Jak wykonać obliczenia uziemienia dla konturu prywatnego budynku mieszkalnego

Właściciele poszczególnych domów i domków zaczynają coraz bardziej rozumieć, że korzystanie z energii elektrycznej nie tylko znacznie ułatwia zaspokojenie codziennych potrzeb domowych, ale także stwarza pewne ryzyko dla ludzi. W życiu zawsze istnieje możliwość wystąpienia awarii, która może prowadzić do obrażeń elektrycznych.

Bezpieczeństwo elektryczne oddzielnego budynku wymaga stałej uwagi właściciela. Jednym z problemów jego utrzymania jest działanie pojedynczej pętli uziemienia, która musi być nie tylko stworzona zgodnie z określoną metodologią, ale także odpowiednio dobranym projektem, po przeprowadzeniu wiarygodnego obliczenia wszystkich jego elementów.

Od razu dokonamy rezerwacji, aby każdy, kto zna podstawy elektrotechniki, mógł zrobić to sam. Aby to zrobić, poniżej znajduje się metodologia jego wdrożenia.

Ma jednak charakter zalecający, ustalający fakty i wymaga wyjaśnienia wyników uzyskanych w specjalistycznym laboratorium, które posiada licencję na prawo do przeprowadzania badań przez przeszkolony personel projektantów, którzy okresowo potwierdzają swoje kwalifikacje, zdając egzaminy w kontrolach organów państwowych.

Wybór projektu uziemienia do obliczeń

W obwodzie elektrycznym budynków do różnych celów działa duża liczba różnych rodzajów urządzeń uziemiających. Wśród nich produkty o:

• pojedynczy uziemnik głęboki;

• kilka elektrod o modułowym układzie pionowym;

• uziemienie elektrolityczne o orientacji poziomej.

Ten ostatni projekt nie ma jeszcze tak powszechnej popularności, jak dwie pierwsze wymienione na liście, ale może z nim konkurować i działać jako alternatywa.

Wstępne obliczenie charakterystyki elektrycznej każdego modelu pomoże określić najbardziej odpowiedni rodzaj uziemienia i sprawi, że będzie on Twoim wyborem do dalszej instalacji, uruchomienia, eksploatacji.

W skrócie na przykładach, rozważ metodologię ich obliczania.

Obliczanie pętli uziemienia dla budynków mieszkalnych

Spotkanie

Obliczenia pomagają analizować wymiary i kształt tworzonego obwodu, aby zapewnić dopuszczalną oporność elektryczną na prąd awaryjny, który jest usuwany z domu do potencjału ziemi.

Uziemienie ma na celu zmniejszenie napięcia dotyku ludzkiego do bezpiecznej wartości z powodu rozprzestrzeniania się z niego niedopuszczalnych prądów i redystrybucji niebezpiecznych potencjałów.

W przypadku budynków mieszkalnych rezystancja pętli nie powinna przekraczać 8 omów przy zasilaniu jednofazowej sieci 220 woltów i 4 om przy trójfazowym 380.

Czynniki wpływające na obliczanie pętli

Wielkość rezystancji uziemienia elektrycznego zależy od:

1. przewodnictwo gleby;

2. stosowany w konstrukcji metalowej;

3. kształt i liczba elektrod;

4. odległość między przewodnikami uziemiającymi;

5. głębokość konturu.

Charakterystyka gleby

Aby uwzględnić ich wpływ na przepływ prądów, stosuje się termin „rezystywność gruntu”, którego jednostką jest „Ohm ∙ m”. Jest to oznaczone łacińską literą ρ. Wskaźnik ten zależy od wielu czynników, w tym wilgotności gleby i jej składu, zmienia się w pewnych granicach, nawet biorąc pod uwagę warunki pogodowe.

Wartość rezystywności gruntu określa się przez pomiar na ziemi, a jej średnie wartości dla wstępnych obliczeń przybliżonych zestawiono w tabelach. Elektrody uziemiające są zakopane w ziemi 0,7 metra lub więcej, aby zmniejszyć wpływ klimatu.

Porównaj wpływ składu gleby, wilgotności, temperatury środowiska pracy na wartość tego wskaźnika można oprzeć na proponowanej tabeli.

