Розрахунок заземлення: упращенія правила виконання самостійно

Розрахунок захисного заземлення зробити самостійно зможе тільки фахівець, який знайомий з законами електрики і має професійні навички в даному відповідальній справі. Сподіваємося, що інформація, яка буде представлена ​​нижче, допоможе людям, які не є в даному питанні професіоналами, а наведені приклади обчислень прискорять правильні розрахунки. 
Років 20 тому в житлових будинках / квартирах (особливо в сільській місцевості) ніхто не робив заземлення електричної проводки: будівельники – електрики підводили в приміщення тільки фазу і нуль. На промислових об’єктах такого «неподобства» не було: розрахунок захисного заземлення проводився професійно і в необхідному обсязі. На промислових підприємствах, там, де це було можливо, виробляли занулення електричного контуру. При однофазної проводці для того, щоб зробити «занулення» необхідний третій провід (третя жила в кабелі).

Необхідні відомості для самостійного розрахунку заземлення

Фундаментальні вимоги, яких необхідно дотримуватися при виготовленні заземлюючих конструкцій – це розміри металевих елементів.
Залежно від застосовуваного матеріалу (куточка, смуги, арматури / прутка) мінімальні показники елементів повинні бути не менше:

  • Смуга 12х4 – 4,8 см2;
  • Куточок 4х4;
  • Арматура / пруток – діаметр від 1,0 см;
  • Труба (товщина стінки) – 3,5 мм.

Найменші розміри металевих елементів, з яких монтуються заземлюючі контури

  • Довжина заземляющего елемента повинна бути не менше 1,5 – 2 м.
  • Інтервал між металевими елементами контуру береться зі співвідношення їх метражу, тобто: a = 1хL; a = 2хL; a = 3хL.

Залежно від наявної на ділянці майданчика і можливості проведення монтажних робіт, заземлюючі елементи контуру можна встановлювати будь-яким способом: в ряд, або іншим методом (трикутником, квадратом і т.п.).
Для точності обчислень необхідно знати питомі показники опірності різних видів грунту і водного середовища.
Таблиця № 1
Показники (приблизні) питомих опорів ґрунтів і води p, Ом • м

Найменування грунту / водного середовища Питомий опір, Ом • м
пісок 700
супісок 300
суглинок 100
глина 40
Грунт на присадибних ділянках 40
Глина (шар 7-10 м) або гравій 70
Мергель, вапняк, крупний пісок з валунами 1000-2000
скельна порода 2000-4000
чорнозем 20
торф 20
Вода в річках, що протікають по рівнинах 10-100
Морська вода 0,2-1

З якою метою необхідно провести розрахунок захисного заземлення

Розрахунок заземлення проводиться для того, щоб визначити число металевих елементів, їх робочі характеристики, а також необхідний метраж смуги, яка їх з’єднує, для якісного виробництва заземлюючого контуру.

Приклад розрахунку заземлення

Опір розтікання струму одного вертикального металевого елемента визначається за формулою:

де – ρекв – еквівалентний питомий опір ґрунту, Ом • м; L – довжина стержня, м; d – його діаметр, м; Т – інтервал від поверхні грунту до середини металевого елемента контуру, м.
Коли необхідно встановити заземлюючий контур в неоднорідний грунт (двошаровий), рівнозначне питомий опір ґрунту обчислюється за формулою:

де – Ψ – сезонний кліматичний коефіцієнт; ρ1, ρ2 – питомий опору верхнього і нижнього шару ґрунту відповідно, Ом • м (таблиця 1); Н – товщина верхнього шару грунту, м; t – заглиблення вертикального металевого елемента заземляющей конструкції (найменша глибина траншеї) t = 0.7 м.

