Захисне заземлення — розрахунок контуру і опору

Зміст

  • Приклади, які свідчать про необхідність заземлення
  • Правильні розрахунки опору заземлюючого пристрою
  • Розрахунок заземлюючого контуру
  • Відео: «Екранування. Земляні контури.»

Для більшості обивателів питання слід заземлювати побутову електротехніку, здається несуттєвим і необов’язковим. Хіба що до розряду приладів, які підлягають обов’язковому заземлення, вони відносять надпотужні вироби і пристрої. Таке зневажливе ставлення до одного з основних законів електротехніки і, відповідно, пожежної безпеки закладені в свідомість людини тими ще недалекими часом, коли в електропроводці для облаштування електричної освітлювальної системи в житловому будинку навіть не передбачався монтаж заземлюючого проводу.

Однак сьогодні в сучасній квартирі значно зросла кількість побутових електроприладів, у тому числі великої потужності, і, відповідно, зросла їх енергоспоживання, а значить, збільшилося навантаження на електричну мережу.

Заземлення електроприладів є однією з основних систем захисту вашої домашньої електричної мережі підключаються до неї приладів і пристроїв. Тому не слід ігнорувати очевидне, це верх безвідповідальності, тим більше що сучасними нормами електробезпеки чітко регламентуються вимоги, які передбачають обов’язкове заземлення всіх побутових електроприладів потужністю більше 1,3 ватт.

Це слід розуміти так, що якщо навіть заземлення спочатку було відсутнє, його необхідно облаштувати своїми силами (або з допомогою відповідних спеціалістів). Природно, безпосередньо роботі передують розрахунки заземлення. Усім, хто вперше стикається з необхідністю виконання заземлення, перш за все, необхідно чітко зрозуміти, навіщо будують заземлювальні спуски, які фактори враховуються при розрахунках і як виконати це технічно. Погодьтеся, якщо отримати вихідні дані про заземлення за допомогою комп’ютерної програми, вам, як рядовому користувачеві, не знайомого з основами електротехніки, це практично не додасть розуміння.

Тому, якщо ви дорожите життям і здоров’ям своїх близьких, радимо приділити увагу нижчевикладеній інформації. Вона змусить вас переглянути свої погляди на необхідність облаштування заземлення. Впевнені, ви витратите не дарма — завдяки набутим знанням ви уникнете багатьох небезпечних моментів і ризикових ситуацій при експлуатації електричних приладів у своїй квартирі. Розглянемо необхідні формули розрахунків і постараємося розібратися в самій суті заземлення більш докладно.

Будь електротехнічного пристрою в процесі роботи властиво наявність напруги на токопроводящем корпусі, що зумовлено проходженням струму по обмотках трансформатора або електродвигуна. Навіть якщо корпус не є частиною загальної електричної ланцюга, на ньому в будь-якому випадку утворюється напруга, що створює електромагнітне поле від струмів, що працюють усередині приладу. Для відводу напруги з корпусу електричного приладу його треба з’єднати із землею, в прямому сенсі цього слова, тобто, необхідно заземлити корпус приладу.
На прикладі розрахунку заземлень з допомогою комп’ютерної програми Elcut розглянемо, які дані необхідно закласти в програму, щоб вона видала вихідні дані стосовно до вашого нагоди і умов.

Приклади, які свідчать про необхідність заземлення ↑

Згодом ви зможете переконатися, що програма працює віртуозно і практично виключені збої. Для того щоб ви досконало могли осмислити видані програмою розрахунки, необхідно розібратися з деякими тонкощами роботи програми.

Чому і коли технічно доцільно облаштовувати заземлення наочно видно на прикладі роботи сучасного телевізора і мережевого фільтра. Телевізори останніх поколінь обладнані спеціальним пристроєм, що відключає телевізор в разі перенапруги. Для спрацьовування цієї функції телевізор повинен бути заземлений, у разі його відсутності пристрій при виникненні зазначених аварійних ситуацій буде «мовчати», що призведе до поломки дорогого приладу. Тепер мережевий фільтр підключення комп’ютера — він також працює при наявності заземлення, а без нього це просто подовжувач, на який ви у такому разі даремно викинули гроші.

Як бачите, технічна необхідність заземлення електроприладів обґрунтована. Однак крім цього існує і більш важлива необхідність облаштування заземлення — безпечна експлуатація електроприладів. Про те, наскільки це суттєво, видно з такого прикладу: незаземлений холодильник розташований поруч з опалювальної батареєю, на його корпусі виникло відносно невелика напруга порядку 50-100 вольт. Для дорослої людини це напруга при випадковому дотику буде майже не відчутним. А ось якщо до приладу доторкнеться дитина і одночасно (випадково чи ненавмисне) в цей же час доторкнеться до батареї центрального опалення, яка обов’язково заземлена, він опиниться між заземленням (батарея) і напругою (холодильник), тобто, своїм організмом створить електричний ланцюг: корпус холодильника, що знаходиться під напругою — організм людини — заземлена батарея. Незміцнілий дитячий організм дуже чутливий до струму навіть у невеликих величинах, при його проходженні через організм наслідки можуть бути дуже серйозними і навіть фатальними. Тому риторичного питання бути чи не бути заземлення, відповідь однозначна — Люди! За допомогою захисного заземлення забезпечте себе та своїх близьких від ризикових ситуацій.