Tabela przybliżonych wartości rezystywności dla gleb i wody

Uziemienie metalu

Do produkcji elektrod pętlowych zwykle wybieraj:

• gatunki stali nierdzewnej;

• konwencjonalne stopy stali stosowane do produkcji rur, narożników, prętów;

• miedziowany stopy stali.

Wielkość ich przewodności można łatwo znaleźć w instrukcjach technicznych.

Parametry pętli wpływające na obliczenie rezystancji uziemienia R

Oprócz rezystywności gruntu ρ analiza musi uwzględniać:

1. długość elektrody L;

2. jego średnica D;

3. głębokość elektrody od powierzchni gleby do jej środkowej T;

4. Całkowita liczba elektrod N;

5. Współczynnik wykorzystania Ki;

6. zawartość elektrolitu w glebie C.

Metody obliczania uziemienia z pojedynczej głębokiej elektrody

Urządzenie uziemiające może być jednoczęściowe lub utworzone z prefabrykowanej konstrukcji wykonanej przez spawanie lub na podstawie połączenia gwintowego części roboczych.

Aby obliczyć opór elektryczny, użyj wzoru pokazanego na obrazku.

Metody obliczania uziemienia z kilku zakopanych elektrod

Rezystancja elektryczna pojedynczej elektrody jest określana na podstawie poprzednio podanego wzoru, a stosunek pokazany na następnym zdjęciu służy do obliczenia ich całkowitego wpływu na wynik końcowy.

Elektrody mogą być w linii lub tworzyć trójkąt lub inny symetryczny kształt geometryczny.

Metody obliczania uziemienia z elektrolitycznych przewodów uziemiających

Do jego realizacji stosuje się te same zasady, co przy obliczaniu rezystancji elektrod poziomych wykonanych w postaci konwencjonalnej rury. Pod uwagę brany jest tylko wpływ elektrolitu na otaczającą glebę. W tym celu wprowadza się korektę współczynnika C. Może on zmieniać się w różnych warunkach od 0,05 do 0,5.

Wzór do obliczania oporu przedstawiono na rysunku.

Uziemienie elektrolityczne jest wykonane w postaci poziomego odcinka wydrążonej rury wykonanej ze stali nierdzewnej lub stopów miedzi odpornych na procesy korozyjne. Dzięki temu gleba jest nasycana elektrodami solami mineralnymi o właściwościach elektrolitycznych.

Sole wpadające do gleby są przekształcane pod wpływem wilgoci w glebie w elektrolit, który:

1. poprawia właściwości przewodzące gleby;

2. obniża temperaturę zamarzania gleby w pobliżu elektrody, a tym samym dodatkowo zmniejsza opór elektryczny pętli uziemienia.

Skuteczną metodą zwiększenia operacyjności takich struktur jest zastosowanie aktywatorów - specjalnych agregatów o zmniejszonej rezystywności. Ich umieszczenie na zewnątrz elektrody zmniejsza rezystancję przejścia w kierunku od elektrody uziemiającej do ziemi i zwiększa pole powierzchni, z którym następuje przenoszenie prądu z elektrody.

Charakterystyczną cechą takich struktur jest to, że współczynnik C stopniowo maleje z upływem czasu: wpływa to na powolną penetrację elektrolitu w glebę i wzrost jej objętości.

Elektrolit stopniowo ługuje sole elektrody nawet w gęstej glebie i obniża współczynnik C z 0,5 do 0,125 w ciągu sześciu miesięcy po uruchomieniu.

Wszystkie te cechy działania elektrolitycznych przewodów uziemiających są dokładniej uwzględnione przy obliczaniu przez specjalistów laboratoriów elektrycznych.

Uproszczona metodologia uziemienia dla Home Master

Elektrykowi domowemu bez specjalnej wiedzy dość trudno jest poruszać się we wszystkich tych technologiach, które wymagają stałego wprowadzania różnych korekt i współczynników do obliczeń. Zaproponowano mu proste i niedrogie rozwiązanie oparte na już opracowanym programie komputerowym.

Jest to narzędzie, które nazywa się po prostu: „Elektryczne” i jest bezpłatnie dystrybuowane przez programistę za pośrednictwem zasobów internetowych. Można mu jednak pomóc, wymieniając niewielką sumę pieniędzy, którą wyda na ulepszenie działających algorytmów.

Program do pobierania jest zarchiwizowany i zajmuje 15,9 MB. Po zainstalowaniu na komputerze tworzy folder CU znajdujący się w katalogu „Program Files” na dysku C i zajmuje 55,5 MB.

