatorā, kura piemēru var atrast internetā publiskajā domēnā. Pati kalkulatora programma jums pateiks, kādi dati jāņem vērā aprēķinos.
Video
Ap jebkuru objektu, kuram tiek piegādāta elektrība, izveidota aizsargķēde nodrošinās augsta sprieguma ieplūšanu zemē caur speciāli uzstādītiem elektrodiem. Šādas konstrukcijas aizsargā dārgas iekārtas no īssavienojumiem un izdegšanas strāvas pārspriegumu dēļ. Konstrukcijas uzstādīšana jāveic saskaņā ar vadītāju elektriskās vadītspējas līmeņa aprēķinu rezultātiem.
Aprēķina mērķis
Pirms uzstādīšanas uz dzīvojamo vai citu objektu, ir nepieciešams to palielināt. Šis dizains sastāv no:
- elementi, kas uzstādīti vertikāli pret zemes virsmu;
- diriģents;
- svītras, kas savieno kontūru horizontālajā plaknē.
Elektrodi tiek ierakti un savienoti viens ar otru, izmantojot horizontālo zemējuma slēdzi. Pēc tam izveidotā aizsardzības sistēma tiek savienota ar elektrisko paneli.
Šādas mākslīgas konstrukcijas tiek izmantotas elektrotīklos ar dažādiem sprieguma indikatoriem:
- mainīgs no 380 V;
- konstante no 440 V;
bīstamās ražotnēs.
Aizsardzības sistēmas ir uzstādītas dažādās iekārtas vietās. Atkarībā no uzstādīšanas vietas tie var būt attālināti vai kontūrveida. Atvērtajās konstrukcijās elementi ir savienoti tieši ar zemējuma elementu. Kontūras ierīcēs novietojums ir pa ārējo perimetru vai ierīces iekšpusē. Katram aizsardzības instalācijas veidam ir jāveic aprēķins, lai noteiktu vertikālo zemējuma elektrodu pretestības vērtību, nepieciešamo stieņu skaitu un to savienošanai paredzēto sloksņu garumu.
Papildus īpašām ierīcēm var izmantot dabiskās sistēmas:
- sakari no metāla caurulēm;
- metāla konstrukcijas;
- apakšstacijas;
- balsti;
- kabeļa metāla apvalks;
- korpuss.
Mākslīgām konstrukcijām tiek veikti vadītspējas aprēķini. To sakārtošana elektrostaciju lietošanas vietā nodrošina elektriskās strāvas novadīšanu zemē, pasargājot cilvēkus un iekārtas no lielām izlādēm sprieguma pārsprieguma rezultātā. Jo zemāka ir elektriskā vadītspēja, jo zemāks ir elektriskās strāvas stipruma līmenis, kas iziet caur aizsargkonstrukciju.
Zemējuma cilpas soli pa solim aprēķins
Aprēķini jāveic, ņemot vērā elementu skaitu, to attālumu viens no otra, augsnes vadītspēju un rakšanas dziļumu vertikālajā zemējuma elektrodā. Izmantojot šos parametrus, būs iespējams veikt precīzu aizsargājošā zemējuma aprēķinu.
Pirmkārt, jums vajadzētu izmantot tabulu, lai noteiktu augsnes veidu. Pēc tam izvēlieties būvniecībai piemērotus materiālus. Pēc tam aprēķini tiek veikti pēc īpašām formulām, kas nosaka visu elementu skaitu, kā arī to spēju uz elektrisko vadītspēju.
Pamatojoties uz iegūtajiem rezultātiem, tiek uzstādīta visa sistēma, pēc kuras tiek veikti kontroles mērījumi tās strāvas vadītspējai.
Sākotnējie dati
Aprēķinot stiprības vērtību, ir jānosaka to skaita attiecība, savienojošo sloksņu garums un attālums, kādā tiek veikta rakšana.
