Расчет заземляющего устройства: Технический расчёт традиционного заземляющего устройства для КТП 10/0,4 кВ — БилдоМан

Содержание

Технический расчёт традиционного заземляющего устройства для КТП 10/0,4 кВ

Мероприятия выполнены в соответствии с ПУЭ 7-е изд. Глава 1.7..
Объектом установки защитного заземления является комплектная трансформаторная подстанция (КТП) напряжением 10/0,4 кВ. В соответствии с данными заказчика, грунт в предполагаемом месте установки заземляющего устройства суглинок. Удельное сопротивление грунта примем равным 100 Ом∙м.

В соответствии с ПУЭ п.1.7.96, 1.7.97 и 1.7.104 для электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью (35-10 кВ) сопротивление ЗУ не должно превышать 4 Ом.

В соответствии с ПУЭ п. 1.7.101 сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генератора или трансформатора или выводы источника однофазного тока, в любое время года должно быть не более 4 Ом при линейном напряжении 380 В источника трехфазного тока.

Комплекс мероприятий по обеспечению необходимых требований к заземляющему устройству представлен следующими решениями:

установка 30 вертикальных электродов длиной 3 м из угловой стали размером 50х50х5 мм (ГОСТ 8509-93), объединенных горизонтальным контуром из полосы стальной сечением 5х32 мм (ГОСТ 103-2006), проложенным вокруг КТП. Глубина заложения полосы 0,7 м;
до стены КТП прокладывается горизонтальный заземлитель длиной 1 м (полоса стальная сечением 5х32 мм).

Расположение элементов заземляющего устройства показано на рисунке 1.

Рисунок 1 — Расположение элементов заземляющего устройства

Расчёт сопротивления заземляющего устройства:

Сопротивление горизонтального электрода:

p — удельное сопротивление грунта, Ом·м;
b — ширина полосы горизонтального электрода, м;
h — глубина заложения горизонтальной сетки, м;
Lгор — длина горизонтального электрода, м.

Сопротивление вертикального электрода:

ρ – удельное сопротивление грунта, Ом·м;
L – длина вертикального электрода, м;
d – диаметр вертикального электрода, м;
T– заглубление — расстояние от поверхности земли до заземлителя, м;

t – заглубление верха электрода, м

Полное сопротивление заземляющего устройства:

n – количество комплектов;
kисп – коэффициент использования;

Расчётное сопротивление заземляющего устройства составляет 3,55 Ом.

Перечень необходимых материалов:

№	Изделие	Размер	Коли-чество
1.	Уголок стальной горячекатаный равнополочный для заземления ГОСТ 8509-93	50x50x5 длина 3 м	30 шт.
2.	Полоса стальная горячекатаная для заземления ГОСТ 103-2006	5×32	93 м

Смотрите далее — Приложение № 2. Локальный сметный расчёт 030 (применение модульного заземления ZANDZ из вертикальных стержней из нержавеющей стали диаметром 16 мм и длиной 1,5 м).

Вам требуется выполнить проект по заземлению и молниезащите? Закажите его, обратившись в Технический центр ZANDZ.ru!

Смотрите также:

Примеры расчёта заземляющего устройства | энергетик

Привёдем несколько примеров для расчёта заземления:

Любой предварительный расчёт заземления сводится к определению сопротивления растекания тока заземлителя в соответствие с требованием ПУЭ, как уже отмечалось ранее, а также на количество требуемых материалов и затрат на изготовления заземляющего устройства (бурение, ручная забивка заземлителей, сварочные работы, электромонтажные работы).

Так же отметим, что любой расчёт начинается с расчёта одиночного заземлителя, одиночный заземлитель применяется в основном для повторного заземления ВЛ опор, где требования ПУЭ (п. 1.7.103.) общее сопротивление растеканию заземлителей должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех же напряжениях: 660, 380 и 220 В.
1. Пример расчёта одиночного заземлителя для опоры ВЛ 380 В:

Выбираем арматуру из таблицы 1 для вертикальных заземлителей — круглую сталь ø 16 мм., длиной L — 2,5 м.В качестве грунта примем глину полутвердую (см. таблицу 5) с удельным сопротивлением ρ — 60 Ом·м. Глубина траншеи равна 0,5 м. Из таблицы 6 возьмем повышающий коэффициент для третей климатической зоны и длине заземлителей до 2,5 м. с коэффициентом промерзания грунта для вертикальных электродов ψ — 1,45. Нормированное сопротивление заземляющего устройства равно 30 Ом. Фактическое удельное сопротивление почвы вычислим по формуле: ρ_факт = ψ·ρ = 1.45 · 60 = 87 Ом·м. Примечание: расчёт одиночного заземлителя проводим без учёта горизонтального сопротивления заземления.

Расчет:

а) заглубление равно (рис. 2): h = 0,5l + t = 0,5 · 2,5 + 0,5 = 1,75 м.;

б) сопротивление одного заземлителя вычислим по формуле, (ρ_экв = ρ_факт):

прим. автора, где ln — логарифм, смотри ⇒ формулы на Рис. 4

Нормируемое сопротивления для нашего примера должно быть не больше 30 Ом., поэтому принимается равным R₁ ≈ 28 Ом., что соответствует ПУЭ для одиночного вертикального заземлителя (электрода) заземления опоры ВЛ — U ∼ 380 В.

Если недостаточно одного заземлителя для опоры, то можно добавить второй или третий, в этом случае для двух заземлителей расчёт выполняется как для заземлителей в ряд, для трёх заземлителей (треугольником) по контуру, при этом надо иметь в виду, что расчёт треугольником малоэффективный, из-за взаимного влияния электродов друг к другу.

2. Пример расчёта заземления с расположением заземлителей в ряд:

Воспользуемся данными из примера 1 , где R = 27,58 Ом·м для расчёт вторичного заземления электроустановок (ЭУ), где нормативное сопротивление требуется не более R_н = 10 Ом, на вводе в здания, при напряжении 380 В и каждого повторного заземлителя не более R_н = 30 (см. ПУЭ п.1.7.103 см. Заземлители) .

Расчет:

а) для расчёта заземления с расположением в ряд заземлителей, как уже отмечалось выше, возьмем данные из примера 1, где R₁ = 27,58 Ом·м одиночного заземлителя и Ψ — 1,45 для третей климатической зоне;

б) предварительное количество стержней вертикального заземления без учета сопротивления горизонтального заземления находится по формуле 4.3 (см. Расчёт заземления):

n₀ = 27,58 / 10 = 3,54 шт, где коэффициент спроса (использования) примем η = 1; далее по таблице 3 выберем число электродов n = 3 в ряд при отношение расстояние между электродами к их длине a = 1хL и коэффициент спроса η = 0,78, далее уточняем число электродов:

n = 27,58 / (10 · 0,78) = 3,26 шт; где потребуется увеличить число электродов или изменить расстояние к их длине a = 3хL, для экономии материалов примем отношение a = 3хL и количество вертикальных электродов равным — n = 3 шт. с коэффициентом спроса η = 0,91: n = 27,58 / (10 · 0,91) = 3,03 шт; т.к. общее сопротивление заземлителя уменьшиться за счёт горизонтального заземлителя;

в) длину самого горизонтального заземлителя найдем исходя из количества заземлителей расположенных в ряд, где а = 3· L = 3 · 2 = 6 м; L_г = 6 · (3 — 1) = 12 м;

г) сопротивление растекания тока для горизонтального заземлителя находим по формуле 5 (см. Расчёт заземления), где в качестве верхнего грунта принято глина полутвердая с удельным сопротивлением 60 Ом·м., до глубины верхнего слоя нашей траншеи t = 0,5 м. см. пример 1; выберем полосу заземлителя 40 х 4 мм., где коэффициент III климатической зоны для горизонтального (полосового) заземлителя возьмём Ψ — 2,2 и коэффициент спроса примем η = 1, т. к. расстояние между электродами более 5 м., что исключает влияние около электродной зоны, по количеству принятых электродов, их длине и отношению расстояния между ними (см. таблицу 3 Расчёт заземления) :

ширина полки для полосы b = 0,04 м.

R_г = 0,366 · (100 · 2,2 / 12 · 1) · lg (2 · 12² /0,04 · 0,5) = 27,90 Ом·м, примем сопротивление горизонтального заземлителя — R_г = 27,9 Ом·м;

где, lg- десятичный логарифм (смотри формулы формулы для расчёта рис. 4), b — 0,04 м. ширина полосы, t — 0,5 м. глубина траншеи.

д) Определим общее сопротивление вертикального заземлителя с учетом сопротивления растеканию тока горизонтальных заземлителей:

R_об= (27,9 · 27,58) / (27,58 · 1) + (27,9 · 0,91 ·3) = 7,42 Ом·м

где R_об— общее сопротивление заземлителей; R_В — вертикального; R_Г — горизонтального, η_Ви η_Г — коэффициенты использования вертикального и горизонтального заземлителя, n — шт количество вертикальных заземлителей.

R_об= 7,42 Ом·м соответствует норме при напряжении U — 380 В для ввода в здание, где нормированное сопротивление не более R_н = 10 Ом (Общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN-проводника каждой ВЛ в любое время года должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В., ПУЭ п.1.7.103.)

3. Пример расчёта заземления с расположением заземлителей по контуру:

В качестве грунта примем сугли́нок — почва с преимущественным содержанием глины и значительным количеством песка с удельным сопротивлением ρ — 100 Ом·м. Вертикальный заземлитель из стальной трубы с наружным диаметром d — 32 мм., толщена стенки S — 4 мм., длиной электрода L — 2,2 м и расстоянием между ними 2,2 м (a = 1хL). Заземлители расположены по контуру. Глубина траншеи равна t = 0,7 м. Из таблицы 6 возьмем повышающий коэффициент для второй климатической зоны и длине заземлителей до 5 м, его сезонное климатическое значение сопротивление составит Ψ — 1,5. Нормированное сопротивление заземляющего устройства равно R_н = 10 Ом·м. Фактическое удельное сопротивление почвы вычислим по формуле: ρэкв = Ψρ = 1.5 · 100 = 150 Ом·м.

а) вычислим сопротивление растекания тока одного вертикального заземлителя (стержня) по формуле 2 см. Расчёт заземления:

R_О = 150 / (2π · 2,2) · (ln (2 · 2,2 / 0,032) + 0,5 · ln (4 · 1,8 + 2,2) / (4 · 1,8 — 2,2)) = 10,85 · (ln 137,5 + 0,5 · ln 1,88) = 56,845 Ом·м. , где T = 0,5 · L + t = 0,5 · 2,2 + 0,7 = 1,8 м. Примем R_О= R_В = 56,85 Ом·м.,

б) предварительное количество стержней вертикального заземления без учета сопротивления горизонтального заземления находим по формуле (см. Расчёт заземления):

n = 56,85 /10 = 5,685 шт., округляем по таблице 3 до ближайшего значения, где n = 4 шт., далее по таблице 3 выберем число электродов n = 6 шт по контуру при отношение расстояние между электродами к их длине a = 1хL, где коэффициент спроса η = 0,62 и уточним количество
стержней с коэффициентом использования вертикальных заземлителей: n = 56,85 /10 · 0,62 = 9,17 шт., т.е требуется увеличить количество электродов до n = 10 шт., где коэффициент спроса η_В = 0,55 ;

в) находим длину горизонтального заземлителя исходя из количества заземлителей расположенных по контуру: L_Г = а · n , L_Г = 2,2 · 10 = 22 м. , где а = 1 · L = 1 · 2,2 = 2,2 м;

г) находим сопротивление растекания тока для горизонтального заземлителя по формуле 5 (см. Расчёт заземления), где коэффициент для II климатической зоны для горизонтального (полосового) заземлителя возьмём Ψ — 3,5, коэффициент спроса примем по таблице 3 — η_Г = 0,34, ширина полосы горизонтального заземлителя b — 40 мм, (если из той же трубы d = 32 мм, то тогда ширина b полосы будет равна — b = 2 · d = 2 · 32 = 64 мм, b = 0,064 м.) и удельное сопротивление грунта — ρ = 100 Ом.м, по формуле 6:

R_Г = 0,366 · (100 · 3,5 / 22 · 0,34) · lg (2 · 22² /0,040 · 0,7) = 17,126 · lg 34571,428 = 77,73 Ом·м, примем сопротивление горизонтального заземлителя — R_Г = 77,73 Ом·м;

д) Определим полное сопротивление вертикального заземлителя с учетом сопротивления растекания тока горизонтальных заземлителей по формуле 6:

R_об= (77,73 · 56,85) / (56,85 · 0,34) + (77,73 · 0,55 ·10) = 9,89 Ом·м , что соответствует заданной норме сопротивления не более R_н= 10 Ом·м.

Перейти далее: ⇒ Продолжение примеров расчёта заземления

Данный расчет следует применять как оценочный. После окончания монтажа заземляющего устройства необходимо пригласить специалистов электролаборатории для проведения электроизмерений (для ООО и ИП обязательно).

Вернутся:

на страницу Заземляющие устройства

на страницу Заземлители заземляющего устройства

на страницу Расчет заземляющего устройства

Перейти в раздел: Паспорт ЗУ, Акт освидетельствования скрытых работ, Протокол испытания ЗУ

Примечание: данный раздел пока находится в разработке, могут быть опечатки.

Заземляющие устройства электроустановок и расчет

В зависимости от назначения заземления электроустановок подразделяются на защитное, рабочее и грозозащитное.

Обычно для выполнения всех трёх типов заземления используется одно заземляющее устройство.
Для выполнения заземления могут быть использованы естественные и искусственные заземлители.

Расчёт заземляющих устройств в установках с незаземлённой нейтралью

В установках 6—35 кВ сопротивление заземляющего устройства в любое время года должно быть
(1)
но не более 10 Ом.

Если заземляющее устройство одновременно используется для установок до 1000 В, то

(2)
но не более 4 Ом,
где /3 — расчётный ток замыкания на землю, А.
Заземляющие устройства электроустановок с незаземлённой нейтралью выполняется в виде прямоугольника из горизонтальных и вертикальных заземлителей. Расчёт таких устройств можно вести методом коэффициента использования, принимая грунт однородным по глубине.

Расчёт производится в следующем порядке.

Определяется расчётный ток замыкания на землю. Приближённо для воздушных сетей

(3)
для кабельных сетей
(4)
где U — линейное напряжение, кВ;
I — длина трёхфазных электрически связанных линий данного напряжения, км.

Определяется сопротивление естественных заземлителей (как правило, путём замера). Сопротивление искусственных заземлителей.

