Izračun ozemljitve zasebne hiše, stavbe, razdelilne postaje, električne opreme, zaščite pred strelo, kablov, delavnic: GOST, primer
Ozemljitvena žica je rumena z svetlo zeleno črto. Vsak, ki je vsaj enkrat namestil napeljavo v svoji hiši, se je spraševal: "Zakaj je dejansko potreben?". Ali je pomembno zapletati zasnovo, imeti dodatne stroške? Kakšen je namen ozemljitve in kako ga pravilno namestiti, tako da opravlja dodeljene naloge?
Kaj pomeni prizemljevanje ljudi?
V življenju naših daljnih prednikov ni bilo nobene druge električne energije, razen atmosferske. Prvi sistemi za ozemljitev so služili samo za zaščito pred strelo. Ugotovitve, ki jih je mogoče razvrstiti kot strelovod, ki so jih arheologi odkrili med izkopavanji starih egiptovskih naselij. To so dolge bakrene palice, en konec je potopljen v zemljo in se dviga nad zgradbami.
Obstajajo dokazi, da je tudi tretji Ramzes odredil namestitev jamborjev, okrašenih s plemenitimi kovinami, da bi zaščitili templje pred strelo. Vendar pa po tem, ko se strele ni slišal do osemnajstega stoletja, ko so postali razširjeni in so bili znanstveno utemeljeni.
Vendar pa so se z razvojem tehnologij, ki temeljijo na rabi električne energije, znanstveniki soočali z vprašanjem zaščite ljudi pred škodljivimi dejavniki električnega toka, vendar tokrat ne z atmosfero, temveč s "domom", ki ga ustvarjajo stroji, ki jih je zgradila ista oseba. Izkazalo se je, da je rešitev na površini.
Dejansko, ozemljitev - skoraj natančno kopijo zasnove strele. Z nevarnega območja se tok preusmeri v zemljo s pomočjo podajalnika - kovinske palice, žice, kabla. S pomočjo ozemljitve zaščitite električne enote, domača omrežja, gospodinjske in industrijske naprave. V primerih, ko pride do požara na objektih za oskrbo z električno energijo, so s posebnimi napravami ozemljene požarne črpalke in celo ročne cevi, ki jih gasilci uporabljajo za gašenje požara.
Načelo zaščitnega učinka ozemljitve
Načelo ozemljitve je zelo preprosto. Kaj je škodljiva (destruktivna) sila električni tok? Vse se začne z dejstvom, da se pri ustvarjanju posebnih pogojev na enem mestu nabere veliko število negativno nabitih delcev - elektronov. Ker pa vse v naravi nagiba k ravnovesju, ta presežek delcev teži tam, kjer jih je malo. Ne zveni preveč strašljivo, toda, ko se tok električnosti priteče v zemljo iz elektrificiranih oblakov, ti ti drobni delci uspejo segreti plasti atmosfere na milijone stopinj.
Izumitelji so se naučili puščati ta tok v mirni smeri električne žice. Elektroni se skozi žico segrejejo, včasih svetijo od toplote ali ustvarijo elektromagnetna polja, ki poganjajo rotorje močnih motorjev.
Toda stroji včasih ne uspejo in tok elektronov, ki iščejo pot, ga vodi skozi človeško telo. Ozemljitev zgolj zagotavlja nabite delce, tako rekoč, alternativno pot - bolj udobno cesto z manjšim uporom.
Tako večina elektronov prehaja skozi zemeljsko zanko, kar zmanjšuje moč toka, ki poteka skozi človeško telo. Namestitev in pravilen izračun ozemljitvene zaščite pred strelo - nujni pogoj za varnost bivanja v hiši.
Zahteve za ozemljitev
Če je izračun ozemljitve zasebne hiše, kot tudi odločitev o njeni namestitvi v celoti odvisna od vesti lastnika, potem to ne velja za industrijske stavbe in prostore. Tako je glede na obstoječa pravila za električno napeljavo prisotnost in značilnosti ozemljitvenega sistema odvisna ne le od napetosti, pod katero delujejo stroji, temveč tudi od mikroklime.
Izračun električne ozemljitve se izvede v fazi projektiranja. V prostorih, kjer se uporablja izmenični tok z napetostjo nad 50 V ali konstantno več kot 120V, je ozemljitvena naprava obvezna v vseh primerih. Z nižjo napetostjo - od 25V do 50V AC ali 60 ... 120V DC - GOST izračun ozemljitve zahteva samo v prostorih s povečano nevarnostjo. Ozemljitvene naprave so tudi ozemljene.