Turklāt būs jāņem vērā augsnes īpatnējā pretestība, ko nosaka tās mitruma līmenis. Lai sasniegtu stabilu vērtību, elektrodi ir jāierok augsnē vismaz 0,7 metru dziļumā. Svarīgi ir arī neatkāpties no pašas aizsargierīces izmēra, ko nosaka GOST.Veicot aprēķinu, ir jāizmanto gatavas tabulas ar jau pieejamiem izmantoto materiālu un noteiktu augsnes veidu elektrovadītspējas rādītājiem. .
Dažādu augšņu vadītspējas rādītāju tabula
Nepieciešamo dziļumu, līdz kuram vertikālais elektrods ir aprakts zemē, aprēķina pēc formulas:
Uzstādot aizsargkonstrukciju, ir jānodrošina, lai metāla stieņi pilnībā nonāktu zemes augšējā slānī un daļēji tā apakšējos līmeņos. Aprēķinu laikā būs jāizmanto vidējie augsnes elektrovadītspējas līmeņa koeficienti dažādos gadalaikos noteiktās klimatiskajās zonās, kas parādīti šajā tabulā:
Augsnes izturība dažādās klimatiskajās zonās
Lai precīzi noteiktu vertikālo elementu skaitu samontētajā konstrukcijā, neņemot vērā indikatorus šaurajām sloksnēm, kas tos savieno, ir jāizmanto formula:
Tajā Rn, kas apzīmē strāvas stiprumu, kas izplatās pa noteikta veida augsni, kuras pretestības koeficients ir ņemts no tabulas.
Lai aprēķinātu materiāla fiziskos parametrus, jāņem vērā izmantoto sistēmas elementu izmēri:
- sloksnēm 12x4 - 48 mm2;
- stūros 4x4 mm;
- tērauda aplim - 10 mm2;
- caurulēm ar 3,5 mm biezām sienām.
Zemējuma aprēķināšanas piemērs
Ir nepieciešams aprēķināt izmantoto vadītāju vadītspēju, ņemot vērā augsnes īpašības, katram elektrodam atsevišķi pēc formulas:
Kurā:
- Ψ - klimatiskais koeficients, kas ņemts no uzziņu literatūras;
- ρ1, ρ2 - zemes augšējā un apakšējā slāņa vadītspējas vērtība;
- H ir augšējā augsnes slāņa biezums;
- t ir vertikālā elementa dziļums tranšejā.
Šādu konstrukciju stieņi saskaņā ar spēkā esošajiem noteikumiem tiek ierakti vismaz 0,7 metru augstumā.
Kam mums vajadzētu būt aprēķina beigās
Pēc aprēķinu veikšanas pēc izmantotajām formulām ir iespējams iegūt precīzu mākslīgā tipa zemējuma ierīces pretestību. Dabiskās sistēmās šos rādītājus bieži vien nav iespējams izmērīt, jo nav iespējams iegūt precīzus ierakto komunikāciju, sliežu ceļu, kabeļu vai jau uzstādīto metāla konstrukciju standarta izmērus.
Aprēķinu beigās ir iespējams iegūt precīzu stieņu un sloksņu skaitu kontūrai, kas palīdzēs izveidot uzticamu aizsardzības sistēmu izmantotajam aprīkojumam un visam objektam kopumā. Aprēķini palīdzēs arī noteikt precīzu stieņu savienojošo sloksņu garumu. Visu aprēķinu galvenais rezultāts būs izveidotajā kontūrā izmantoto vadītāju īpašību galīgās vērtības iegūšana, kas nosaka caur tiem plūstošās elektriskās strāvas stiprumu. Šis ir vissvarīgākais PES standarts, kuram ir noteiktas vērtības tīkliem ar dažādiem sprieguma indikatoriem.