(5)

Если сопротивление естественных заземлителей неизвестно, то они не учитываются, т.е. принимаются

В качестве искусственных заземлителей принимаются вертикальные стержни или трубы длиной 1=3—5 м, диаметром d= 12— 20 мм или уголок.
При использовании угловой стали с шириной полки h эквивалентный диаметр заземлителя принимается d=0,95h. В качестве горизонтальных заземлителей используются стальные полосы 40×4 мм.

Определяется расчётное удельное сопротивление грунта

(6)
где р — удельное сопротивление грунта, приведённое в табл. 1, Ом-м;
кс — коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта. Для вертикальных электродов длиной 3—5 м fcc=1,45-1,15, для горизонтальных электродов длиной 10—15 м кс=3,5-2,0.

Грунт	р, Ом-м	Грунт	р, Ом-м
Песок	400-1000	Торф	20
Супесь	150—400	Чернозём	10-50
Суглинок	40-150	Известняк	1000—2000
Глина	8-70	Скалистый
Садовая земля	40	Грунт	2000-4000

Определяется предварительная конфигурация заземляющего устройства с учётом его размещения на отведённой территории, причём расстояние между вертикальными заземлителями принимается не менее их длины. По плану заземляющего устройства определяются предварительно количество вертикальных заземлителей пв и длина горизонтальных 1г.

Определяется сопротивление одного вертикального заземлителя (стержня), Ом

(7)
где t— глубина заложения, равная расстоянию от поверхности земли до середины заземлителя, м. te=0,7 м; te=0,7+1(2.

Определяется сопротивление вертикальных заземлителей

(7.8)
где г|в — коэффициент использования вертикальных заземлителей, зависит от отношения расстояния между ними к длине all и количества пв (приведены в табл. 2).

Определяется количество горизонтальных заземлителей (соединительные полосы контура), Ом

(9)
где 4 — длина полосы, м; b — ширина полосы, м; t — глубина заложения, м.

С учётом коэффициента использования сопротивления полосы г|г, принимаемого по табл. 2:

Таблица 2.

Число вертикальных заземлителей пв	Отношение а/1
	1		2		3
	Л«	Лг	Чв	Лг	Л*	Лг
4	0,69	0,45	0,78	0,55	0,85	0,70
6	0,61	0,40	0,73	0,48	0,80	0,64
10	0,55	0,36	0,69	0,43	0,76	0,60
20	0,47	0,27	0,63	0,32	0,70	0,45
40	0,41	0,23	0,58	0,29	0,66	0,39
60	0,39	0,18	0,55	0,27	0,65	0,36
80	. 0,38	0,15	0,53	0,25	0,62	0,34
100	0,36	0,14	0,52	0,24	0,61	0,33

Определяется необходимое сопротивление вертикальных заземлителей с учётом использования соединительной полосы

(11)

Определяется уточнённое количество вертикальных заземлителей

(12)
где г\’в — уточнённое значение коэффициента использования.
На основе результатов расчёта уточняется конфигурация заземляющего устройства.

Пример расчёта заземляющего устройства РУ 6-35 кВ

Рассчитать заземляющее устройство подстанции 35/6 кВ. Длина электрически связанных линий 35 кВ — 50 км, 6 кВ — 20 км.
На подстанции используется общее заземляющее устройство на напряжении до и выше 1000 В. Естественных заземлителей нет. Грунт — чернозём (р=50 Ом м). Площадь подстанции (18×8) м2. План заземляющего устройства показан на рис. 1.

Рис. 1

для РУ-6 кВ
1. Определяем сопротивление заземляющего устройства для РУ-35 кВ

Учитывая, что заземляющее устройство общее для РУ до 1000 В и выше 1000 В, принимаем R3=4 Ом.
2. Заземляющее устройство намечаем в виде контура из полосы 40×4 мм, проложенной на глубине 0,7 м вокруг подстанции
и вертикальных стержней длиной 5 м и диаметром 12 мм на расстоянии 5 м друг от друга. Общая длина полосы 60 м, предварительно принимаем количество стержней.— 12.

9. Определим результирующее сопротивление заземляющего устройства.
Сопротивление вертикальных заземлителей

Сопротивление горизонтальной полосы

Сопротивление заземляющего устройства

Примеры расчёта заземляющего устройства

Необходимость заземления

Несмотря на всю важность, расчёт защитного заземления и его установка стали обязательными относительно недавно. Ещё несколько десятилетий назад при обеспечении электроэнергией деревянных жилых домов проводили только нулевой провод и фазу, в то время как на производствах с целью обеспечения безопасности уже использовали заземление и зануление оборудования

В основе этих процессов лежит понятие нейтрали.

Этим термином в электрике принято обозначать место схождения трёх фаз, соединённых звездой. Вместе с заземлением эта точка образует глухозаземлённую нейтраль трансформатора. Чтобы заземлить электроприборы, их нужно соединить с нейтралью посредством специально приваренной шины. Для зануления оборудования нейтраль требуется соединить с нулевой шиной.

Сегодня в жилых и общественных зданиях заземляют водопроводные, канализационные, газопроводные трубы, а также распределительные электрощитки. Защитное заземление создают путём соединения с землёй металлических, не проводящих ток конструкций, которые могут оказаться под напряжением. Оно является обязательным для сетей:

Переменного тока — при напряжении от 380 В.
Постоянного тока — при напряжении от 440 В.

Методика расчета

Расчет делается исходя от того, какое заземление используется. В формуле указывается количество используемых заземлителей, их длину и толщину. Также все зависит и от параметров грунта, который окружает частный дом.

Существует несколько вариантов установки заземлителей. Это такие методы, как:

Вертикальный. Делиться на два подвида: тот, что устанавливают у поверхности и тот, что монтируют с заглублением (предпочтительно на 70 см).
Горизонтальный. Делиться на два подвида: с установкой по поверхности грунта и в траншее (предпочтительно 50 – 70 см).

Заземление включает в себя горизонтальные и вертикальные стержни, расчет которых осуществляется отдельно. В зависимости от длинны стержня, берется дистанция между ними, т. е. размер а должен быть кратен размеру L. Пример: а = 1xL; а = 2xL.

Формула, по которой делается расчет одиночного вертикального стержня, который не закапывается в почву, выглядит следующим образом:

где:

p – удельное сопротивление почвы;
l – длина заземлителя;
D – диаметр электрода.

Примечание: если заземление имеет угловой профиль с шириной b, то d = 0.95b.

Расчет заземлителя, который монтируют с углублением на 70 см (h = 0,7 м) в землю, производится по следующей формуле:

Горизонтальное заземление у поверхности рассчитывается по формуле:

Примечание: формула предоставлена для прямоугольного и трубного профиля с шириной полки b, для полосы считать d нужно с учетом d= 0.5b.

Расчет электрода, который располагается в траншее 70 см (h = 0,7 м), производится по следующей формуле:

Для полосы шириной b необходимо считать d =0,5 b.

Расчет суммарного сопротивления заземлителя осуществляется следующим образом:

где:

n – численность вертикальных заземлителей;
Rв и Rг – сопротивления заземленных элементов;
nв – коэффициент употребления заземлителей.

Этот коэффициент берется из таблицы:

Методом коэффициента использования можно определить, какое воздействие проявляют друг на друга токи растекания с заземлителей при их разнообразном размещении. Например, если их объединить параллельно, то токи растекания электродов имеют взаимное действие на каждый элемент. Поэтому при минимальной дистанции между элементами, сопротивление заземленного контура будет значительно больше.

Заземление происходит по нескольким схемам расположения электродов. Самой распространенной считается схема в виде треугольника. Но это не обязательная конфигурация электродов. Также их можно разместить в одну линию или последовательно по контуру. Такой вариант удобен в том случае, когда для обустройства системы был выделен небольшой узкий участок на земле.

Дополнительно вы можете проверить результат, воспользовавшись онлайн-калькулятором для расчета заземления!

Заземляющий проводник соединяет с электрическим щитом сам контур конструкции. Ниже приведены схемы:

При проведении расчетов заземления важно обеспечить точность, чтобы не допустить ухудшения электробезопасности. Чтобы не допустить ошибки в расчетах, вы можете воспользоваться специальными программами для расчета заземления в интернете, с помощью которых можно точно и быстро рассчитать нужные значения!. На видео ниже наглядно демонстрируется пример расчетных работ в программе Электрик:

На видео ниже наглядно демонстрируется пример расчетных работ в программе Электрик:

Вот по такой методике производится расчет заземления для частного дома. Надеемся, предоставленные формулы, таблицы и схемы помогли вам самостоятельно справиться с работой!

Наверняка вам будет интересно:

Схема электрического отопления дома
Как сделать молниеотвод своими руками
Что такое система уравнивания потенциалов

Скачать

Электрик — Бесплатная программа для электриков и проектировщиков предназначена в помощь электрификаторам всех уровней в быту

Программа позволяет:-рассчитать мощность по 1ф/3ф току.-рассчитать ток по 1ф/3ф мощности.-по заданому сечению и условиям прокладки оределить ток и мощность.-рассчитать потери напряжения-рассчитать токи короткого замыкания-определить диаметр провода,кабеля,шнура и спецкабеля.-определить сечение провода,кабеля,шнура и спецкабеля-проверить выбранное сечение на:-нагрев-экономическую плотность тока-потери напряжения-корону -выбрать сечение провода,кабеля,шнура и спецкабеля при определенной прокладке и потерю напряжения для проводников до 1000 В при определенной длине. -определить ток плавки материала проводника.-определить сопротивление.-определить нагрев.-определить энергию электрической цепи.-определить количество теплоты,выделяющейся в цепи(работа).-расчитать заземление,как одиночного так и контора.-расчитать промерзания грунта для работ по заземлению и прокладке кабелей-выбрать автоматы защиты-произвести расчет работ и выбор оборудования связанных с электрификацией.и многое другое.

Сайт программы: http://rzd2001.narod.ru/load.html

Программа Заземление — предназначена для расчета заземления

Программа Заземление сводится к определению длины горизонтального заземлителя (обвязка) и числа вертикальных заземлителей (стержней) при заданных условиях.

Тестировалась на Win 9x, Win XP, Win 7, Win 8, Win 10Инсталляции не требуетсяДля работы программы в Win 9x необходима библиотека для программ написанных на языке VB. Проверте, установлен ли у Вас файл C:\Windows\System\msvbvm60.dll Если у Вас его нет, то взять можно здесьУстанавливается файл msvbvm60. dll или в C:\Windows\System или в директорию программы.Подробная помощь и описание работы в программе zz.exe

Сайт программы: http://rzd2001.narod.ru/zz.html

Программа Расчет зон молниезащиты предназначена для расчета зон молниезащиты

Установите длину, ширину и высоту здания или сооружения,которое собираетесь защищать. Щелкните по последнему текстовому полю (желтое) и выберете n -среднегодовое число ударов молнии в 1 кв.км земной поверхностив месте расположения здания(сооружения) щелчком на соответствующемтекстовом поле в нижней правой части карты. Выберете из базы данных категорию защищаемого здания/сооружения. Выберете зону защиты: А или Б (щелкните на выбранное желтое поле)в соответствии с N (ожидаемое количество поражений молнией)Читайте примечание (кнопка «Примечание»). Выберете из 5-ти схем соответствующую вам и щелкните. Установите значения в левых текстовых полях и нажмите кнопку»Расчет»К каждому из пяти схем соответствует свое примечание(кнопка «Примечание»)Там же и формулы для расчета каждой схемы защиты.

Сайт программы: http://rzd2001.narod.ru/mz.html

Программа Короткое замыкание kz1000 v 1.1 предназначена для расчета токов короткого замыкания в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ kz1000

Программа позволяет:рассчитать ток 1-но(3-х) фазного короткого замыканияна кабельных и воздушных линиях.Расчет в программе ведется согласно указаниям ГОСТ 28249-93 «Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ».

Сайт программы: http://rzd2001.narod.ru/kz.html

«ElectriCS Storm»

Более сложной в использовании программой, для работы с которой требуются навыки моделирования, является ElectriCS Storm. Использовать ее для вычислений заземляющего контура дома не целесообразно, т.к. вы скорее всего запутаетесь и рассчитаете все с ошибками. Мы рекомендуем работать с данным софтом профессионалам в области энергетики или же студентам ВУЗов пересекающихся специальностей.

Преимуществом данного программного продукта является то, что можно осуществлять проектирование заземляющего устройства (ЗУ) и тем самым выводить 3D модель готовых защитных контуров. Помимо этого функциональные возможности программы позволяют рассчитывать электромагнитную обстановку и заземление подстанций.

Все чертежи можно сохранять в dwg формате, благодаря чему потом их можно открыть в AutoCAD.

Расчет заземляющего контура

Расчёт заземления выполняется для того чтобы выявить сопротивление контура заземления, который сооружается при эксплуатировании, его габариты и форму.

Конструкция контура включает в себя:

Вертикальный заземлитель;
Горизонтальный заземлитель;
Заземляющий проводник.

Вертикальные устройства углубляются в грунт на определенное расстояние. Горизонтальные устройства объединяет между собой вертикальные составляющие элементы. При помощи заземляющего проводника происходит соединение контура заземления прямо с электрическим щитком. Габариты и число этих заземлителей, интервал между ними, удельное сопротивление почвы – все эти параметры полностью зависят на сопротивление заземления. К чему сводится расчёт?

Из-за заземления опасный потенциал отправляется в грунт, поэтому создается защита людей от удара электротоком. Величина электротока стекания в грунт зависит от сопротивления контура заземления. Чем сопротивление ниже, тем величина опаснейшего потенциала на поверхности пораженной электрической установки будет минимальнее. Устройства заземления должны удовлетворять возложенным на них особым требованиям, а именно данных сопротивления и растеканию электротоков и распределения опасного для жизни потенциала.

Исходя из этого, главный расчёт заземления защиты ведется к определению сопротивления и растеканию электротока устройства. Это сопротивление в прямой зависимости от габаритов и числа электропроводников заземления, интервала между ними, глубины их монтирования и электропроводимости почвы.

Инструкция

Для выполнения расчетов в специальные поля необходимо внести исходные показатели:

Почва верхнего слоя грунта. Удельное сопротивление грунта изменяется при разном его составе (песчаная почва, супесь, суглинок, глина, чернозем и т.д.) и степени увлажненности (сухой, умеренно, сильно увлажненный и т.д.). Это значение необходимо выбрать из выпадающего меню.
Климатический коэффициент. Он зависит от климатической зоны. Его значение также выбирается из выпадающего меню. Свою климатическую зону можно определить, воспользовавшись таблицей.

