La maggior parte degli apparecchi elettrici non può essere utilizzata senza prima essere messa a terra. Questa procedura in più fasi richiede un'attenta preparazione. Nel corso di tale preparazione, è necessario calcolare il dispositivo di messa a terra, che aiuterà a eliminare gli errori nel processo di selezione e installazione della struttura di messa a terra.
Contenuto
- La necessità di messa a terra
- Tipi di strutture di messa a terra
- Calcolo della resistenza
La necessità di messa a terra
Nonostante la sua importanza, il calcolo della messa a terra protettiva e la sua installazione sono diventati obbligatori relativamente di recente. Alcuni decenni fa, quando si forniva elettricità agli edifici residenziali in legno, solo un filo zero e fase, durante la produzione, per garantire la sicurezza, sono già state utilizzate la messa a terra e la neutralizzazione attrezzatura. Questi processi si basano sul concetto di neutralità.
Questo termine in ingegneria elettrica è consuetudine indicare il luogo di convergenza di tre fasi collegate da una stella. Insieme al punto di messa a terra, questo punto costituisce il neutro solidamente messo a terra del trasformatore. Per mettere a terra gli apparecchi elettrici, devono essere collegati al neutro tramite una sbarra collettrice appositamente saldata. Per apparecchiature di messa a terra
il neutro deve essere collegato al bus zero.
Oggi, negli edifici residenziali e pubblici, le condutture dell'acqua, delle fognature, del gas e dei quadri di distribuzione sono messe a terra. La messa a terra di protezione viene creata collegando al metallo di terra, strutture non conduttive che possono essere energizzate. È richiesto per le reti:
- Corrente alternata - a una tensione di 380 V.
- Corrente continua - a una tensione di 440 V.
Nelle installazioni esterne e nei locali ad alto rischio, le strutture di messa a terra sono installate a tensioni superiori a 42 V per corrente alternata e superiori a 110 V per corrente continua. I locali in cui esiste il rischio di esplosione sono collegati a terra a qualsiasi livello di tensione.
Tipi di strutture di messa a terra
Il calcolo della messa a terra dovrebbe essere effettuato tenendo conto di dove verrà posizionato. Nella posizione, la struttura di messa a terra può essere:
- Portatile. Il sezionatore di terra è installato all'esterno dell'area sulla quale sono presenti dispositivi che necessitano di scaricare la carica elettrica.
- Contorno. Gli elettrodi sono posizionati lungo il contorno dell'area con l'apparecchiatura, nonché al suo interno.
La messa a terra dei dispositivi situati in ambienti chiusi viene effettuata posando linee speciali per la posa di cavi. Se l'apparecchiatura elettrica si trova in un'area aperta, non c'è bisogno di attrezzare le autostrade, gli alloggiamenti dello strumento possono essere collegati direttamente al circuito di terra tramite un cavo.
Gli elettrodi di messa a terra naturali e artificiali possono essere utilizzati come parti principali nei circuiti. Il primo tipo comprende:
-
costruzioni metalliche di edifici connessi al suolo; - guaine di piombo di cavi, pozzi, pozzi;
- comunicazioni metalliche sotterranee (ad eccezione dei tubi della rete di riscaldamento e delle autostrade per sostanze esplosive e combustibili).
Per deviare la carica da quadri e sottostazioni in modo naturale, vengono solitamente utilizzati i supporti delle linee elettriche aeree devianti. In tali casi, i cavi di protezione contro i fulmini fungono da elementi di collegamento.
Quando la possibilità di utilizzare elementi di messa a terra naturali è assente o non danno il risultato desiderato, vengono sostituiti con tondini in acciaio ad angolo, tubi in acciaio o tondini in acciaio.
Tutti i dispersori artificiali devono avere determinate dimensioni, che dovrebbero essere prese in considerazione durante il calcolo del circuito di terra. Altrimenti, il loro uso non porterà risultati.
Calcolo della resistenza
Il calcolo corretto della messa a terra di protezione consiste nella determinazione accurata della resistenza di diffusione della corrente (Rz), che dipende da molti fattori (umidità e densità del suolo, quantità di sali, caratteristiche costruttive del dispositivo di messa a terra, diametro e profondità di immersione del fili, ecc.).
Il funzionamento del circuito di massa è caratterizzato da tensione di passo e tensione di contatto. Affinché il funzionamento delle apparecchiature elettriche sia sicuro per l'uomo, questi parametri non devono superare i valori stabiliti.
La loro riduzione si ottiene riducendo la resistenza alla diffusione della corrente. Il risultato di tale diminuzione è una diminuzione della corrente che passa attraverso il corpo umano in caso di incidente.
Nel processo di calcolo della messa a terra, è necessario tenere conto di un indicatore così importante come la resistività del suolo. La tabella PUE permette di riconoscerlo per diversi tipi di terreno:
- Sabbia con diversi livelli di presenza di acque sotterranee.
- Terriccio sabbioso saturato d'acqua (lamellare e fluido).
- Plastica e argilla semisolida.
- terriccio.
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Torba. - Terreno giardino.
- Chernozem.
- Cox.
- Granito.
- Carbone duro.
- Mela.
- Marna argillosa.
- Calcare poroso.
Tutti i tipi di terreno presentati in tabella si differenziano per diversi livelli di umidità, che influiscono anche sul valore finale dell'attuale resistenza allo spargimento. Per la sua determinazione accurata, la resistività viene moltiplicata per il coefficiente di stagionalità. Questa cifra dipende dalla temperatura più bassa e dal modo in cui sono posizionati gli elettrodi (verticale o orizzontale).
Oltre alla resistività del terreno (ρ), per calcolare la resistenza allo spargimento (Rz), è necessario conoscere la lunghezza dell'elettrodo (l), il diametro dell'asta (d) e la profondità della posizione del centro punto del sistema di elettrodi di terra (h). La relazione tra questi valori si riflette nella formula Rz = ρ / 2πl ∙ (ln (2l / d) + 0,5ln ((4h + l) / (4h-l)).
Se la base dell'installazione di messa a terra sono elettrodi verticali saldati dall'alto (n), sarà più opportuno utilizzare la formula Rn = Rz / (n confinante). È anche facile trovarlo in una tabella speciale.
Indipendentemente dalla formula scelta, quando si calcola la messa a terra di protezione, è necessario tenere conto della resistenza normalizzata dell'elettrodo di terra (per una casa privata, fonte corrente o sottostazione), le dimensioni delle parti strutturali principali e degli elementi di collegamento, nonché il numero e il metodo di collegamento degli elettrodi (in fila o sotto forma di contorno).
Ha senso calcolare il loop di massa solo se gli elementi artificiali vengono utilizzati come elettrodi di terra. Non esistono formule per determinare la resistenza dei dispersori naturali.