Zemējuma pretestības pieļaujamās vērtības saskaņā ar standartiem
Pastāv vienotas standarta vērtības, saskaņā ar kurām strāvas izkliedes pretestība elektrotīklam ar noteiktu sprieguma vērtību nedrīkst pārsniegt noteiktos GOST standartus. Tīklos ar spriegumu 220 V tas nedrīkst būt lielāks par 8 omi. Pie 380 V sprieguma tā vērtība nedrīkst pārsniegt 4 omi.
Lai aprēķinātu visas ķēdes rādītājus, varat izmantot formulu R = R0 / ηв * N, kurā:
- R0 ir viena elektroda vadītspējas līmenis;
- R - norāde par šķēršļu līmeni strāvas pārejai visai sistēmai;
- ηv ir aizsargierīces izmantošanas koeficients;
- N ir elektrodu skaits visā ķēdē.
Ķēdes ierīcei nepieciešamais materiāls
Jūs varat salikt kontūru no metāla materiāla:
- stūris,
- noteikta izmēra sloksnes.
Pēc tam tas jāpārbauda ekspertam no neatkarīgas mērīšanas laboratorijas. Konstrukciju stiegrojumu var izmantot kā dabisku kontūru, ja tas atrodas ēkas nesošajās konstrukcijās. PES satur īpašu konstrukciju sarakstu, kuras var izmantot kā dabisku kontūru, veidojot aizsargsistēmas.
Lai pārbaudītu visas konstrukcijas darbību, ir jāpārbauda vertikālo zemējuma slēdžu un visas sistēmas kopējā vērtība un pretestība ar īpašām ierīcēm. Šo darbu vajadzētu uzticēt neatkarīgiem ekspertiem no elektriskās laboratorijas. Lai konstrukcija droši aizsargātu visu objektu, regulāri jāveic mērījumi, pārbaudot to vērtību noteiktajiem standartiem.
Mērķis: iepazīties ar algoritmu aizsargzemējuma aprēķināšanai, izmantojot zemējuma elektrodu (elektrodu) izmantošanas koeficientu metodi atbilstoši zemējuma sistēmas pieļaujamajai pretestībai strāvas izplatībai.
Aprēķina mērķis: galveno zemējuma parametru noteikšana (atsevišķu vertikālo zemējuma vadītāju un horizontālo zemējuma vadītāju skaits, izmērs un atrašanās vieta)
1. Īsa teorētiskā informācija.
Aizsargājoša zeme- apzināts elektriskais savienojums ar zemi vai tā ekvivalentu nevadošām metāla daļām, kuras var tikt pakļautas spriegumam.
Aizsardzības zemējuma mērķis- cilvēku savainojumu riska novēršana elektriskās strāvas trieciena rezultātā, kad uz elektroiekārtu konstrukcijas daļām parādās spriegums, t.i. kad lieta ir slēgta.
Aizsardzības zemējuma funkcionālais princips- pieskāriena un soļu sprieguma samazināšana līdz drošām vērtībām, ko izraisa korpusa īssavienojums. Tas tiek panākts, samazinot iezemētās iekārtas potenciālu, kā arī izlīdzinot potenciālus, paaugstinot pamatu, uz kura stāv cilvēks, potenciālu līdz potenciālam, kas ir tuvu iezemētās iekārtas paredzētajam potenciālam.
Zemējuma ierīce sauc par vertikālo zemējuma vadītāju komplektu - metāla vadiem, kas ir tiešā saskarē ar zemi, un horizontālos zemējuma vadītājus, kas savieno elektroinstalācijas iezemētās daļas ar zemējuma vadītāju.
Iekštelpās potenciālu izlīdzināšana notiek dabiski caur metāla konstrukcijām, cauruļvadiem, kabeļiem un līdzīgiem vadošiem objektiem, kas savienoti ar sazarotu zemējuma tīklu.