Климатические показатели зон
Сезон	I	II	III	IV
Усредненное значение самых низких температурных показателей за январь, °C	-20+15	-14+10	-10 до 0	0+5
Усредненное значение самых высоких температурных показателей за июль, °C	+16+18	+18+22	+22+24	+24+26

Нижний слой грунта. Данный показатель выбирается аналогично п.1.
Численный показатель вертикальных заземлителей.
Углубленность поверхностной толщи грунта, м.
Метраж вертикального заземлителя, м. Для защиты заземлителя от климатических воздействий, величина этого показателя должна составлять не менее 1,5 – 2 м.
Глубина горизонтального заземления, м. По той же причине, это заземление располагают на глубине более 0,7 м.
Длина соединительной полосы, м.
Диаметр вертикального заземлителя, м., зависит от материала, из которого он будет выполнен: полоска 12х4 – 48 мм2; уголок 4х4; стальной стержень (диаметр) – 10 мм2; стальная труба (толщина стенки) – 3,5 мм.
Ширина горизонтального заземлителя, м.

Пользователю достаточно выполнить ряд несложных действий, а программа сама рассчитает следующие показатели и приведет подробный отчет:

удельное электросопротивление земли;
сопротивление единичного вертикального заземлителя;
длина горизонтального заземлителя и его сопротивление;
общее сопротивление растеканию электрического тока.

355

«Электрик»

Первый программный продукт, который хотелось бы рассмотреть, называется «Электрик». Мы уже говорили о нем, когда рассматривали лучшие программы для расчета сечения кабеля. Так вот и с вычислениями параметров заземляющего контура «Электрик» может запросто справиться. Преимущество данного продукта заключается в том, что он достаточно прост в использовании, русифицирован и к тому же есть возможность бесплатного скачивания. Увидеть интерфейс программы вы можете на скриншотах ниже:

Все, что вам нужно – задать исходные данные, после чего нажать кнопку «Расчет контура». В результате вы получите не только подробную методику вычислений с используемыми формулами, но и чертеж, на котором будет изображен готовый контур заземления. Что касается точности расчетных работ, то тут мы рекомендуем использовать только самые последние версии программы, т.к. в устаревших версиях множество недоработок, которые были устранены со временем. Если вам нужно рассчитать заземляющий контур для частного дома либо более серьезных сооружений, к примеру, котельной либо подстанции, рекомендуем использовать данный продукт.

Расчет заземления в программе Электрик показан на видео:

Важные моменты: расчет контура заземления

Надо принять во внимание на такой момент – получаемые на практике данные всегда отличны от расчётов, проводимых в теории. В случае глубинного или модульного монтирования – разница связывается с тем, что в формуле расчёта обычно применяется несменяемое оценочное удельное сопротивление почвы на всей глубине электродов

Хотя на практике, такого никогда не происходит.

Даже если характер земли не изменяется – его удельное сопротивление сокращается с глубиной: почва становится наиболее плотной, наиболее влажной; на глубине от 5-ти метров обычно присутствуют водоносные слои. По факту, полученное сопротивление будет ниже того что получено в расчетах значительно (в 90 % ситуаций выходит сопротивление заземления в три раза меньше). В случае электролитного заземления – различие связывается с тем, что в формуле расчёта применяется коэффициент «С», который берут в расчёт как среднюю величину поправки, которую нельзя представить в качестве формул и зависимостей.

Получают коэффициент из большого количества характеристик почвы:

Температурный режим;
Уровень влаги;
Рыхлость;
Диаметр частиц;
Гигроскопичность;
Концентрация солей.

Процесс формирования щелочи продолжительный и относительно постоянный. Со временем концентрация электролита в земле возрастает. Также возрастает объём почвы с присутствием электролита окружающего электрод. Через несколько лет после монтирования «полезный» объём, который получился можно описать 3-метровым радиусом вокруг электрода. Поэтому, сопротивление электролитного заземления ZANDZ с годами значительно сокращается.

Замеры показали солидное снижение:

4 Ома непосредственно после монтирования;
3 Ома спустя 12 месяцев;
1,9 Ома через 4 года.

Пример расчета заземляющего устройства будет представлен ниже.

Расчёт сопротивления

Правильный расчёт защитного заземления заключается в точном определении сопротивления растекания тока (Rз), которое зависит от множества факторов (влажности и плотности грунта, количества солей, конструктивных особенностей заземлительного устройства, диаметра и глубины погружения подключённого провода и др.).

Их снижение достигается путём уменьшения сопротивления растекания тока. Результатом такого снижения является уменьшение тока, проходящего сквозь тело человека при аварии.

В процессе расчёта заземления необходимо учитывать такой важный показатель, как удельное сопротивление грунта. Таблица ПУЭ позволяет узнать его для разных видов почвы:

Песка с разным уровнем залегания подземных вод.
Водонасыщенной супеси (пластинчатой и текучей).
Пластичной и полутвёрдой глины.
Суглинка.
Торфа.
Садовой земли.
Чернозёма.
Кокса.
Гранита.
Каменного угля.
Мела.
Глинистого мергеля.
Пористого известняка.

Все представленные в таблице разновидности грунта отличаются разным уровнем влажности, которая также сказывается на конечном значении сопротивления растекания тока. Для его точного определения удельное сопротивление умножают на коэффициент сезонности. Эта цифра зависит от низшей температуры и способа расположения электродов (вертикального или горизонтального).

Помимо удельного сопротивления почвы (ρ), для подсчёта сопротивления растекания (Rз) необходимо знать длину электрода (l), диаметр прута (d) и глубину расположения средней точки заземлителя (h). Взаимосвязь этих величин отражается в формуле Rз = ρ/2πl∙ (ln (2l/d)+0.5ln ((4h+l)/(4h-l)).

Если основой заземлительной установки являются сваренные сверху вертикальные электроды (n), целесообразнее будет использовать формулу Rn = Rз/(n∙ Kисп), в которой буквами Kисп обозначается коэффициент использования электрода (с учётов влияния соседних). Его также легко найти в специальной таблице.

Независимо от выбранной формулы, при подсчёте защитного заземления следует принимать во внимание нормированное сопротивление заземлителя (для частного дома, источника тока или подстанции), размеры основных деталей конструкции и соединительных элементов, а также количество и метод соединения электродов (в ряд или в форме замкнутого контура). Проводить расчёт заземлительного контура имеет смысл только в том случае, если в качестве заземлителей используются искусственные элементы

Формул для определения сопротивления естественных заземлителей не существует

Проводить расчёт заземлительного контура имеет смысл только в том случае, если в качестве заземлителей используются искусственные элементы. Формул для определения сопротивления естественных заземлителей не существует.

Что важно знать

Заземление дома необходимо для того чтобы снизить напряжение соприкосновения до неопасного показателя. Благодаря ему потенциал направляется в землю и защищает человека от поражения электрическим током. В ПУЭ (Глава 1.7, п. 1.7.62.) указывается, что частный дом должен иметь сопротивление растекания при трехфазном питании 4 и 8 Ом (первое значение при 380 В, второе – 220 В), а при однофазном – 2 и 4 Ом.

Количество заземлителей необходимо выбрать таким образом, чтобы обеспечить нормативное сопротивление растеканию электрического тока. Чем меньше сопротивление — тем лучше, таким образом обеспечивается эффективность действия заземляющего устройства при выполнении функций защиты от действия электрического тока.

Электроды изготавливаются из меди, оцинкованной и черной стали. Профили сечения указаны на рисунке ниже:

Онлайн калькулятор для расчета заземления

Основные условия, которых следует придерживаться при монтировании заземляющих устройств это габариты приспособлений.

В зависимости от применяемого материала минимум по габаритам устройств должен быть не менее:

Полоса 12 на 4 – 48 мм2.
Уголок 4 на 4.
Круглая сталь – 10 мм2.
Труба из стали (размер стенки) – 3,5 миллиметров.

Длина стержня устройства для заземления должна быть не меньше полутора-двух метров.

Интервал между стержнями заземлителями берётся из соотношения их длины, то есть а=:

В зависимости от площади, которая позволяет и комфорта монтирования, стержни заземления можно устраивать в рядок, либо в качестве фигуры, треугольной, квадратной формы. А какова цель расчёта устройства для защиты? Главная задача расчёта – выявить число стержней заземлителей и размер полоски, которая их объединяет в единую конструкцию. Если кроме устройства заземления следует монтировать систему внешней защиты от молнии, можно воспользоваться специальной программой расчёта вероятности поражения объекта, который под защитой спецприёмника. Сервис разработан профессионалами.

Онлайн калькулятор дает возможность:

Провести верные расчеты;
Провести проверку надёжности устройства защиты от молнии;
Сделать более рациональный и правильный проект молниезащиты.

Это обеспечивает наименьшую цену конструкции и монтажа, сокращая не требуемый запас и применяя наименее высокие, наименее дорогостоящие в монтировании приёмники молнии

Также это обеспечивает наименьшее количество поражений устройства, понижая вторичные отрицательные последствия, что очень важно на объектах с большим количеством электроприборов (количество ударов молнии сокращается с сокращением высоты стержневых приёмников молнии)

Функционал сервиса дает возможность высчитать результативность запланированной защиты в виде доступных параметров:

Вероятность попадания молнии в объекты устройства (прочность защитной системы высчитывается как 1 минус число вероятности).
Количество поражений молнией в устройство заземления за 12 месяцев.
Количество прорывов молнии, минуя защитный барьер, за 12 месяцев.

Зная эти информационные данные, создатель проекта сможет сравнить требования и нормативы с полученной надёжностью и предпринять мероприятия по перестройке конструкции защиты.

Пример расчета контура заземления

Для изготовления заземлителя обычно используется металлический уголок длиной 2,5-3 метра и размером 50х50 мм. При установке расстояние между элементами должно соответствовать их длине, или 2,5-3 метра. Показатель сопротивления для глиняного грунта будет 60 Ом*м. Согласно таблице климатических зон, значение сезонности для средней полосы составит около 1,45. Сопротивление будет равно: 60*1,45=87 Ом*м.

Пошаговый алгоритм монтажа заземления:

Выкопать возле дома траншею по контуру глубиной 0,5 м.
Забить в ее дно металлический уголок. Габариты его полки подобрать с учетом условного диаметра электродного элемента, который вычисляется по формуле d=0.95*p=0.995*0.05=87 Ом*м.
Определить глубину залегания средней точки уголка: h=0.5*l+t=0,5*2,5*0,5=1,75 м.
Подставить данное значение в ранее описанную формулу для расчета величины сопротивления одного заземлителя. Полученный параметр в итоге составит 27,58 Ом.

Необходимое число электродов можно определить по формуле N=R1/(Kисп*Rнорм). В результате получится 7. Изначально в качестве Кисп применяется цифра 1. В соответствии с табличными данными, для семи заземлительных устройств значение составит 0,59. Подставив полученную величину в формулу расчета, получаем результат: для дачного участка необходимо использовать 12 электродных элементов.

Соответственно, производится новый перерасчет с учетом этого параметра. Кисп по таблице теперь составит 0,54. Если использовать это значение в формуле, то в результате получится 13 штук. Тогда величина сопротивления электродов будет равна 4 Ома.

Виды заземляющих конструкций

Расчёт заземления следует проводить с учётом того, где оно будет располагаться. По месту расположения заземляющая конструкция может быть:

Выносной. Заземлитель устанавливается за пределами площади, на которой находятся приборы, нуждающиеся в отведении электрического заряда.
Контурной. Электроды размещаются по контуру площади с оборудованием, а также внутри неё.

Заземление приборов, находящихся в закрытых помещениях, осуществляется путём прокладывания специальных магистралей для укладки проводов. Если электрооборудование располагается на открытой местности, необходимости в оборудовании магистралей нет, корпусы приборов могут соединяться с заземлительным контуром напрямую с помощью кабеля.

В качестве основных деталей в контурах могут использоваться естественные и искусственные заземлители. К первому типу относятся:

металлические корпуса зданий, соединённые с землёй;
свинцовые оболочки кабелей, колодцев, скважин;
подземные металлические коммуникации (кроме труб теплотрасс и магистралей для взрывчатых и горючих веществ).

Для отведения заряда от распределительных устройств и подстанций естественным путём обычно используются опоры отводящих воздушных линий электропередач. В качестве соединительных элементов в таких случаях выступают громозащитные тросы.

Когда возможность использования естественных элементов заземления отсутствует или они не дают нужного результата, их заменяют стержнями из угловой стали, стальными трубами или прутьями из стали.

Подключение дома к контуру заземления по системе TТ.

Для проведения такого подключения не требуется проводить разделений PEN проводника, фазный провод подключается к шине, изолированной от щита.

Подключается к шине, изолированной от щита совмещенный PEN проводник источника питания и дальше PEN считается просто нулевым проводом. Далее корпус щита подключается к контуру заземления дома.

На схеме видно, что контур заземления дома не имеет с PEN проводником электрической связи и если подключить заземление частного дома таким способом, то это имеет некоторые преимущества, по сравнению с подключением по системе TN-C-S.

К вашему заземлению будут подключены все потребители, в случае отгорания со стороны источника питания PEN проводника, что чревато негативными последствиями. А если ваше заземление связи с PEN проводником иметь не будет, то это гарантирует на корпусе электроприборов в доме — нулевой потенциал.

Бывает, что из-за неравномерной нагрузки по фазам (перекос фаз) появляется напряжение на нулевом проводнике, достигать которое может от 5 до 40 В. Когда существует связь между защитным проводником и нулем сети, то на корпусах быттехники в доме, тоже может возникать незначительный потенциал.

Должно сработать УЗО, если возникнет такая ситуация, но лучше на него не надеяться и до этой ситуации не доводить.

Можно сделать вывод из приведенных способов подключения контура заземления дома, что система заземления ТТ в частном доме более безопасна, но ее дороговизна является недостатком. Если применяется система ТТ, то должны обязательно устанавливаться защитные устройства, такие как УЗО и реле напряжения.

«Расчет заземляющих устройств»

Название второй программы говорит само за себя. Благодаря ей можно рассчитать не только контур заземления, но и молниезащиты, что также крайне необходимо. Интерфейс программки довольно простой, собственно, как и в рассмотренном выше аналоге. Выглядит форма для заполнения исходных данных следующим образом:

Если вам нужно выполнить простейший расчет заземляющего контура именно сейчас, можете воспользоваться нашим онлайн калькулятором расчета заземления. Точность вычислений конечно же уступает предоставленным в статье программным продуктам, однако все же приблизительные значения вы получите, на которые и стоит ориентироваться.