Відомості про допустимих значеннях опору заземляющей конструкції в електричних вузлах (агрегатів) до і понад 1000 Вольт

Найбільші допустимі значення Rз, Ом Характеристика електричних вузлів (агрегатів)
Rз < 0,5 Для електричних агрегатів робочими характеристиками понад 1000 Вольт і розрахунковим струмом замикання на грунт Iз < 500А
Rз = 250 / Iз < 10 Для електричних пристроїв робочими характеристиками понад 1000 Вольт і розрахунковим струмом замикання на грунт Iз < 500А
Rз = 125 / Iз < 10 За умови, що заземлювальна конструкція є загальним для злектрічеській агрегатів робочою напругою до і понад 1000 Вольт і розрахунковому струмі замикання на грунт Iз < 500
Rз < 2 В електричних пристроях робочими характеристиками 660/380 Вольт
Rз < 4 В електричних агрегатах робочими характеристиками 380/220 Вольт
Rз < 8 В електричних агрегатах робочими характеристиками 220/127 Вольт

розрахунок занулення

Дані математичні дії виробляються для того, щоб визначити перетин нульового проводу, при якому 100% відбудеться спрацьовування максимального струмового захисту. Запобіжник визначається робочими характеристиками підключеної електроустановки (споживача).

Приклад розрахунку занулення

Порядок розрахунку приклад такої.

  1. Обчислюється номінальний струм запобіжника, виходячи з робочих характеристик підключається електроагрегату – Jп.
  2. Обчислюється опір фазного і нульового проводів Rпров (R ф, Rн):
  3. Rпров =  пров (L / S), Ом
    де:
     пров – питомий опір кольорових металів, Ом • м;
    L і S – довжина лінії (м) і перетин проводів (мм2).

  4. Розраховується повний опір петлі «фаза-нуль»:
  5. де Rф, Rн, Xп – активні опори фазного і нульового електропроводів, індуктивний опір петлі «фаза-нуль» відповідно.
    Xп = Xф + xн + Xп ‘,
    де: Xп ‘- опір взаємоіндукції між проводами, Ом.

    де: μо – магнітна проникність повітря, яка дорівнює 4 • 10-7 Гн / м;
    L – довжина лінії, м;
    d – інтервал між проводами, м;
    D – діаметр проводу, мм.
    Індуктивні опору проводів з кольорових металів малі і ці показники можна не враховувати під час вироблених обчислень. У разі, коли нульові дроти прокладаються окремо, приймається Xп = 0.6 l, при прокладці кабелем або в сталевих трубах значення Xп можна не брати до уваги.

  6. Обчислюється розрахунковий струм короткого замикання з урахуванням повного опору петлі «фаза-нуль» Zп:

де: Zф.пр і Zн – опір фазного і нульового проводу відповідно, Ом;
Zт – повний опір трансформатора (таблиця 2), Ом.
Таблиця 2

Робочі характеристики трансформатора, кВ • А Схема з’єднання обмоток Zт / 3, Ом Робочі характеристики трансформатора, кВ • А Схема з’єднання обмоток Zт / 3, Ом
160 «D» / YПро 0,055 560 Y / YПро 0.0434
180 Y / YПро 0,151 630 «D» / YПро 0.014
250 «D» / YПро 0,0354 750 Y / YПро 0,0364
320 Y / YПро 0,0847 1000 «D» / YПро 0,009
400 «D» / YПро 0,022

«D» – дельта
При загальноприйнятому в електротехніці перетині нульового проводу в кінці розрахунку необхідно дотримуватися умова
Jном < Jп < Jкз >3Jп < Jрасч,
де: Jном, Jрасч – номінальний струм споживача, ток петлі «фаза-нуль», отриманий за розрахунком.
Професійний розрахунок захисного заземлення житлового / нежитлового приміщення позбавить розумної людини (відповідального за технічний стан будівлі) та його співробітників / знайомих / родичів від негативного впливу електричного струму на них. Якщо у читача немає можливості самостійно зробити необхідні обчислення для здійснення якісної заземляющей конструкції, тоді необхідно звертатися до професійних електриків.
Якісний розрахунок заземляющей конструкції – це не приклад на папері вирішувати, В такій справі потрібні не тільки математичні здібності, а й професійні навички, які виробляються роками успішної професійної роботи.

Ссылка на основную публикацию