Iekārtas metāla strāvu nenesošās daļas ir pakļautas aizsargzemējumam, kas izolācijas bojājumu dēļ var tikt pakļauts spriegumam un kam var pieskarties cilvēki. Tajā pašā laikā telpā ar paaugstinātu bīstamību un īpaši bīstamu elektriskās strāvas trieciena apstākļu dēļ, kā arī āra instalācijās, pie elektroinstalācijas nominālā sprieguma virs 42V maiņstrāvas un virs 110V līdzstrāvas ir obligāti jāveic zemējums, un telpas bez paaugstinātas bīstamības - pie sprieguma 380V un virs maiņstrāvas 440V un virs līdzstrāvas. Tikai bīstamās zonās zemējums tiek veikts neatkarīgi no uzstādīšanas mērķa.
Atšķiriet zemējuma elektrodus mākslīgs paredzēts tikai zemēšanai, un dabisks- metāla priekšmeti zemē citiem nolūkiem (zemē ielikti metāla ūdensvadi; artēzisko aku caurules; ēku un būvju metāla karkasi u.c.). Kā dabiskus zemējuma vadītājus aizliegts izmantot viegli uzliesmojošu šķidrumu, degošu un sprādzienbīstamu gāzu cauruļvadus, kā arī ar izolāciju pārklātus cauruļvadus aizsardzībai pret koroziju. Dabiskajiem zemējuma elektrodiem parasti ir zema pretestība pret strāvas izplatīšanos, un tāpēc to izmantošana zemēšanai dod lielus ietaupījumus. Dabisko zemējuma elektrodu trūkumi ir to pieejamība un iespēja izjaukt pagarināto zemējuma elektrodu savienojuma nepārtrauktību.
Saskaņā ar zemējuma elektrodu izvietojuma formu zemējums var būt kontūrveida un attālināts.
V kontūru zemējums, visi elektrodi atrodas ap aizsargājamās zonas perimetru. V tālvadības pults(koncentrēts vai fokuss) - zemējuma slēdži atrodas attālumā viens no otra, kas nav mazāks par elektroda garumu.
Saskaņā ar mehāniskās stiprības un pieļaujamās apkures ar zemējuma defektu strāvu prasībām instalācijās ar spriegumu virs 1000 V zemējuma tērauda galveno vadu šķērsgriezumam jābūt vismaz 120 mm 2, bet instalācijās līdz 1000 V - vismaz 100 mm. 2.
Papildu informācija (izvilkumi no PUE - "Elektroinstalācijas noteikumi", 2000) ir sniegta 2. pielikumā.
2. Aprēķinu procedūra.
2.1 Nosakiet paredzamo īssavienojuma strāvu pēc formulas:
es 3 = U l ∙ (35 l Uz + l v ) / 350, A, (1)
2.2 Aprēķiniet zemējuma ierīces nepieciešamo pretestību R s saskaņā ar tabulu. vienpadsmit . Ja R s vairāk par pieļaujamo vērtību, tad turpmākajos aprēķinos R s ņem vienādu ar pieļaujamo vērtību.
2.3. Nosakiet projektēto augsnes pretestību ρ R :
ρ R = ρ rev ∙ , Ohm ∙ m (2)
kur ρ rev- augsnes elektriskā pretestība, kas iegūta ar mērījumiem vai no atsauces literatūras (2. tabula); - sezonalitātes koeficients , kura vērtība ir atkarīga no klimatiskās zonas; (ceturtajai klimatiskajai zonai ar vidējo zemo temperatūru janvārī no 0 līdz - 5 0 С un augstāku temperatūru jūlijā no +23 līdz +26 0 С = 1,3 ).
Ar augstu zemes pretestību tiek izmantotas mākslīgās samazināšanas metodes ρ rev lai samazinātu izmantoto elektrodu izmēru un skaitu, kā arī zemējuma elektrodu sistēmas aizņemto laukumu. Ievērojams rezultāts tiek sasniegts, ķīmiski apstrādājot zonu ap zemes elektrodiem, izmantojot elektrolītus, vai ieklājot zemējuma elektrodus bedrēs ar oglēm, koksu un māliem.