Таблиця для влаштування та розрахунків заземлюючих контурів

Більшість електроприладів не можуть бути використані без попереднього заземлення. Ця процедура, що складається з декількох етапів, вимагає ретельної підготовки. В ході такої підготовки необхідно провести розрахунок заземлюючого пристрою, який допоможе виключити помилки в процесі вибору і установки заземляющей конструкції.

необхідність заземлення

Незважаючи на всю важливість, розрахунок захисного заземлення і його установка стали обов'язковими відносно недавно. Ще кілька десятиліть тому при забезпеченні електроенергією дерев'яних житлових будинків проводили тільки нульовий провід і фазу, в той час як на виробництвах з метою забезпечення безпеки вже використовували заземлення та занулення обладнання. В основі цих процесів лежить поняття нейтрали.

Цим терміном в електриці прийнято позначати місце сходження трьох фаз, з'єднаних зіркою. Разом із заземленням ця точка утворює глухозаземленою нейтраль трансформатора. Щоб заземлити електроприлади, їх потрібно з'єднати з нейтраллю за допомогою спеціально привареної шини. Для занулення обладнання нейтраль потрібно з'єднати з нульовою шиною.

Сьогодні в житлових і громадських будівлях заземляють водопровідні, каналізаційні, газопровідні труби, а також розподільні електрощітки. Захисне заземлення створюють шляхом з'єднання з землею металевих, не проводять струм конструкцій, які можуть опинитися під напругою. Воно є обов'язковим для мереж:

• Змінного струму – при напрузі від 380 В.
• Постійного струму – при напрузі від 440 В.

У зовнішніх установках і приміщеннях підвищеної небезпеки заземлення конструкції встановлюються при напрузі вище 42 В для змінного струму і вище 110 В – для постійного. Приміщення, в яких існує ризик виникнення вибуху, заземляются при будь-якому рівні напруги.

Види заземлюючих конструкцій

Розрахунок заземлення слід проводити з урахуванням того, де воно буде розташовуватися. За місцем розташування заземлювальна конструкція може бути:

• Виносної. Заземлювач встановлюється за межами площі, на якій знаходяться прилади, які потребують відведення електричного заряду.
• Контурної. Електроди розміщуються по контуру площі з обладнанням, а також всередині неї.

Заземлення приладів, що знаходяться в закритих приміщеннях, здійснюється шляхом прокладання спеціальних магістралей для укладання проводів. Якщо електрообладнання розташовується на відкритій місцевості, необхідності в обладнанні магістралей немає, Корпуси приладів можуть з'єднуватися з заземлительного контуром безпосередньо за допомогою кабелю.

В якості основних деталей в контурах можуть використовуватися природні і штучні заземлювачі. До першого типу відносяться:

• металеві корпуси будівель, з'єднані з землею;
• свинцеві оболонки кабелів, колодязів, свердловин;
• підземні металеві комунікації (крім труб теплотрас і магістралей для вибухових і горючих речовин).

Для відведення заряду від розподільних пристроїв і підстанцій природним шляхом зазвичай використовуються опори відвідних повітряних ліній електропередач. Як з'єднувальні елементи в таких випадках виступають громозащітние троси.

Коли можливість використання природних елементів заземлення відсутнє або вони не дають потрібного результату, їх замінюють стрижнями з кутової сталі, сталевими трубами або прутами із сталі.

Все заземлювачі штучного типу повинні мати певні розміри, які слід враховувати, проводячи розрахунок контуру заземлення. В іншому випадку їх використання не принесе результату.

Розрахунок опору

Правильний розрахунок захисного заземлення полягає в точному визначенні опору розтікання струму (Rз), яке залежить від безлічі факторів (вологості і щільності ґрунту, кількості солей, конструктивних особливостей заземлительного пристрої, діаметра і глибини занурення підключеного проводу та ін.).

Робота заземлительного контуру характеризується кроковим напругою і напругою дотику. Щоб експлуатація електричного обладнання була безпечна для людини, ці параметри не повинні перевищувати встановлених значень.

Їх зниження досягається шляхом зменшення опору розтікання струму. Результатом такого зниження є зменшення струму, що проходить крізь тіло людини при аварії.

У процесі розрахунку заземлення необхідно враховувати такий важливий показник, як питомий опір ґрунту. Таблиця ПУЕ дозволяє дізнатися його для різних видів грунту:

1. Піску з різним рівнем залягання підземних вод.
2. Водонасиченому супеси (пластинчастої і текучої).
3. Пластичної та напівтверді глини.
4. Суглинку.
5. Торфу.
6. Садовій землі.
7. Чорнозему.
8. Кокса.
9. Граніту.
10. Кам'яного вугілля.
11. Мела.
12. Глинистого мергелю.
13. Пористого вапняку.

Всі представлені в таблиці різновиди грунту відрізняються різним рівнем вологості, яка також позначається на кінцевому значенні опору розтікання струму. Для його точного визначення питомий опір множать на коефіцієнт сезонності. Ця цифра залежить від нижчої температури і способу розташування електродів (вертикального або горизонтального).

Крім питомої опору грунту (ρ), для підрахунку опору розтікання (Rз) необхідно знати довжину електрода (l), діаметр прута (d) і глибину розташування середньої точки заземлювача (h). Взаємозв'язок цих величин відбивається у формулі Rз = ρ / 2πl ∙ (ln (2l / d) + 0.5ln ((4h + l) / (4h-l)).

Якщо основою для заземлення установки є зварені зверху вертикальні електроди (n), доцільніше буде використовувати формулу Rn = Rз / (n ∙ Kісп), в якій буквами Kісп позначається коефіцієнт використання електрода (з обліків впливу сусідніх). Його також легко знайти в спеціальній таблиці.

Незалежно від обраної формули, при підрахунку захисного заземлення слід брати до уваги нормоване опір заземлювача (для приватного будинку, джерела струму або підстанції), розміри основних деталей конструкції і сполучних елементів, а також кількість і метод з'єднання електродів (в ряд або в формі замкнутого контуру ).

Проводити розрахунок заземлительного контуру має сенс тільки в тому випадку, якщо в якості заземлювачів використовуються штучні елементи. Формул для визначення опору природних заземлювачів не існує.