Jak obliczyć rezystancję uziemienia za pomocą programu „Elektryczny”

Po otwarciu narzędzia w dolnej części okna należy wybrać tryb obliczania „Uziemienie”.

Otworzy się okno, w którym należy określić typ projektu urządzenia uziemiającego.

Weźmy na przykład metodę nr 1 zalecaną przez programistę i wybierz ją kropką, a następnie naciśnij przycisk „Wybierz”.

Otworzy się okno do wprowadzenia danych projektowych pętli uziemienia, których używamy, oraz charakterystyki klimatyczne strefy naszego zamieszkania. Wprowadzamy uśrednione parametry, jak pokazano w przykładzie za pomocą dodatkowych przypisów, sprawdzamy je i klikamy przycisk „Obliczanie konturu”.

Program „Elektryk” samodzielnie i dość szybko wykonuje całe obliczenia pętli uziemienia, oferuje schemat dystrybucji i liczbę elektrod uziemienia, wymiary geometryczne wszystkich elementów konstrukcyjnych.

Oferuje także możliwość dodatkowej korekty obliczonych charakterystyk i pojawia się ostrzeżenie o potrzebie potwierdzenia wyników dostarczonych przez licencjonowane laboratoria elektryczne zatwierdzone do projektowania pętli uziemienia.

Bez tej kontroli możliwy jest błąd w działaniu przewodów uziemiających, który może spowodować poważne szkody materialne dla właściciela i spowodować obrażenia elektryczne osób w pobliżu w przypadku awarii.

Uwaga! Nawet najdokładniejsze i poprawnie wykonane obliczenia nie są w stanie wykluczyć błędów w instalacji i podłączeniu pętli uziemienia.

Można je wykryć tylko przez laboratorium, wykonując pomiary elektryczne na ich specjalistycznym sprzęcie.

Jak sprawdzić jakość zainstalowanej pętli uziemienia

Poprawność usuwania niebezpiecznych prądów z budynku można znaleźć tylko na dwa sposoby:

1. wystąpienie rzeczywistej sytuacji awaryjnej i sprawdzenie konsekwencji jej przejścia;

2. pomiary elektryczne.

Pierwsza metoda jest najdokładniejsza i najskuteczniejsza, ale nie pozwala wyeliminować awarii i często prowadzi do smutnych konsekwencji w przypadku błędów. W praktyce stosowana jest druga metoda: zaangażowanie specjalistów ze przeszkolonych urządzeń elektrycznych.

Jakie pomiary wykonuje laboratorium?

Wśród niewtajemniczonych często pojawia się zamieszanie z podstawową pracą i warunkami wykonywanymi przez takie organizacje. Dlatego skupimy się na ich interpretacji:

1. pomiar rezystancji uziemienia;

2. test rezystancji uziemienia;

3. pomiar rezystancji izolacji.

Jak widać, wszystkie trzy rodzaje pracy są bardzo podobne pod względem nazwy, ale są wykonywane przy użyciu różnych technologii, realizując swoje własne, unikalne cele.

Pomiary rezystancji uziemienia mają na celu określenie jakości połączeń obudów urządzeń metalowych, które osoba może dotknąć potencjałem ziemi za pomocą urządzenia uziemiającego. W tym przypadku rezystancja elektryczna tej sekcji jest mierzona za pomocą specjalnych urządzeń typu M416 lub jej nowoczesnych analogów o różnych modyfikacjach.

Sprawdzanie rezystancji uziemienia służy do analizy stanu ochrony odgromowej budynku. Jego ocena jest przeprowadzana w celu określenia rezystancji obwodu w najgorszych warunkach pracy, w celu określenia stopnia zużycia całej konstrukcji i przedstawienia zaleceń dotyczących jego odbudowy.

Do pomiaru elektrody szpilkowe są instalowane w kilku punktach w terenie i między nimi a obwodem występuje różnica potencjałów.

Pomiary rezystancji izolacji sugerować:

1. określenie stycznej stratności dielektrycznej warstwy izolacyjnej poprzez przeprowadzenie testów wysokiego napięcia;

2. pomiary za pomocą megomierza.

Wszystkie te prace wymagają specjalnego drogiego sprzętu, którego nie używa zwykły elektryk.