Stroji, ki delujejo na električno energijo z napetostjo, manjšo od navedenih vrednosti, so ozemljeni samo v delavnicah z visoko vlažnostjo ali v tovarnah, kjer obstaja nevarnost nastanka eksplozivnih mešanic plin-zrak ali plin-prah.
Numerične značilnosti ozemljitve
Izračun ozemljitve zgradbe za kakršenkoli namen se začne z določitvijo zahtevanih značilnosti sistema. Koncept upora ozemljitvene naprave nima smisla podrobneje obravnavati. To ni nič drugega kot odpornost same ozemljitve (cevovod, jekleni okvir ojačitve, kovinska tlačna palica), povezana z ozemljitveno žico. V izračun izračuna ozemljitve teh podatkov se ne splača zaradi njihove majhnosti.
Glavni interes je odpornost na ozemljitev proti razprševanju toka. Ta upor se meri med ozemljitvijo in zemljo. Točka zemlje se vzame na površje.
Standardne vrednosti upornosti ozemljitve proti trosenju:
- trifazni tok 660V ali enofazni 380V - 2 ohma;
- trifazni tok 380V ali enofazna 220V - 4 ohma;
- trifazni tok 220V ali enofazni 127V - 8 ohmov.
Naravna ozemljitev
Izračun ozemljitve je odvisen od vrste in značilnosti zaščitenega objekta. Vendar pa se za nekatere vrste stavb, zlasti zasebne hiše in hiše, zdi povsem mogoče uporabiti naravno ozemljitev.
Najboljši med njimi se štejejo za kakršno koli komunikacijo, ki se s hišo izvede s kovinskimi cevmi pod zemljo. Lastniki stanovanj, ki imajo na razpolago takšno napeljavo, načeloma ne morejo izračunati ozemljitve. Primer je vodovod iz jeklenih cevi ali kanalizacijski vod od hiše do greznice iz litega železa.
Takšne komunikacije so zaradi svoje dolžine običajno odlične v smislu odpornosti na širjenje. Še posebej dobro deluje vodovodna linija. Dejstvo je, da so te cevi, da bi se izognili zamrzovanju cevi pozimi, zakopane pod globino največjega zmrzovanja tal na tem območju. To pa varuje sistem pred povečanjem odpornosti, ki jo povzroča preobrazba podzemne vode v led, in obratno - sušenje tal.
Druga varianta naravne ozemljitve lahko služi kot ojačitev betonskega temelja. Vendar pa obstaja en pogoj - primerni so samo priključki z varjenim okvirjem, kot med palicami, ki so povezane z pletena žica, Ni dovolj zanesljivega stika.
Umetno ozemljitev
V zadnjem času pa je komunikacija izredno redko položena kovinske cevi neposredno v tla zaradi krhkosti te metode. Najpogosteje so ozemljitveni elementi izdelani in nameščeni posebej, pred katerim se izračuna ozemljitev. Primer najpogostejšega dizajna so kovinske palice, kovane v zemljo. Konci palic, ki štrlijo iz tal, so povezani v en sam električni tokokrog. Zanesljive povezave so dosežene na različne načine - elektroobločno varjenje, navojni priključki itd.
Ta zasnova je univerzalna in najpogostejša. Moral bi se ukvarjati z njo. Kakšna je njegova vsestranskost? Gre za palice - če je odpornost na širjenje električnega toka višja od zahtevane, se sistem preprosto poveča z dodatnimi elementi. Poleg tega igra pomembno vlogo izjemna preprostost takega ozemljenja in zmožnost, da ga namestimo iz vseh razpoložljivih materialov.
Osnova ozemljitve so kovinske palice. Kot kaže praksa, proizvodnja in delovanje ozemljitve, glavna zahteva za njih - jih je treba z lahkoto zabiti v tla s konvencionalnim kladivom z dolžino približno 1,5 metra.
Za te namene, najpogosteje jemala jeklena palca cevi ali centimeter palico (rebar). Z drugimi besedami - vse, kar ostane na gradbišču po izgradnji hiše.
Celotna konstrukcija je nameščena na razdalji približno 2 metra od stavbe. Palice se potisnejo v zemljo na razdalji 1,5 metra ena od druge v obliki ravne črte ali zaprte konture. Med koncema palic je vkopan utor majhne globine in širine, v katerem je jeklena žica ali ojačitev položena približno 4 ... 6 mm in varjeno izmenično do konca vsake palice. Nato se vse palice poganjajo globlje, tako da se kontura, ki jih povezuje, potopi v zemljo in se celotna zgradba napolni. Na površini ostane konec palice, ki je najbližje hiši - za priključitev ozemljitvenega vezja.