Расчёт заземления и его особенности

Важнейшей функцией заземления является электробезопасность. Перед его установкой в частном доме, на подстанции и в других местах необходимо произвести расчёт заземления.

Как выглядит заземление частного дома

Электрический контакт с землёй создаёт погруженная в грунт металлическая конструкция из электродов вместе с подключёнными проводами – всё это представляет собой заземляющее устройство (ЗУ).

Места соединения с ЗУ проводника, защитного провода или экрана кабеля называются точками заземления. На рисунке ниже изображено заземление из одного вертикального металлического проводника длиной 2500 мм, вкопанного в землю. Его верхняя часть размещается на глубине 750 мм в траншее, ширина которой в нижней части составляет 500 мм и в верхней – 800 мм. Проводник может быть связан сваркой с другими такими же заземлителями в контур горизонтальными пластинами.

Вид простейшего заземления помещения

После монтажа заземлителя траншея засыпается грунтом, а один из электродов должен выходить наружу. К нему подключается провод над поверхностью земли, который идет к шине заземления в электрощите управления.

При нахождении оборудования в нормальных условиях на точках заземления напряжение будет нулевым. В идеальном случае при коротком замыкании сопротивление ЗУ будет равно нулю.

При возникновении в заземлённой точке потенциала, должно произойти его зануление. Если рассмотреть любой пример расчёта, можно увидеть, что ток короткого замыкания I_з имеет определенную величину и не может быть бесконечно большим. Грунт обладает сопротивлением растекания тока R_з от точек с нулевым потенциалом до заземлителя:

R_з = U_з/ I_з, где U_з – напряжение на заземлителе.

Решение задачи правильного расчёта заземления особенно важно для электростанции или подстанции, где сосредоточено много оборудования, работающего под высоким напряжением.

Величина R_зопределяется характеристиками окружающего грунта: влажностью, плотностью, содержанием солей. Здесь также важными параметрами являются конструкции заземлителей, глубина погружения и диаметр подключённого провода, который должен быть таким же, как у жил электропроводки. Минимальное поперечное сечение голого медного провода составляет 4 мм², а изолированного – 1,5 мм².

Если фазный провод коснётся корпуса электроприбора, падение напряжения на нём определяется величинами R_з и максимально возможного тока. Напряжение прикосновения U_првсегда будет меньше, чем U_з, поскольку его снижают обувь и одежда человека, а также расстояние до заземлителей.

На поверхности земли, где растекается ток, также существует разность потенциалов. Если она высокая, человек может попасть под шаговое напряжение U_ш опасное для жизни. Чем дальше от заземлителей, тем оно меньше.

Величина U_з должна иметь допустимое значение, чтобы обеспечить безопасность человека.

Снизить величины U_пр и U_ш можно, если уменьшить R_з, за счёт чего также уменьшится ток, протекающий через тело человека.

Если напряжение электроустановки превышает 1 кВ (пример – подстанции на промышленных предприятиях), создаётся подземное сооружение из замкнутого контура в виде рядов металлических стержней, забитых в землю и соединённых сваркой между собой при помощи стальных полос. За счёт этого производится выравнивание потенциалов между смежными точками поверхности.

Безопасная работа с электросетями обеспечивается не только за счёт наличия заземления электроприборов. Для этого ещё необходимы предохранители, автоматические выключатели и УЗО.

Заземление не только обеспечивает разность потенциалов до безопасного уровня, но и создаёт ток утечки, которого должно хватать для срабатывания защитных средств.

Соединять с заземлителем каждый электроприбор нецелесообразно. Подключения производят через шину, расположенную в квартирном щитке. Вводом для неё служит провод заземления или провод РЕ, проложенный от подстанции к потребителю, например, через систему TN-S.

Расчёт заземляющего устройства

Расчёт заключается в определении R_з. Для этого необходимо знать удельное сопротивление грунта ρ, измеряемое в Ом*м. За основу принимают его средние значения, которые сводят в таблицу.

Определение удельного сопротивления грунта

Грунт	Удельное сопротивление р, Ом*м	Грунт	Удельное сопротивление р, Ом*м
Песок при глубине залегания вод менее 5 м	500	Садовая земля	40
Песок при глубине залегания вод менее 6 и 10 м	1000	Чернозем	50
Супесь водонасыщенная (текучая)	40	Кокс	3
Супесь водонасыщенная влажная (пластинчатая)	150	Гранит	1100
Супесь водонасыщенная слабовлажная (твердая)	300	Каменный уголь	130
Глина пластичная	20	Мел	60
Глина полутвердая	60	Суглинок влажный	30
Суглинок	100	Мергель глинистый	50
Торф	20	Известняк пористый	180

Из приведённых в таблице значений видно, что значение ρ зависит не только от состава грунта, но и от влажности.

Кроме того, табличные величины удельных сопротивлений умножают на коэффициент сезонности K_м, учитывающий промерзание грунта. В зависимости от низшей температуры (⁰С) его значения могут быть следующими:

от 0 до +5 — K_м =1,3/1,8;
от -10 до 0 — K_м =1,5/2,3;
от -15 до -10 — K_м =1,7/4,0;
от -20 до -15 — K_м =1,9/5,8.

Значения коэффициента K_м зависят от способа заложения заземлителей. В числителе приведены его значения при вертикальном погружении заземлителей (с заложением вершин на глубине 0,5-0,7 м), а в знаменателе – при горизонтальном расположении (на глубине 0,3-0,8 м).

На выбранном участке ρ грунта может существенно отличаться от средних табличных значений из-за техногенных или природных факторов.

Когда проводятся ориентировочные расчёты, для одиночного вертикально заземлителя R_з≈ 0,3∙ρ∙ K_м.

Точный расчёт защитного заземления производят по формуле:

R_з = ρ/2πl∙ (ln(2l/d)+0.5ln((4h+l)/(4h-l)), где:

l – длина электрода;
d – диаметр прута;
h – глубина залегания средней точки заземлителей.

Для n вертикальных электродов, соединённых сверху сваркой R_n = R_з/(n∙ K_исп), где K_исп – коэффициент использования электрода, учитывающий экранирующее влияние соседних (определяется по таблице).

Расположение заземляющих электродов

Формул расчёта заземления существует много. Целесообразно применять метод для искусственных заземлителей с геометрическими характеристиками в соответствии с ПУЭ. Напряжение питания составляет 380 В для трёхфазного источника тока или 220 В однофазного.

Нормированное сопротивление заземлителя, на которое следует ориентироваться, составляет не более 30 Ом для частных домов, 4 Ом – для источника тока при напряжении 380 В, а для подстанции 110 кВ – 0,5 Ом.

Для группового ЗУ выбирается горячекатаный уголок с полкой не менее 50 мм. В качестве горизонтальных соединительных перемычек используется полоса сечением 40х4 мм.

Определившись с составом грунта, по таблице выбирается его удельное сопротивление. В соответствии с регионом, подбирается повышающий коэффициент сезонности K_м.

Выбирается количество и способ расположения электродов ЗУ. Они могут быть установлены в ряд или в виде замкнутого контура.

Замкнутый контур заземления в частном доме

При этом возникает их экранирующее влияние друг на друга. Оно тем больше, чем ближе расположены заземлители. Значения коэффициентов использования заземлителей K_исп для контура или расположенных в ряд, отличаются.

Значения коэффициента K_исп при разных расположениях электродов

Расположение электродов в ряд
Количество заземлит. n (шт.)	Отношение расстояния между заземлителями к их длине
Количество заземлит. n (шт.)	1	2	3
2	0.85	0.91	0.94
4	0.73	0.83	0.89
6	0.65	0.77	0.85
10	0.59	0.74	0.81
20	0.48	0.67	0.76
Расположение электродов в ряд
Количество заземлит. n (шт.)	Отношение расстояния между заземлителями к их длине
Количество заземлит. n (шт.)
4	0.69	0.78	0.85
6	0.61	0.73	0.8
10	0.56	0.68	0.76
20	0.47	0.63	0.71

Влияние горизонтальных перемычек незначительно и в оценочных расчётах может не учитываться.

Примеры расчёта контура заземления

Для лучшего освоения методов расчёта заземления лучше рассмотреть пример, а лучше – несколько.

Пример 1

Заземлители часто делают своими руками из стального уголка 50х50 мм длиной 2,5 м. Расстояние между ними выбирается равным длине – h=2.5м. Для глинистого грунта ρ = 60 Ом∙м. Коэффициент сезонности для средней полосы, выбранный по таблицам, равен 1,45. С его учётом ρ = 60∙1,45 = 87 Ом∙м.

Для заземления по контуру роется траншея глубиной 0,5 м и в дно забивается уголок.

Размер полки уголка приводится к условному диаметру электрода:

d = 0.95∙p = 0.995∙0.05 = 87 Ом∙м.

Глубина залегания средней точки уголка составит:

h = 0,5l+t = 0.5∙2.5+0.5 = 1.75 м.

Подставив значения в ранее приведённую формулу, можно определить сопротивление одного заземлителя: R = 27.58 Ом.

По приближенной формуле R = 0.3∙87 = 26.1 Ом. Из расчёта следует, что одного стержня будет явно недостаточно, поскольку по требованиям ПУЭ величина нормированного сопротивления составляет R_норм = 4 Ом (для напряжения сети 220 В).

Количество электродов определяется методом приближения по формуле:

n = R₁/(k_испR_норм) = 27,58/(1∙4) = 7 шт.

Здесь вначале принимается k_исп = 1. По таблицам находим для 7 заземлителей k_исп = 0,59. Если подставить это значение в предыдущую формулу и снова пересчитать, получится количество электродов n = 12 шт. Затем производится новый перерасчёт для 12 электродов, где опять по таблице находится k_исп = 0,54. Подставив это значение в ту же формулу, получим n = 13.

Таким образом, для 13 уголков R_n = R_з/(n*η) = 27,58/(13∙0,53) = 4 Ом.

Пример 2

Нужно изготовить искусственное заземление с сопротивлением R_норм = 4 Ом, если ρ = 110 Ом∙м.

Заземлитель изготавливается из стержней диаметром 12 мм и длиной 5 м. Коэффициент сезонности по таблице равен 1,35. Ещё можно учесть состояние грунта k_г. Измерения его сопротивления производились в засушливый период. Поэтому коэффициент составил k_г =0,95.

На основе полученных данных за расчётное значение удельного сопротивления земли принимается следующая величина:

ρ = 1,35∙0,95∙110 = 141 Ом∙м.

Для одиночного стержня R = ρ/l = 141/5 = 28,2 Ом.

Электроды располагаются в ряд. Расстояние между ними должно быть не меньше длины. Тогда коэффициент использования составит по таблицам: k_исп = 0,56.

Находим число стержней для получения R_норм = 4 Ом:

n = R₁/(k_испR_норм) = 28,2/(0,56∙4) = 12 шт.

После монтажа заземления производятся измерения электрических параметров на месте. Если фактическое значение R получается выше, ещё добавляются электроды.

Если рядом находятся естественные заземлители, их можно использовать.

Особенно часто это делается на подстанции, где требуется самая низкая величина R. Оборудование здесь используется максимально: подземные трубопроводы, опоры линий электропередач и др. Если этого недостаточно, добавляется искусственное заземление.

Естественное заземление на даче через арматуру фундамента

Устройство размещается внутри фундамента, где шина для подключения выводится наружу.

Любой приведённый пример можно использовать как алгоритм расчёта. При этом для оценки правильности может быть применена онлайн-программа.

Как выглядит онлайн-программа, с помощью которой можно рассчитать заземление

Ошибки монтажа. Видео

Избежать ошибок в монтаже заземляющего устройства поможет это видео.

Самостоятельные расчёты заземления являются оценочными. После его монтажа следует произвести дополнительные электрические измерения, для чего приглашаются специалисты. Если грунт сухой, нужно использовать длинные электроды из-за плохой проводимости. Во влажном грунте поперечное сечение электродов следует брать как можно больше по причине повышенной коррозии.

Оцените статью:

как рассчитать контур заземления, значение удельных сопротивлений

Большинство электроприборов не могут быть использованы без предварительного заземления. Эта процедура, состоящая из нескольких этапов, требует тщательной подготовки. В ходе такой подготовки необходимо провести расчёт заземляющего устройства, который поможет исключить ошибки в процессе выбора и установки заземляющей конструкции.

Необходимость заземления

Этим термином в электрике принято обозначать место схождения трёх фаз, соединённых звездой. Вместе с заземлением эта точка образует глухозаземлённую нейтраль трансформатора. Чтобы заземлить электроприборы, их нужно соединить с нейтралью посредством специально приваренной шины. Для зануления оборудования нейтраль требуется соединить с нулевой шиной.

Сегодня в жилых и общественных зданиях заземляют водопроводные, канализационные, газопроводные трубы, а также распределительные электрощитки. Защитное заземление создают путём соединения с землёй металлических, не проводящих ток конструкций, которые могут оказаться под напряжением. Оно является обязательным для сетей:

Переменного тока — при напряжении от 380 В.
Постоянного тока — при напряжении от 440 В.

В наружных установках и помещениях повышенной опасности заземляющие конструкции устанавливаются при напряжении выше 42 В для переменного тока и выше 110 В — для постоянного. Помещения, в которых существует риск возникновения взрыва, заземляются при любом уровне напряжения.

Виды заземляющих конструкций

Расчёт заземления следует проводить с учётом того, где оно будет располагаться. По месту расположения заземляющая конструкция может быть:

Выносной. Заземлитель устанавливается за пределами площади, на которой находятся приборы, нуждающиеся в отведении электрического заряда.
Контурной. Электроды размещаются по контуру площади с оборудованием, а также внутри неё.

Заземление приборов, находящихся в закрытых помещениях, осуществляется путём прокладывания специальных магистралей для укладки проводов. Если электрооборудование располагается на открытой местности, необходимости в оборудовании магистралей нет, корпусы приборов могут соединяться с заземлительным контуром напрямую с помощью кабеля.

В качестве основных деталей в контурах могут использоваться естественные и искусственные заземлители. К первому типу относятся:

металлические корпуса зданий, соединённые с землёй;
свинцовые оболочки кабелей, колодцев, скважин;
подземные металлические коммуникации (кроме труб теплотрасс и магистралей для взрывчатых и горючих веществ).

Все заземлители искусственного типа должны иметь определённые размеры, которые следует учитывать, проводя расчёт контура заземления. В противном случае их использование не принесёт результата.

Расчёт сопротивления

Работа заземлительного контура характеризуется шаговым напряжением и напряжением прикосновения. Чтобы эксплуатация электрического оборудования была безопасна для человека, эти параметры не должны превышать установленных значений.