Облаштування заземлення в сучасних багатоповерхових будинках не вимагає значних робіт. Електрична проводка в цих будинках крім робочих електричних жив включає в себе також і заземлюючий провід. І щоб робота електроприладів була безпечною, достатньо буде того, що ви встановите електричну розетку з трьома контактами, один з яких якраз і передбачений для підключення заземлюючого проводу.

Що стосується будинків і квартир, в яких облаштування електричної системи було виконано без заземлюючого проводу, його необхідно прокласти. Для варіанта, коли розподільний щиток з електричними лічильниками знаходиться на сходовому майданчику, при якому заземлюючий або нульовий провід (залежить від того, яка у будинку схема електроживлення — чотирьох або пятипроводная) приєднують до металевого корпусу електричного щитка, необхідно лише знайти вільну клему для приєднання на корпус.

Ні в якому разі не порушуйте непорушне правило — кожен провід заземлення повинен бути приєднаний до окремого гвинту.

А ось таким же чином виконати цю роботу в старенькій хрущовці швидше за все не вийде, тому що використовувати нульовий робочий дріт для заземлення заборонено — для цього повинен бути окремий заземлювач. Вихід один — використовувати в якості заземлюючих пристроїв природні елементи струмопровідних конструкцій, які мають надійний контакт із землею або спеціальні штучні заземлювачі.

В якості природних заземлювачів можна використовувати арматуру фундаменту, водопровідні труби, виключаючи систему опалення, зовнішню металеву оболонку броньованих кабелів (крім алюмінієвих кабелів).

Заземлюючі пристрої штучного типу поділяються на вертикальні і горизонтальні: в одному випадку це вбиті в грунт металеві стрижні, сполучені між собою струмопровідної смугою, приєднаної до стержнів зварним способом. В іншому випадку — металеві електроди, прокладені по горизонтальній схемі в землі. І розташовувати їх необхідно обов’язково нижче глибини промерзання грунту.

Правильні розрахунки опору заземлюючого пристрою ↑

Ефективне заземлення можливо тільки завдяки обґрунтованим попередніми розрахунками, в яких основним початковим параметром вважається опір заземлюючого контуру. Сучасними правилами електроустановок його значення не допускається більше 8 Ом для мережі з напругою 220 вольт і 4 Ом — при напрузі 380 вольт. Це вимога до заземлювального пристрою діє цілий рік. Звичайно, із зменшенням напруги мережі допускається збільшення опору контуру заземлення до прийнятного значення, здатного забезпечити безпеку людей, особливо дітей, при контакті з металевою поверхнею електроустановки у разі потрапляння на неї фазної напруги. Зі зменшенням опору заземлення на корпусі електричного вироби, відповідно, буде залишатися меншу напругу.

Вимірюють опір заземлення спеціальними вимірювальними приладами з високим ступенем точності.

Розрахунок заземлюючого контуру ↑

Розрахунку контуру заземлення передує обробка і аналіз грунту, в якому буде закладено контур заземлення, тому що у кожної категорії ґрунту свої показники електричної провідності. Питомий опір ґрунту визначають на основі таких показників:

  • щільність ґрунту;
  • хімічний і механічний склад ґрунту;
  • температурний режим;
  • вологість.

Вже відразу видно, що цей показник в залежності від погодних умов і пори року буде істотно змінюватися, тому при розрахунках беруться за основу найвищі сезонні характеристики питомого опору.

При розрахунку опору заземлювача одиночного вертикального типу застосовують формулу:

де:

  1. R₁ (Ом) — розмір якого встановлюється опір стрижня одиночного заземлювача.
  2. ∏ (3,141592) — константа.
  3. Ρ (Ом∙м) — питомий опір грунту.
  4. L (м) — довжина стрижня заземлюючого пристрою.
  5. ln — натуральний логарифм.
  6. T (м) — відстань від центру стрижня до рівня поверхні землі.
  7. d (м) — діаметр стержня (м).

Розрахунок опору заземлювача, який складається з декількох однотипних стрижнів, встановлених на одній глибині, використовують наступну формулу:

де:

  1. R (Ом) — розмір якого встановлюється опір заземлюючого пристрою складається з групи стрижнів.
  2. R₁ (Ом) — опір одного стрижня.
  3. K₁ — коефіцієнт впливу електродів один на одного.
  4. N — кількість стрижнів, з яких складається заземлювальний пристрій.

Коефіцієнт впливу електродів між собою залежить від відстані між ними. Не допускайте, щоб ця відстань була менше їх довжини. Оптимальний варіант, коли воно дорівнює 2,2 довжини стрижнів. З’єднують стрижні в заземлителе многоэлектродного типу металевою смугою з мінімальним перетином 150 мм2.

Перераховані вище формули показують, що опір заземлюючого пристрою залежить від того, який опір грунту і довжина електродів, тобто із збільшенням електричного опору ґрунту необхідно збільшувати довжину електродів в заземлителе. Якщо грунт важкий і не дозволяє вбити електроди на потрібну глибину, необхідно використовувати більшу кількість електродів, а якщо пристрій заземлення виконується в умовах скельних порід підвищеної твердості, доведеться виконувати заземлювальний пристрій горизонтального типу або влаштовувати електролітичні заземлювачі.

Відео: «Екранування. Земляні контури.» ↑

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>