Izračun ozemljitvenega sistema
Izračun se zmanjša na izračun števila palic, ki so potrebne za doseganje določenih parametrov ozemljitve. Za izračun je treba poznati upornost ene palice. Ta upor se lahko izmeri ali izračuna.
Merjenje se izvede po metodi, prikazani na sliki.
Odpornost palice je določena s formulo
R = U / I, kjer
U je napetost, izmerjena z voltmetrom, V;
I je jakost toka, izmerjena z ampermetrom, A.
Izračun ozemljitve se lahko izvede brez meritev, za to morate uporabiti precej kompleksno formulo, ki je univerzalna za vsako vertikalno ozemljitev.
Za izračun s to formulo so potrebni naslednji začetni podatki:
ρ eq - ekvivalentna upornost tal, Ohm; m;
L - dolžina droga, m;
d - premer palice, m;
T je razdalja od površine tal do sredine ozemljitve (geometrično središče palice), m
Enakovredno odpornost tal - vrednost se normalizira za znane vrste tal:
- šotišča, gozdne usedline - 15 ... 25 Ohm; m;
- humus, černozem - 45 ... 55 Ohm; m;
- glina in ilovica - 55 ... 65 Ohm; m;
- peščeno-glinasta tla - 140 ... 160 Ohm; m;
- peščenjaki z globino podtalnice do 5 m - 500 ohm m;
- peščenjaki s podzemno vodo globljo od 5 m - 1000 ohm ∙ m;
Ko je znan upor ene vertikalne palice, se lahko izračuna njihovo zahtevano število.
R n - normalizirana odpornost na razprševanje toka ozemljitvene naprave, Ohm;
ψ je sezonski klimatski koeficient odpornosti tal, za srednji del Ruske federacije pa 1,7.
Kako izgleda v praksi?
Izračun električne ozemljitve. Primer je zasebna hiša, uporablja se enofazno električno omrežje, zahtevana odpornost na trosenje ni višja od 4 ohmov. Lokacija - Černozem: ekvivalentna upornost tal je 50 Ohm. M. Za opremo ozemljitvenega sistema se uporabljajo jeklene cevi dolžine 160 cm in premera 32 mm.
Izračun enega ozemljitve:
Zavedajoč se odpornosti proti trosenju n-tega ozemljila, je enostavno izračunati zahtevano število njih:
Odgovor: 11 ozemljitev.
Nasveti
Suha zemlja je neuporaben vodnik električnega toka, tako da na peščenih tleh, daljše so tlačne palice, bolje je.
Ker je konstrukcija tankega kovine nenehno v mokri podlagi, se bo zaradi korozije zelo hitro porušila in prenehala opravljati svoje funkcije. Zato morajo biti zemeljske palice narejene iz dovolj debelega valjanega materiala.
Odlična ozemljitev bi lahko bila vodonosnik, če je ohišje kovinsko.
Če je streha hiše izdelana iz kovine (valovite), je nujno ozemljena. Takšna zasnova je odlična zaščita strele stavbe.
Pripravljene strele je mogoče dobiti z ozemljitvijo kovinskega droga televizijske antene, če obstaja.
Značilnosti izračuna industrijske opore
Izračun ozemljitvene podpostaje je obvezen. Na ozemlju elektronapajalne postaje obstaja velika količina opreme, ki deluje z visoko napetostjo. Skoraj vsa oprema (transformatorji, električni ščitniki armirani beton in podporni stroji za železo, kabelske spojke, pokrovi kablov in ločilniki) morajo biti ozemljeni.
Odpornost raztrosa toka na obravnavanih objektih ne sme presegati 0,5 Ohm. Da bi dosegli dano vrednost, se pri uporabi podpostajne opreme maksimalno uporablja naravna ozemljitev, kot so cevovodi podzemnih kanalov, kovinski poli in kabli, ki jih podpirajo.
Upornost teh sistemov se izračuna po formuli:
kjer
R Tr - odpornost posameznih kabelskih daljnovodov, Ohm;
R op - odporni tok nosilca, Ohm.
Izračun ozemljitvene delavnice industrijskega podjetja se izvede glede na razpoložljivost in količino vgrajene opreme. Sam izračunni algoritem se ne razlikuje od obravnavanega primera. V skladu z obravnavano shemo se izračuna tudi ozemljitev kabla.