В процессе расчёта заземления необходимо учитывать такой важный показатель, как удельное сопротивление грунта. Таблица ПУЭ позволяет узнать его для разных видов почвы:

Песка с разным уровнем залегания подземных вод.
Водонасыщенной супеси (пластинчатой и текучей).
Пластичной и полутвёрдой глины.
Суглинка.
Торфа.
Садовой земли.
Чернозёма.
Кокса.
Гранита.
Каменного угля.
Мела.
Глинистого мергеля.
Пористого известняка.

Расчет заземляющего устройства контура заземления

Защитный контур, созданный вокруг любого объекта, который снабжается электроэнергией, обеспечит стекание высокого напряжения в землю по специально установленным электродам. Такие конструкции защищают дорогостоящее оборудование от короткого замыкания и перегорания из-за скачков напряжения. Установку конструкции необходимо проводить в соответствии с результатами проведенных вычислений уровня электропроводности проводников.

Предназначение расчёта

Прежде чем установить систему заземления на жилом или ином объекте, необходимо провести расчет заземляющего устройства, его типоразмеров. Такая конструкция состоит из:

элементов, установленных вертикально к поверхности земли;
проводника;
полос, соединяющих контур в горизонтальной плоскости.

Электроды вкапываются и соединяются между собой с помощью горизонтального заземлителя. После этого созданную систему защиты подсоединяют к электрическому щитку.

Используют такие искусственные конструкции в силовых сетях с разными показателями напряжения:

переменным от 380 В;
постоянным от 440 В;

на опасных производственных объектах.

Защитные системы устанавливают в разных местах оборудования. В зависимости от места установки они бывают выносными или контурными. В открытых конструкциях подсоединение элементов проводится сразу к заземляющему элементу. В контурных устройствах размещение идет по внешнему периметру или внутри устройства. Для каждого вида защитных установок необходимо провести расчет, чтобы установить величину сопротивления вертикальных заземлителей, количество необходимых стержней и длину полос для их соединения.

Кроме специальных устройств могут использоваться естественные системы:

коммуникации из металлических труб;
металлоконструкции;
подстанции;
опоры;
металлическая оболочка кабеля;
обсадные трубы.

Расчеты токопроводимости делают для искусственных конструкций. Обустройство их на месте использования силовых установок обеспечивает отвод электрического тока в землю, защищая человека и оборудование от разрядов большой величины в результате скачка напряжения. Чем меньше электропроводность, тем уровень силы электротока, уходящего через защитную конструкцию, будет более низким.

Пошаговый расчет контура заземления

Вычисления должны проводиться с учетом количества элементов, удаленности их друг от друга, токопроводимости почвы и глубины вкапывания вертикального заземлителя. Используя эти параметры, получится провести точный расчет защитного заземления.

Сначала следует по таблице определить вид почвы. После этого выбрать подходящие материалы для конструкции. Затем проводятся вычисления по специальным формулам, определяющим число всех элементов, а также их способности к электропроводности.

На основании полученных результатов проводится установка всей системы, после чего проводят контрольные замеры на ее токопроводимость.

Исходные данные

При вычислении силового значения контура заземления, следует составить соотношение их количества, длины соединительных полосок и расстояния, на котором проводится вкапывание.

Кроме этого нужно будет учесть удельное сопротивление грунта, которое определяется уровнем его влажности. Чтобы добиться стабильной величины, необходимо заглублять электроды в почву на глубину не менее 0,7 метра. Также важно не отходить от установленного ГОСТом размера самого защитного устройства.При проведении расчет нужно использовать готовые таблицы с уже имеющимися показателями для используемых материалов и электропроводности определенных видов почв.

Таблица показателей токопроводимости различных грунтов

Название вида почвы	Показатели электропроводности в Ом·м
Торф	20
Черноземы и почвогрунты	50
Песок с залеганием грунтовых вод не глубже 5 м	500
Глина	60
Песок с грунтовыми водами, расположенными ниже 5 м	1000
супеси	150
Морские воды	0,2-1
Речная вода	10-100
Садовая земля	40
Крупнозернистый песок с большим количеством валунов	1000-2000
Скальная порода	2000-4000
Глина или гравий	70

Нужную глубину, на которую закапывают в землю вертикальный электрод, рассчитывают по формуле:

При монтаже защитной конструкции нужно следить за тем, чтобы металлические стержни полностью входили в верхний слой земли и частично в нижние его уровни. Во время расчетов потребуется использовать средние коэффициенты уровня электропроводимости грунта в разные сезоны в тех или иных климатических зонах, представленные в данной таблице:

Сопротивление грунтов в разных климатических зонах

Виды электродов	Климатические зоны
Виды электродов	I	II	III	IV
Вертикального типа	1,8 ÷ 2	1,5 ÷ 1,8	1,4 ÷ 1,6	1,2 ÷ 1,4
В виде полос	4,5 ÷ 7	3,5 ÷ 4,5	2 ÷ 2,5	1,5

Чтобы точно определить количество вертикальных элементов в собираемой конструкции, не учитывая показатели для узких полосок, их соединяющих, нужно использовать формулу:

В ней Rн, обозначающий силу тока, растекающегося по почве определенного типа, коэффициент сопротивления для которого берется из таблицы.

Для вычисления физических параметров материала следует учитывать размеры используемых элементов системы:

у полосок 12х4 – 48 мм2;
у уголков 4х4 мм;
у стального круга– 10 мм2;
у труб, стенки которых имеют толщину 3,5 мм.

Пример расчета заземления

Проводить вычисления проводимости используемых проводников с учетом особенностей почвогрунта нужно для каждого электрода в отдельности по формуле:

В которой:

Ψ — климатический коэффициент, который берется из справочной литературы;
ρ1, ρ2 –величина проводимости верхнего и нижнего слоя земли;
Н – толщина верхнего слоя грунта;
t –глубина расположения вертикального элемента в траншеи.

Стержни для таких конструкций закапывают на уровень не менее, чем на 0.7 метра, согласно действующим нормативам.

Что мы должны иметь по окончанию расчета

После проведения вычислений по используемым формулам удается получить точное сопротивление заземляющего устройства искусственного типа. Измерить данные показатели у естественных систем часто не удается из-за невозможности получить точные типоразмеры закопанных коммуникаций, колей, кабеля или уже установленных металлических конструкций.

По окончании расчетов удается получить точное количество стержней и полос для контура, которые помогут создать надежную систему защиты для используемого оборудования и всего объекта в целом. Расчеты помогут также установить точную длину соединяющих стержни полосок. Основным результатом всех проведенных вычислений станет получение итогового значения свойств используемых в созданном контуре проводников, которое определяет силу проходящего по ним электрического тока. Это важнейший норматив ПЭУ, который имеет определенные значения для сетей с разными показателями напряжения.

Допускаемые значения сопротивления заземления, согласно нормативам

Существуют единые нормативные значения, по которым сопротивление растекания тока для электросети с определенным значением напряжения не должно превышать установленных стандартов ГОСТа. В сетях с напряжением в 220 В оно не должно быть больше 8 Ом. При напряжении в 380 В его значение должно быть не выше 4 Ом.

Для расчета показателей всего контура можно использовать формулу R= R0/ ηв*N, в которой:

R0 уровень токопроводимости для одного электрода;
R —показание уровня препятствования прохождению тока для всей системы;
ηв — коэффициент использования защитного устройства;
N — количество электродов во всем контуре.

Материал, требуемый для устройства контура

Собирать контур можно из металлического материала:

уголка,
полосок, имеющих определенные размеры.

После установки заземления его обязательно должен проверить эксперт из независимой измерительной лаборатории. Строительную арматуру можно использовать в качестве естественного контура при наличии ее в несущих конструкциях здания. ПЭУ содержит специальный список конструкций, которые можно использовать в качестве естественного контура при создании защитных систем.

Для проверки работы всей конструкции необходимо общее значение и сопротивление вертикальных заземлителей и всей системы проверить специальными приборами. Доверить эту работу нужно независимым экспертам из электролаборатории. Чтобы конструкция надежно защищала весь объект, следует регулярно проводить замеры, проверяя их значение установленным нормативам.

Электротехника

В статье « Введение в систему заземления » я объяснил следующие моменты:

Введение
Определение сопротивления заземления
Удельное сопротивление почвы

Сегодня я объясню, как рассчитать сопротивление заземления.

2.2 Расчет сопротивления заземления

Следующая формула (источник: IEEE Std.142: 1991) позволяют рассчитать сопротивление заземления.

Где:

R = сопротивление в Ом
ρ = удельное сопротивление в Ом · см
d = расстояния в см

S = расстояние между заземляющими стержнями

Коэффициент пространства для нескольких заземляющих стержней будет следующим:

2.2.1 Расчет сопротивления заземления для подстанций

В идеале система заземления должна быть как можно ближе к нулевому сопротивлению.Для большинства передающих и других более крупных подстанций сопротивление заземления должно составлять около 1 Ом или меньше. На небольших распределительных подстанциях обычно приемлемый диапазон от 1 до 5 Ом, в зависимости от местных условий. Оценка общего сопротивления удаленного заземления — один из первых шагов при определении размера и базовой компоновки системы заземления.

Минимальное значение сопротивления заземления подстанции в однородном грунте можно оценить с помощью формулы круглой металлической пластины на нулевой глубине после определения удельного сопротивления грунта.

Используйте следующую формулу для оценки минимального сопротивления, которое можно ожидать при проектировании системы заземления:

Где:

Rg = сопротивление заземления в Ом.

ρ = среднее удельное сопротивление земли в Ом / м.

A = площадь, занимаемая наземной сеткой в квадратных метрах.

Π = 3,14

Пример № 1:

Каково сопротивление сети системы, если ρ = 250 Ом / м и A = 3500 м2?

Решение:

Расчет по приведенной выше формуле дает следующие результаты:

Итак, Rg = 1.87 Ом

Затем можно получить верхний предел удельного сопротивления подстанции, добавив второй член к приведенной выше формуле. Второй термин учитывает тот факт, что сопротивление любой реальной системы заземления, состоящей из ряда проводников, выше, чем у сплошной металлической пластины. Эта разница будет уменьшаться с увеличением длины скрытых проводников, приближаясь к 0 для бесконечного L, когда достигается состояние твердой пластины. (IEEE-80)

Чтобы оценить верхний предел, используйте формулу:

Где:

Rg = сопротивление заземления в Ом.

ρ = среднее удельное сопротивление земли в Ом / м. Это измерение должно быть нанесено на отпечатки или может использоваться 1000 Ом / м.

A = площадь, занимаемая наземной сеткой в квадратных метрах.

L = общая скрытая длина проводников в метрах.

Π = 3,14

Используйте приведенную выше формулу, чтобы приблизительно сопротивление заземления системы, а не в качестве замены фактические наземные измерения.

Общая длина заглубления представляет собой комбинацию горизонтальных и вертикальных проводников в сети, а также заземляющих стержней. L можно рассчитать как:

Где:

LC = общая длина сетевого проводника (м)

LR = общая длина заземляющих стержней (м)

Было определено лучшее приближение с учетом глубины сетки

Где

h : глубина сетки (м)

Эти уравнения показывают, что чем больше площадь и чем больше общая длина используемого заземляющего проводника, тем ниже сопротивление сети заземления.

3- Проверка установки заземляющих проводов сети

Проверка сетевой системы начинается с проверки плана расположения станции, на котором показано все основное оборудование и конструкции.

Площадь системы заземления является самым важным геометрическим фактором при определении сопротивлений сети. Большие заземленные области приводят к более низкому сопротивлению сети и, следовательно, более низким напряжениям GPR и сетки.

Расчет наземной сети основан на трех основных параметрах:

Максимальный ожидаемый ток замыкания на землю, проходящий между системой заземления и телом земли,
Продолжительность протекания этого тока (исходя из продолжительности 1 секунда),
Удельное сопротивление грунта и характер грунта на участке.

Невозможно использовать номинальный кратковременный ток выключателей или три секунды для первых двух. из вышеперечисленных параметров. Даже в районах с низким удельным сопротивлением почвы это будет трудно, если не невозможно, разработать электрод, подходящий для такого долг. Поэтому необходимо определить максимальный ток и его продолжительность потока (1 секунда, заданная конструкцией), которую электрод должен безопасно передавать на Землю или от нее.

3.1 Рекомендации и требования к проектированию

Сплошная петля из проводника по периметру, чтобы охватить как можно большую площадь. Эта практика помогает избежать высокой концентрации тока и, следовательно, высоких градиентов как в области сети, так и вблизи выступающих концов кабеля. Увеличение площади также снижает сопротивление заземляющей сети.

Внутри петли проводники проложены параллельно и, где это возможно, вдоль конструкций или рядов оборудования, чтобы обеспечить короткие заземляющие соединения.

Типичная электросеть для подстанции может включать в себя неизолированные медные проводники сечением 70 или 120 квадратных миллиметров (мм2) № 4/0 или 2/0 AWG, проложенные на глубине 18 дюймов (0,5 м) ниже уровня земли, минимум, с интервалом от 10 до 20 на расстоянии 3–6 м друг от друга в виде сетки. При перекрестных соединениях надежно соедините проводники между собой термитной сваркой, пайкой или одобренными компрессионными соединителями. Стержни заземления должны быть размещены по углам сетки и не должны находиться на расстоянии менее 6 футов друг от друга по конструкции.

Энергосистема обычно простирается по всей подстанции подстанции и часто за линией ограждения.Некоторые нормы требуют, чтобы заземляющий провод был проложен на расстоянии около 3 футов (1 м) снаружи и параллельно забору. Используйте несколько заземляющих проводов или проводов большего размера, где могут возникать высокие концентрации тока, например, соединение нейтрали с землей генераторов, конденсаторных батарей или трансформаторов.

Соотношение сторон сетки обычно составляет от 1: 1 до 1: 3, если точный анализ не требует более экстремальных значений. Частые перекрестные соединения относительно мало влияют на снижение сопротивления сети, но полезны для защиты нескольких путей от токов короткого замыкания.

Провод сечением 35 мм2 (2 AWG) или больше должен быть многожильным.

Некоторые нормы требуют использования луженой проволоки там, где удельное сопротивление почвы менее 70 Ом / м.

Избегайте резких изгибов всех заземляющих проводов. (Это относится к наземным соединениям.)

В следующей статье я объясню Измерение сопротивления заземления . Пожалуйста, продолжайте следить.

онлайн-курсов PDH.PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии

курсов. «

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

«Он укрепил мои текущие знания и научил меня еще нескольким новым вещам

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации.»

Стивен Дедак, П.Е.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

очень быстро отвечает на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. «

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

«Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей компании

имя другим на работе «

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

с деталями Канзас

Городская авария Хаятт.»

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

информативно и полезно

в моей работе »

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

— лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр

материал «

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

«Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от отказов »

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения »

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя

студент для ознакомления с курсом

материала до оплаты и

получает викторину «

Arvin Swanger, P.E.

Вирджиния

«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

очень понравился. «

Mehdi Rahimi, P.E.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

на связи

курса.»

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

обсуждаемые темы »

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам »

Джеймс Шурелл, П.Е.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основе какой-то неясной секции

законов, которые не применяются

по «обычная» практика.»

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы использовать свой медицинский прибор.

организация «

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Учебный материал содержал хорошее, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн формат был очень

доступно и просто

использовать. Большое спасибо. «

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»

Joseph Frissora, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает напечатанная викторина во время

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

предоставлено фактических случаев »

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

«Документ» Общие ошибки ADA при проектировании оборудования «очень полезен.Модель

тест действительно потребовал исследования в

документ но ответы были

в наличии «

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов

в транспортной инженерии, которая мне нужна

для выполнения требований

Сертификат ВОМ.»

Джозеф Гилрой, P.E.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роадс, P.E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. До сих пор все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курса со скидкой.»

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать дополнительный

курса. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

нужно путешествовать. «

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно »

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

время искать, где на

получить мои кредиты от. «

Кристен Фаррелл, P.E.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

проще поглотить все

теории »

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

мой собственный темп во время моего утро

метро

на работу.»

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы очень рекомендовал

вам на любой PE, требующий

CE единиц. «

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад оказать финансовую помощь

по ваш промо-адрес электронной почты который

сниженная цена

на 40% «

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику

Коды

и Нью-Мексико

правила. «

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

при необходимости дополнительных

Сертификация

. «

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

оценено! «

Джефф Ханслик, P.E.

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

«Курс был по разумной цене, а материалы были краткими и

хорошо организовано. «

Glen Schwartz, P.E.

Нью-Джерси

«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —

хороший справочный материал

для деревянного дизайна. «

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку.»

Роберт Велнер, P.E.

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование

Строительство курс и

очень рекомендую .»

Денис Солано, P.E.

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики Нью-Джерси были очень хорошими

хорошо подготовлен. «

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы на

обзор везде и

всякий раз, когда.»

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Поддерживаю широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, без всякой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были зондирующими и продемонстрировали понимание

материала. Полная

и всесторонний ».

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили этот курс

поможет по моей линии

работы.»

Рики Хефлин, P.E.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я определенно буду использовать этот сайт снова».

Анджела Уотсон, P.E.

Монтана

«Легко выполнить. Нет путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличный освежитель ».

Luan Mane, P.E.

Conneticut

«Мне нравится подход к регистрации и возможность читать материалы в автономном режиме, а затем

вернуться, чтобы пройти викторину «

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях »

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне

успешно завершено

курс.»

Ира Бродский, П.Е.

Нью-Джерси

«Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материал для изучения, а потом вернуться

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график. «

Майкл Глэдд, P.E.

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

Dennis Fundzak, P.E.

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

Сертификат

. Спасибо за изготовление

процесс простой. »

Fred Schaejbe, P.E.

Висконсин

«Опыт положительный.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и прошел

часовой PDH в

один час. «

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

«Мне понравилось загружать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея для оплаты

материал .»

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об EE для инженеров, не занимающихся электричеством».

Дуглас Стаффорд, P.E.

Техас

«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

процесс, который требует

улучшение.»

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

«Мне очень нравится удобство участия в онлайн-викторине и получение сразу

Сертификат

. «

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

«Учебные модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по номеру

много различные технические области за пределами

своя специализация без

надо путешествовать.»

Hector Guerrero, P.E.

Грузия

Калькулятор сечения заземляющего провода

Калькулятор размера заземляющего проводника рассчитает правильный размер заземляющего проводника для заземляющих кабельных каналов и оборудования. на основе номинального тока или настройки автоматического устройства защиты от перегрузки по току в цепи перед оборудованием. Это основано на таблице 250.122 NEC (NFPA 70®: National Electrical Code® (NEC®), издание 2014 г.).

Калькулятор сечения заземляющего провода

Введите приведенную ниже информацию, чтобы рассчитать соответствующий размер заземляющего проводника.

Выберите номинальный ток или настройку автоматического устройства защиты от максимального тока в цепи перед оборудованием, не превышающей: -15 Ампер20 Ампер30 Ампер40 Ампер60 Ампер100 Ампер200 Ампер300 Ампер400 Ампер500 Ампер600 Ампер800 Ампер1000 Ампер1200 Ампер1600 Ампер2000 Ампер2500 Ампер3000 Ампер4000 Ампер5000 Ампер6000 Ампер

Материал проводника	Размер провода (AWG или kcmil)
Медь	–
Алюминий	–

Примечание: Всегда соблюдайте NEC, если размер заземляющего провода оборудования должен быть больше значений, указанных в этом калькуляторе.

Источник: NFPA 70, Национальный электротехнический кодекс, таблица 250.122

Чтобы рассчитать размер провода для цепи, используйте калькулятор размера провода или расширенный калькулятор размера провода. Чтобы рассчитать допустимую нагрузку на провод для цепи, используйте Калькулятор допустимой нагрузки на провод или Расширенный калькулятор допустимой нагрузки на провод.

Для длинных проводов, где может возникнуть падение напряжения, используйте Калькулятор падения напряжения для определения правильного размера проводника и максимального значения. длина цепи.Посетите страницу «Таблицы», чтобы просмотреть справочные таблицы, такие как «Максимальная допустимая нагрузка для токонесущих проводников».

Ознакомьтесь с Условиями использования и Политикой конфиденциальности этого сайта. Ваше мнение очень ценится. Сообщите нам, как мы можем улучшить.

Расчетная информация резистора заземления нейтрали

Просмотр резисторов заземления нейтрали

Введение

Резисторы заземления нейтрали используются для уменьшения таких проблем, как пробой изоляции, вызванный переходными перенапряжениями, вызванными дуговым замыканием на землю в незаземленных системах и повреждением электродвигатели и коммутационные устройства, вызванные дуговым разрядом в глухозаземленных системах.

Два основных метода заземления нейтрали системы — это низкое сопротивление и высокое сопротивление.

Низкое сопротивление

Система отключится в случае замыкания на землю.

Резистор заземления нейтрали ограничивает замыкание на землю максимумом от 100 до 1000 А (см. Примечание ниже). Трансформаторы тока нулевой последовательности и реле защиты от замыканий на землю обнаруживают неисправность и срабатывают при 5–20% максимального тока замыкания на землю.

Резистор обычно рассчитан на 10 секунд с максимальным повышением температуры до 760 ° C.

Максимальный ток замыкания на землю, допускаемый резистором, должен быть достаточно большим для положительного срабатывания реле замыкания на землю.

Резисторы заземления нейтрали номиналом от 200 до 400 А обычно используются в системах от 6,9 кВ до 34,5 кВ (см. Примечание ниже).

Резисторы заземления нейтрали номиналом от 100 до 400 А обычно используются в системах от 2,4 до 4,16 кВ (см. Примечание ниже).

Как только номинальный ток определен, сопротивление или омическое значение резистора рассчитывается путем деления линейного напряжения нейтрали на номинальный ток.

, т.е. для резистора заземления нейтрали системы 4,16 кВ номиналом 400 А. Напряжение линии на нейтраль будет 4,16 кВ / √ (3) = 2400 В. Требуемое сопротивление будет 2400/400 = 6 Ом.

Высокое сопротивление

Система подаст сигнал, но не отключится в случае замыкания линии на землю. Он рекомендуется для систем, в которых перебои в подаче электроэнергии в результате отключения одиночной цепи по замыканию на землю наносят ущерб процессу.

Резистор заземления нейтрали ограничивает замыкание на землю максимумом от 5 до 10 А.Трансформаторы тока нулевой последовательности и реле защиты от замыканий на землю обнаруживают неисправность и подают сигнал тревоги при 10–20% максимального тока замыкания на землю.

Резистор рассчитан на продолжительный режим работы с максимальным повышением температуры до 375 ° C.

Максимальный ток замыкания на землю, допускаемый резистором, должен превышать общую емкость по отношению к зарядному току заземления системы, а векторная сумма зарядного тока системы плюс ток резистора не должна превышать 8 А. Расчет)

После определения номинального тока сопротивление или омическое значение резистора рассчитывается путем деления напряжения между фазой и нейтралью на номинальный ток.

то есть для резистора заземления нейтрали системы 480 В номиналом 5 А. Напряжение линии на нейтраль будет 480 В / √ (3) = 277 В. Требуемое сопротивление будет 277/5 = 55,4 Ом.

Примечание

В шахтных энергосистемах среднего напряжения Низкое сопротивление обычно используется с заземляющим резистором нейтрали, который ограничивает замыкание на землю максимум от 25 до 50 А. Это необходимо для ограничения напряжения прикосновения до 100 V или меньше. Трансформаторы тока нулевой последовательности и реле защиты от замыканий на землю обнаруживают неисправность и срабатывают при менее чем одной трети номинала резистора.Резистор рассчитан на продолжительную работу с максимальным повышением температуры до 375 ° C.

Современные шахтные энергосистемы могут иметь значительную емкость распределенной системы, и, как и все резисторы заземления нейтрали, максимальный ток замыкания на землю, допускаемый резистором, должен превышать общую емкость по отношению к зарядному току заземления системы и векторную сумму системы. зарядный ток плюс ток резистора не должен превышать 8 А. (см. Расчет емкости системы относительно заземления).

Ссылки

«Промышленные энергетические системы» Шоаиб Хан, Шиба Хан, Гариани Ахмед

«Сопротивление нейтрали системы. Заземление »Ларри А.Прайор, ЧП, старший специалист по спецификациям GE

«Вредное влияние емкости на распределительные системы шахт с заземлением с высоким сопротивлением» Джозеф Соттиле, старший член, lIEEE, Стив Дж. Гнапрагасам, Томас Новак, научный сотрудник, IEEE, и Джеффри Л. Колер, Старший член IEEE

(PDF) Расчет сопротивления системы заземления подстанции с использованием метода конечных элементов

S1 S4 S16 R4 R16

Тип сети

Сопротивление заземления (Ом)

3D F EM

NAHMAN

Рис.9. Сопротивление заземления сетей для случая № 1 таблицы I

S1 S4 S16 R4 R16

Тип сети

Сопротивление заземления сети (Ом)

3D F EM

NAHMAN

Рис. 10. Сопротивление заземления сетей для случая № 4 таблицы I

В. ВЫВОДЫ

Различные методы расчета сопротивления заземления

сопротивления различных систем заземления в однородных и

Исследованы двухслойные грунтовые конструкции.Полученные результаты

сравниваются с соответствующими формулами 3D FEM

, которые рассматриваются как эталонные. Различия между результатами

незначительны для однородной структуры грунта

, за исключением случаев с сетками, которые представляют значимые различия

. В случаях, когда предполагается, что земля

состоит из двух слоев, различия между результатами будут значительными, особенно для стержней небольшой длины.

В рассмотренных аналитических моделях используются разные подходы

при расчете сопротивления системы заземления в многослойных грунтах

. Некоторые из них основаны на предположении

эквивалентного удельного сопротивления фиктивного однородного грунта.

Другие учитывают также относительное положение системы в

почве. Результаты FEM показывают, что методы, которые учитывают положение системы заземления

в земле

, приводят к более точным результатам.

Аналитически метод Нахмана-Саламона приводит к результатам

, которые наилучшим образом соответствуют

, соответствующим FEM. Также интересно, что метод

Шварца, использующий выражение для эквивалентного сопротивления

, предложенное IEEE Guide for Safety в AC

Заземление подстанции, приводит к результатам, которые значительно отличаются от результатов, полученных с помощью МКЭ. Это более очевидно в случаях грунта

, где удельное сопротивление верхнего слоя почвы сильно отличается на

от соответствующего сопротивления нижнего слоя почвы.

Для систем заземления, которые состоят из заземляющих сеток

, разные методы показывают еще большие различия в

их результатах.

Следует отметить, что для конфигураций сетки заземления

, которые приводят к желаемым низким значениям сопротивления заземления

, все методы, похоже, сходятся, и это очень важный вывод. Однако расчет сопротивления

в сложной системе заземления основан на расчете

индивидуальных сопротивлений каждого элемента системы заземления

.Таким образом, оправдана необходимость поиска лучших аппроксимаций

для реализации в стандарте IEEE Std, особенно

для случая многослойной земли.

VI. ССЫЛКИ

[1] Руководство по безопасности при заземлении подстанции переменного тока (2000) ANSI / IEEE Std 80

[2] Руководство по безопасности при заземлении подстанции переменного тока (1986) ANSI / IEEE Std 80

[3] SJSchwarz, “ Сопротивление систем заземления », Пер. Амер. Inst.

Elec. Engrs., Vol. 73, 1954, стр.1010-1016.

[4] Дж. А. Салливан, «Альтернативные расчеты заземления для сетей и стержней», IEE

Proc.-Gener. Трансм. Дистриб., Т. 145, No. 3, May 1998

[5] Дж. Нахман, Д. Саламон, «Практический метод интерпретации данных об удельном сопротивлении земли

, полученных в результате испытаний стержневых стержней», IEEE Trans. На

Электроснабжение, т. 3, № 4, октябрь 1988 г.

[6] Дж. Нахман, Д. Саламон, «Аналитическое выражение для сопротивления стержней

и комбинированных систем заземления в неоднородной почве», IEEE

Trans.PWRD-1, №3, июль 1986 г., стр. 90-96

[7] Дж. Нахман, В. Джорджевич, «Сопротивление заземления электродов заземления подстанции

в однородном и двухслойном грунте» Электротехника 80

(1997) pp.337-342

[8] Дж. Нахман, И. Паунович, «Сопротивление заземления заземляющих сетей в многослойном грунте

», Электротехника (2006) 88: 281-287

[9] YLChow, MMASalama, «Упрощенный метод расчета сопротивления заземления подстанции

», IEEE Transactions in Power Delivery,

Vol.9, No. 2, 1994, pp. 736-742

[10] MMSalama, MMEl.Sherbiny, YLChow, «Формула сопротивления

сети заземления подстанции в двухслойной почве», IEEE Transactions on

Мощность выдачи, т. 10, No. 3, июль 1995 г.

[11] Дж. Л. дель Аламо, «Сравнение восьми различных методов с

позволяет достичь оптимальной оценки параметров электрического заземления в двухслойной земле

», IEEE trans. по PWRD, Vol. 8, No. 4, October 1993

[12] J.Л. дель Аламо, «Метод градиента второго порядка для улучшенной

оценки параметров почвы в двухслойной земле», IEEE Trans. PWRD,

Vol. 6, № 3, июль 1991 г.

[13] Веннер Ф. «Метод измерения сопротивления заземления», Бюллетень бюро стандартов

, Отчет № 258, т. 12, № 3, стр. 469-482,

Февраль 1916 г.

[14] Э. Б. Курдтс, «Некоторые из фундаментальных аспектов измерения сопротивления заземления

», AIEE Transactions Pt.I, Vol. 77, ноябрь 1958 г., стр. 767-

770

[15] Ф. Давалиби, Н. Барбейто, «Измерения и расчеты характеристик

систем заземления в многослойных грунтах», IEEE

Trans. по энергоснабжению, т. 6, вып. 4, стр. 1483-1490, октябрь 1992 г.

[16] Ф. Давалиби, Д. Мукхедкар, «Измерения сопротивления заземляющего электрода

в неоднородных почвах», IEEE Trans. по энергетическим аппаратам

и системам, т. ПАС-93, вып. 1, стр.109-116, январь 1994 г.

[17] Пакет программного обеспечения Comsol Multiphysics ® www.comsol.com

[18] М. Трлеп, А. Хамлер, Б. Хриберник «Анализ систем комплексного заземления

методом FEM» , IEEE Trans. О магнетизме, т. 34, No. 5,

Сентябрь 1998 г.

Разрешенное лицензионное использование ограничено: Университет Аристотеля в Салониках. Загружено 15 декабря 2009 г. в 08:02 с IEEE Xplore. Ограничения применяются.

Заземление в частном доме: расчет, устройство, установка

В статье рассказывается, как самостоятельно сделать заземление в частном коттедже.Разберемся с принципами заземления, узнаем, как рассчитать конфигурацию этого устройства, определим, какие материалы нужны.

Лет 20-25 назад мы строили частные и общественные здания, даже не задумываясь об эффективной защите человека от поражения электрическим током. В последнее время все стало по-другому — наши входные распределительные щиты становятся больше, теперь в них десятки автоматов, несколько УЗО, да и там почти всегда есть отдельная шина заземления.Что изменилось? Электричество сейчас буквально вокруг нас, в домах огромное количество электроустановок, много бытовой техники и блоков питания, которые являются потенциальными источниками опасности, кроме того, мы, наверное, стали больше ценить человеческую жизнь.

Современные строительные нормы и правила (в частности, ПУЭ) требуют применения хотя бы одной из следующих мер для защиты человека в жилых помещениях:

падение напряжения;
выравнивание потенциалов;
применение двойной изоляции проводов;
применение разделительных трансформаторов;
установка устройств защитного отключения;
устройство заземления, заземления.

Конечно, к вопросу безопасности нужно подходить комплексно и использовать всеми возможными способами, но заземление в доме должно быть обязательным.

Заземление электроустановок — самый надежный и эффективный способ защиты, который в совокупности с другими мерами делает бытовое электричество абсолютно безопасным. По сути, заземление — это сознательное соединение корпусов электроустановок (элементов, не находящихся под напряжением) с землей. Многим домовладельцам организация заземления кажется либо слишком дорогостоящей и технологичной, либо слишком простой, что тоже не совсем так..

В частном доме сделать надежное заземление технически несложно, так как расстояние до земли очень небольшое, а во дворе всегда можно найти свободные участки. Гораздо меньше повезло жителям старых многоквартирных домов, где уже не работают контуры заземления, и тогда некоторым соотечественникам удается индивидуально заземлить себя с верхних этажей, прокладывая провод от своей квартиры по стенам дома до самой земли. Между тем было бы ошибкой полагать, что любой железный штырь, вбитый в почву, или любая водопроводная труба станет нормальным рабочим контуром заземления.Заземление — это система, состоящая из нескольких важных элементов с определенными номинальными параметрами, которая функционирует по определенным принципам, тесно взаимодействует с другими системами.

Основы защитного заземления

В неисправном электроустройстве (например, при повреждении изоляции питающего провода) на его корпусе может появиться напряжение. Когда человек прикасается к устройству, ток устремляется в землю, проходя через его тело и часто причиняя непоправимый вред, не все защитные устройства могут среагировать или успеть быстро разомкнуть цепь.Почему ток уходит в землю? Потому что он легко принимает разряд, так как имеет очень высокую электрическую емкость. Если ток утечки (через ток проводимости, протекающий между двумя или более электродами) предложен другим, более простым способом, например, проводником с меньшим сопротивлением — для заземления он не должен превышать 4 Ом, то по нему он уйдет в землю. , а не через человека с сопротивлением тела 1 кОм. В цепи происходит утечка тока, и устройство защитного отключения (УЗО) за доли секунды отключает поврежденный участок.

Именно поэтому все современные электроприводы и агрегаты сконструированы таким образом, что к ним можно подключить заземляющий провод, а для электромонтажа используются трехжильные провода. Это касается и всей современной бытовой техники, где соединяются корпус и один из контактов вилки питания — для их питания используются розетки с контактом PE (антенны). Все светильники, люстры, бра имеют клеммы для подключения «желтой» проводки, а металлические коробки распределительных щитов и металлоконструкции, на которых расположено силовое оборудование, заземлены.Все потребители сетей с напряжением переменного тока более 42 В заземляются в обязательном порядке, по постоянному току — более 110 В. Обратите внимание, что заземление обеспечивает не только электробезопасность людей, но и:

стабилизирует работу электроустановок;
защищает устройства от перенапряжения;
снижает количество сетевых помех и интенсивность высокочастотного электромагнитного излучения.

Заземляющее устройство состоит из следующих элементов:

заземлитель
заземлителей

Заземляющим проводом будет любая часть заземляющего устройства, которое соединяет электроустановки с заземляющим электродом, это отдельные жилы проводов (общепринято — в желтой изоляции), элементы внешней и внутренней цепей, специальная шина, расположенная в щите. .

Заземляющий провод — это электрод, часть цепи заземления, которая находится в непосредственном контакте с землей. Этот элемент обеспечивает протекание токов в землю и их рассеивание. В зависимости от того, используются ли для этого заглубленные элементы строительных конструкций или специально созданный проводник, выделяются естественные и искусственные заземлители. Согласно ПУЭ всегда следует отдавать предпочтение применению электродов естественного заземления (п. 1.7.35), в частном доме это может быть:

обсадная металлическая;
трубопроводов стальных любых, в том числе труб для прокладки электропроводов;
свинцовая броня силового кабеля;
различных металлических столбов и опор на улице, например, элементы забора;
заглубленных железобетонных и металлических элементов здания (колонны, фермы, шахты, фундаменты).

Искусственные электроды можно использовать, если сопротивление электродов естественного заземления не соответствует норме, то мы рассмотрим их более подробно.

Расчет заземляющего устройства

Основным параметром, который необходимо рассчитать, является проводимость заземляющего электрода. Другими словами, нам нужно выбрать электрод такой конфигурации, чтобы сопротивление заземляющего устройства не превышало нормативное. В положениях ПУЭ указаны следующие цифры, которые являются допустимым максимумом:

2 Ом — для однофазной сети напряжением 380 вольт;
4 Ом — на 220 вольт;
8 Ом — на 127 вольт.

При трехфазном токе максимальные сопротивления будут такими же 2, 4 и 8 Ом, но только для напряжений 660, 380 и 127 вольт соответственно.

От чего зависит проводимость системы заземляющих электродов (читай сопротивление заземляющего устройства)? Упрощенно — от области контакта электрода с землей и удельного сопротивления грунта. Чем больше заземляющий электрод, тем меньше сопротивление, тем больше ток принимает почва. Все формулы расчета предполагают учет площади поверхности электрода и глубины его погружения.Например, для расчета одиночного заземляющего устройства круглого сечения имеем следующую формулу:

Где: d — диаметр штифта, L — длина электрода, T — расстояние от поверхности до середины заземляющего электрода, ln — логарифм, ? — константа (3,14), ? — удельное сопротивление грунта (Ом · м).

Обратите внимание, что удельное сопротивление грунта является основным расчетным параметром. Чем ниже это сопротивление, тем более проводящим будет наше заземление и тем эффективнее будет защита.Основные базовые показатели для определенного типа почвы можно найти в общедоступных таблицах и графиках, но многое зависит от ее фактического состояния — плотности, водного баланса, температуры, глубины сезонного промерзания, наличия и концентрации в ней «электроактивных» химикатов — щелочи, кислоты, соли … Более того, на разных глубинах ситуация может существенно меняться, физические свойства континентального фундамента становятся разными, появляются водоносные горизонты, которые снижают сопротивление, температура повышается … Как правило, с увеличением глубины почва приобретает вид более текущий пикап.

При отрицательных температурах резко возрастает сопротивление грунтов из-за промерзания воды. Поэтому возникают определенные трудности с заземлением в районах с вечномерзлыми грунтами. По той же причине длина заземляющих электродов должна быть на порядок больше, чем сезонная глубина промерзания в нормальных широтах.

В идеале сопротивление земли и заземляющего устройства в целом следует исследовать практически, а формулы помогут нам сделать основные расчеты.Часто анализ происходит непосредственно на этапе сборки цепей — электроды погружаются и измерения проводимости заземления производятся в реальном времени: если сопротивление слишком велико, то количество заземляющих электродов или степень их заглубления. увеличена.

Учтите, что заземление должно работать в любое время года, поэтому рекомендуется проверять его в самых неблагоприятных условиях (засуха, мороз). Если это невозможно, к результатам применяются специальные коэффициенты, учитывающие сезонные изменения сопротивления почвы на конкретном участке..

Если для оснащения заземляющего электрода использовать несколько электродов, то процедура расчета будет несколько иной:

Сопротивление рассчитывается для каждого из них (можно применить формулу выше).
Показатели суммированы.
Необходимо учитывать «коэффициент использования».
Формула выглядит так:

Где: N — количество заземляющих электродов, TO _и — коэффициент использования, R ₁ сопротивление каждого электрода в отдельности.

Как видите, не учитывается проводимость горизонтальных элементов, соединяющих электроды в единую цепь.

Коэффициент использования может вызвать некоторую сложность — он отражает явление, при котором соседние электроды в цепи влияют друг на друга, поскольку зоны рассеивания токов в почве начинают пересекаться, когда они слишком близки. Чем ближе отдельные заземляющие электроды друг к другу, тем больше общее сопротивление заземляющего устройства.Вокруг каждого электрода в земле образуется рабочая сфера с радиусом, равным его длине, а это означает, что идеальным расстоянием между заземляющими электродами будет их длина в земле (L), умноженная на 2.

Отношение расстояния между электродами к их длине	Количество электродов	Coef. использовать
1	пять	0,7
1	десять	0.6
1	15	0,53
1	20	0,5
2	пять	0,81
2	десять	0,75
2	15	0,7
2	20	0,67

Размещение замкнутого контура
Отношение расстояния между электродами к их длине	Количество электродов	Coef.использовать
1	пять	0,65
1	десять	0,55
1	15	0,51
1	20	0,45
2	пять	0,75
2	десять	0,69
2	15	0,66
2	20	0.63

Чтобы рассчитать, сколько заземляющих электродов необходимо закопать в землю, используйте следующую формулу:

Где: R — расчетное сопротивление заземляющего устройства, R ₁ — сопротивление одного электрода, TO _и — коэффициент использования.

Что касается расположения заземляющих электродов, то они не обязательно должны образовывать треугольник, хотя это наиболее распространенная конфигурация схемы.Электроды можно размещать в один ряд при последовательном включении. Такой вариант удобен, если для устройства заземления отводится узкая полоса земли.

Устройство заземления

В принципе, можно выделить два типа заземляющих устройств, которые отличаются друг от друга способом установки и характеристиками материала. Первый — штыревой модульной конструкции (заводского изготовления) с одним или несколькими электродами, второй — самодельный с несколькими заземляющими электродами из металлопроката.Их основные отличия только в организации заглубленной части — токопроводящая, «верхняя», часть их идентична.

Заводские комплекты заземления технологичны и обладают рядом преимуществ:

поставляется в комплекте, элементы специально разработаны для устройства защиты и изготавливаются на промышленном оборудовании;
практически не требует земляных работ, никаких сварочных работ не требуется;
позволяют углубиться на несколько десятков метров и получить очень низкое стабильное сопротивление всего устройства.

Единственный недостаток таких систем — их дороговизна.

Материалы и инструменты для заземляющего устройства

Жилы искусственного заземления должны быть из стального проката. Подходит для этих целей:

угол;
труба круглого или прямоугольного сечения;
стержень.

Для защиты металла от коррозии используются оцинкованные электроды. Также допускается использование электропроводящего бетона в качестве заземляющего электрода.

В заводских наборах это полутораметровые цельнотянутые штифты, покрытые медью с резьбой на концах. На первом элементе установлен острый конический наконечник, отдельные штифты соединяются с помощью резьбовых латунных муфт. Электроды погружаются в землю с помощью ручных ударных инструментов (картридж SDS-Max, мощность удара около 20 Дж). Адаптер и направляющая головка используются для передачи энергии от перфоратора. Соединение между заземляющим проводом и электродом осуществляется с помощью зажима из нержавеющей стали.Для защиты стыков от коррозии и снижения сопротивления на стыках используется специальная паста.

Внимание! Заземлители нельзя красить, смазывать или консервировать любым другим способом, который может снизить их проводимость.

Влияние коррозии (стальная деталь постепенно истончается) следует учитывать при выборе сечения электрода, оно подбирается с определенным запасом, обеспечивающим достаточную долговечность цепи. Минимально допустимые сечения заземляющих электродов, расположенных в грунтах, ограничиваются нормативными документами:

пруток оцинкованный — 6 мм;
— 10 мм;
Прокат прямоугольного сечения — 48 мм ².

Внимание! Толщина полок из стали прямоугольного сечения или толщина стенок труб должна быть не менее 4 мм.

В качестве проводника, соединяющего несколько электродов в земле, чаще всего используется полоса, но можно использовать провод, уголок, трубу. Этими материалами можно подвести заземление к самому электрическому щиту (сечение материалов имеет меньше ограничений: стержень — 5 мм, прямоугольная сталь — 24 мм ², толщина стенки и полки — 2.5 мм).

Заземляющий провод внутри здания должен иметь площадь поперечного сечения, равную поперечному сечению фазового провода, используемого в домашней электропроводке.

Также есть минимальные требования:

алюминий неизолированный — 6 мм;
медь неизолированная — 4 мм;
алюминий в изоляции — 2,5 мм;
медь в изоляции — 1,5 мм.

Для коммутации всех заземлителей необходимо использовать заземляющие шины из электротехнической бронзы.В системе заземления ТТ эти элементы распределительного щита монтируются непосредственно на стене металлического ящика.

Самодельный заземлитель углубляют кувалдой, заводские комплекты забивают отбойными молотками. В обоих случаях рекомендуем подготовить площадку или лестницу. Для работы с черным прокатом потребуется ручная дуговая сварка.

Сборка заземляющего устройства

Рассмотрим порядок действий. В начальных пунктах укажем операции, типичные для установки обоих типов заземляющих электродов.

План и земляные работы. Рекомендуется устанавливать заземлители в земле на расстоянии около одного метра от фундамента. В соответствии с проектом схема размечена — как мы уже говорили, это может быть равносторонний треугольник, линия, круг, несколько рядов… Расстояние между электродами берется от 1,2 метра, что делает его более чем вдвое длиннее система заземляющих электродов бессмысленна. В качестве базового варианта, подходящего для большинства наших условий, можно взять треугольник со стороной 1.5-3 метра и длина электродов 2-3 метра.

Далее нужно выкопать траншею глубиной примерно 70-80 см, минимальная допустимая глубина — 50 см. Ширина траншеи в точках углубления должна обеспечивать удобство для проводников сварки, обычно роют с откосами шириной около 0,5-0,7 метра.

Для подключения модульного одноэлектродного заземления требуется всего одна яма размером 50х50х50 см.

Подготовка электрода. Для облегчения погружения заземляющего электрода в землю прокатный металл затачивают с помощью болгарки, например, полки срезают под углом под углом, трубу режут наискосок, стержень затачивают.Если используется использованный металл, то при необходимости его следует полностью очистить от защитных покрытий.

На заводской модульный штифт заземления навинчивается заостренная головка, соединение покрыто пастой.

Углы (чаще всего это углы 50х50х5 мм) забиваются в землю ударами. Работу удобнее всего начинать с строительных лесов. Если металл мягкий, лучше бить заготовки через деревянные проставки. Головка заземлителя должна возвышаться на 150-200 мм над дном траншеи, чтобы мы могли соединить электроды в цепь.

Заводские штифты закапываются с помощью отбойного молотка с хвостовиком SDS-Max и ударной способностью 20-25 джоулей. После погружения каждого штифта (1,5 метра) на него накручивается втулка и следующий заземлитель, этот цикл повторяется до тех пор, пока электрод не достигнет проектной глубины, либо произойдет отказ (невозможность дальнейшего заглубления). В случае выхода из строя дополнительные штыри заземления забиваются, система становится многоэлектродной.

Заземлители соединяются горизонтальным проводом, вообще удобнее всего работать с полосой 40 × 4 мм.Для черного металла здесь необходима сварка, так как болтовые соединения быстро окислятся и сопротивление устройства повысится. Прихватывать не получится — нужен качественный длинный шов.

От получившегося контура отвести полосу в сторону дома, загнуть и закрепить на цоколе. В конце полосы привариваем болт М8, через который будет подключен проводник защитного заземления, идущий от щита.

На последний модульный штифт устанавливается зажимной зажим и фиксируется проводник.Хомут обматывают специальной гидроизоляционной лентой.

Траншея засыпана грунтом. Для этих целей рекомендуется использовать плотные однородные мелкозернистые составы.

Заводские комплекты с одним электродом можно укомплектовать пластиковым ревизионным колодцем.

Заземляющий провод выведен в распределительный щит. Может крепиться непосредственно к строительным конструкциям, за исключением участков с повышенной влажностью — там лучше использовать изоляторы.Через стены проводник протягивается с помощью металлических или пластиковых труб-гильз, по сути, правила прокладки такие же, как и для «основной» разводки (это будет одна из следующих статей).

В распределительном щите провод после обжима болтовым соединением подключается к шине заземления, которая установлена на корпусе коробки (система ТТ).

Сопротивление заземляющего устройства проверяется мультиметром, если с учетом сезонных факторов (определяется Госэнергонадзором для разных широт, есть готовые таблицы) превышает 4 Ом, то необходимо увеличить количество электродов.

При включении распределительного устройства жилы проводов с желтой изоляцией (они идут от потребителей тока) также зажимаются в разъемах шины.

При подключении розеток, приборов, ламп желтые заземлители подключаются в соответствующих местах (обычно они отмечены специальным знаком — тремя горизонтальными полосами разного размера), например, в розетках это центральный винт.

Система, в которой контур заземления никак не связан с нулевым рабочим проводом N, называется TT.Рекомендуется использовать, когда варианты TN (есть соединение между нейтралью и заземляющим проводом) не могут быть использованы, например, если состояние воздушных линий электропередачи неудовлетворительное. Конечно, по этой общей причине он стал очень популярным. Но, следует учесть, что система ТТ с независимой глухозаземленной нейтралью потребителей должна быть застрахована с помощью УЗО. Об устройствах защитного отключения мы поговорим в следующей статье.

Ground Potential Rise

Как правило, элементы, указанные в исследовании повышения потенциала земли, включают следующее: площадь в квадратных футах, размер и расположение предлагаемой заземляющей сети, сопротивление заземления предлагаемой системы заземления, расчетный ток короткого замыкания, который будет течь в заземление. системы, повышение потенциала земли (в вольтах) на объекте, линия пикового напряжения 300 вольт, соотношение X / R и время устранения повреждения в секундах.Также обычно вычисляются ступенчатое напряжение и напряжение прикосновения, поскольку это основные показатели безопасности.

Инженеру по заземлению необходимы три (3) части информации для правильного проведения исследования повышения потенциала земли:

1. Данные удельного сопротивления грунта по результатам испытания на удельное сопротивление грунта
2. Чертежи участка с предлагаемым строительством
3. Электрические данные от энергетической компании

Испытание на удельное сопротивление почвы

Данные испытаний на удельное сопротивление грунта должны включать показания кажущегося удельного сопротивления при расстоянии между штырями от 0.От 5 или 1 фута до трех диагоналей заземляющей сетки, если это возможно. Напряжение прикосновения и ступенчатое напряжение представляют собой основную проблему для безопасности персонала. Понимание характеристик почвы на глубине от поверхности земли до одного или нескольких размеров решетки необходимо для разработки экономичной и безопасной системы заземления.

Чертежи объекта

Предлагаемые чертежи площадки должны показывать план высоковольтной опоры или подстанции, а также любые дополнительные конструкции для нового оборудования, которые могут возникнуть на площадке, включая ограждение и радиус ворот.Также должны быть включены входящие источники питания и телефонные линии. В случае высоковольтных опор высота и расстояние между проводниками, проложенными на опоре, а также любые воздушные заземляющие провода, которые могут быть проложены на опоре, должны быть детализированы во время обследования. Эта информация необходима для правильного решения всех проблем с напряжением прикосновения и шага, которые могут возникнуть на объекте.

Электроэнергетика

Электроэнергетическая компания должна предоставить электрические данные о рассматриваемой вышке или подстанции.Эти данные должны включать название подстанции или номер вышки, уровень напряжения, субпереходное отношение X / R и время отключения. В случае вышек — названия линий задействованных подстанций, количество тока, вносимого каждой подстанцией в случае неисправности, а также тип и расположение воздушных заземляющих проводов, если таковые имеются, по отношению к установленным фазным проводам. на каждой башне или шесте. При наличии воздушных проводов заземления также представляют интерес сопротивления заземления опоры или опоры вдоль линии, будь то измеренные, средние или расчетные значения.

Эта информация важна, поскольку высоковольтные опоры имеют небольшую площадь заземления, но пропускают очень большие объемы электроэнергии. Важно знать, есть ли на вышке провод заземления, потому что этот провод будет уносить процент тока, который будет зависеть от типа провода заземления и сопротивления заземления соседних башен, к другим вышкам в трассе, уменьшая Событие георадара. Кроме того, башни с воздушными проводами заземления обычно имеют более короткое время очистки.То же самое справедливо и для подстанций: воздушные провода заземления на линиях электропередачи и нейтральные провода на распределительных линиях могут значительно снизить величину тока короткого замыкания, протекающего в системе заземления подстанции во время аварийных состояний.

От коммунального предприятия требуется следующая информация:

1. Ток замыкания на землю, вносимый каждой цепью линии электропередачи
2. Время устранения повреждения
3. Напряжение сети
4. Субпереходное отношение X / R
5.Марка / тип / количество воздушных заземляющих проводов на каждой опоре / полюсной линии и положение по отношению к фазным проводам
6. Целостность заземляющего провода и конфигурация соединения обратно к опоре и подстанции
7. Среднее расстояние от опоры до- мачта и мачта-подстанция
8. Типичное сопротивление заземления мачты / опоры: измеренные или расчетные значения

Строительные чертежи часто приобретаются и полезны для башен с существующими системами заземления. Они также полезны в случае модификации и модернизации существующих подстанций, на которых уже будут установлены обширные системы заземления.

Безопасность персонала при повышении потенциала земли или повышении потенциала земли

Инженер по заземлению должен будет разработать системы безопасности для защиты любого персонала, работающего там, где известно, что существует опасность повышения потенциала земли. Федеральный закон требует, чтобы все известные опасности были устранены на рабочем месте в целях безопасности рабочих. Выбор добровольных стандартов для соблюдения закона — это выбор инженера.Федеральный закон 29 CFR 1910.269 конкретно гласит, что ступенчатые и сенсорные потенциалы должны быть исключены на линиях передачи и распределения, которые включают любое связанное оборудование связи.

Подстанции всегда считаются рабочими местами, и необходимо исключить ступенчатые и сенсорные потенциалы. Передающие и распределительные башни или столбы не всегда считаются рабочими местами и поэтому часто освобождаются от этих требований. Возьмем, к примеру, одинокую башню на склоне горы или посреди пустыни: эти башни обычно не считаются рабочими местами.Однако любая высоковольтная мачта или столб становится рабочим местом, как только устанавливается оборудование, которое не связано с электроэнергетической компанией и требует от внешних поставщиков поддержки нового оборудования. Сотовая связь, мониторинг окружающей среды и микроволновое релейное оборудование являются хорошими примерами оборудования, которое при установке на высоковольтной вышке превращает вышку в рабочее место. Это потребовало бы устранения ступенчатого и сенсорного потенциалов.

Опасное напряжение

Ток фибрилляции — это количество электричества, необходимое для того, чтобы вызвать остановку сердца, от которой не произойдет самопроизвольное выздоровление, у человека; это значение, основанное на статистике.IEEE Std 80-2000 предоставляет метод определения подходящего значения тока фибрилляции для исследования безопасности, а также хорошее объяснение того, как он рассчитывается. Существует множество различных методов для расчета тока фибрилляции; однако метод IEEE для 50 кг является наиболее часто используемым в Северной Америке. Используемая формула показывает, что уровень тока фибрилляции обратно пропорционален квадратному корню из продолжительности неисправности; однако его необходимо увеличить на поправочный коэффициент, основанный на субпереходном отношении X / R, которое может быть довольно большим для более короткой продолжительности неисправности.Если персонал, работающий на объекте в аварийных условиях, испытывает напряжения, которые вызывают протекание в их телах тока, меньшего, чем ток фибрилляции, то они считаются безопасными. Если рабочий будет испытывать большее напряжение, чем допустимо, необходимо принять дополнительные меры безопасности.

Субпереходное отношение X / R в месте повреждения важно для расчета допустимого тока фибрилляции и определения максимально допустимого шага и потенциалов касания, которые могут возникнуть в любом данном месте.

Длительность отказа — очень необходимая часть данных для правильного расчета максимально допустимого шага и потенциала касания. Длительность отказа — это время, необходимое энергетической компании для отключения тока в случае неисправности.

В конечном итоге инженер должен определить две (2) вещи:

1. Максимально допустимое напряжение для конкретного объекта, которое может безопасно выдержать человек.
2. Фактические напряжения, которые будут возникать на объекте во время неисправности.

На каждом сайте будут разные уровни напряжения для обоих вышеперечисленных. К сожалению, мы не можем просто сказать, что человек может выдерживать напряжения X-уровня и использовать это значение постоянно, поскольку это напряжение определяется удельным сопротивлением поверхностного слоя, продолжительностью повреждения и субпереходным отношением X / R. Кроме того, поскольку каждая площадка имеет разную продолжительность неисправности и различные грунтовые условия, очень важно производить расчеты для каждого возможного места повреждения.

Технический расчёт традиционного заземляющего устройства для КТП 10/0,4 кВ

Смотрите также:

Примеры расчёта заземляющего устройства | энергетик

Заземляющие устройства электроустановок и расчет

Расчёт заземляющих устройств в установках с незаземлённой нейтралью

Пример расчёта заземляющего устройства РУ 6-35 кВ

Примеры расчёта заземляющего устройства

Необходимость заземления

Методика расчета

Скачать

«ElectriCS Storm»

Расчет заземляющего контура

Инструкция

«Электрик»

Важные моменты: расчет контура заземления

Расчёт сопротивления

Что важно знать

Онлайн калькулятор для расчета заземления

Пример расчета контура заземления

Виды заземляющих конструкций

Подключение дома к контуру заземления по системе TТ.

«Расчет заземляющих устройств»

Расчёт заземления и его особенности

Расчёт заземляющего устройства

Расположение заземляющих электродов

Примеры расчёта контура заземления

Пример 1

Пример 2

Ошибки монтажа. Видео

как рассчитать контур заземления, значение удельных сопротивлений

Необходимость заземления

Виды заземляющих конструкций

Расчёт сопротивления

Расчет заземляющего устройства контура заземления

Предназначение расчёта

Пошаговый расчет контура заземления

Исходные данные

Пример расчета заземления

Что мы должны иметь по окончанию расчета

Допускаемые значения сопротивления заземления, согласно нормативам

Материал, требуемый для устройства контура

Электротехника

онлайн-курсов PDH.PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

Калькулятор сечения заземляющего провода

Калькулятор сечения заземляющего провода

Расчетная информация резистора заземления нейтрали

(PDF) Расчет сопротивления системы заземления подстанции с использованием метода конечных элементов

Заземление в частном доме: расчет, устройство, установка

Основы защитного заземления

Расчет заземляющего устройства

Устройство заземления

Материалы и инструменты для заземляющего устройства

Сборка заземляющего устройства

Ground Potential Rise

Добавить комментарий Отменить ответ