Większość urządzeń elektrycznych nie może być używana bez uprzedniego uziemienia. Ta wieloetapowa procedura wymaga starannego przygotowania. W trakcie takiego przygotowania konieczne jest obliczenie urządzenia uziemiającego, które pomoże wyeliminować błędy w procesie wyboru i instalacji konstrukcji uziemiającej.
Zadowolony
- Potrzeba uziemienia
- Rodzaje konstrukcji uziemiających
- Obliczanie rezystancji
Potrzeba uziemienia
Pomimo jego znaczenia obliczanie uziemienia ochronnego i jego instalacja stały się obowiązkowe stosunkowo niedawno. Kilkadziesiąt lat temu, kiedy dostarczano energię elektryczną do drewnianych budynków mieszkalnych, tylko przewód zerowy i fazy, podczas produkcji, w celu zapewnienia bezpieczeństwa, zastosowano już uziemienie i neutralizację ekwipunek. Procesy te opierają się na koncepcji neutralności.
Ten termin w elektrotechnice zwyczajowo oznacza miejsce zbieżności trzech faz połączonych gwiazdą. Wraz z punktem uziemiającym ten punkt tworzy solidnie uziemiony punkt zerowy transformatora. Aby uziemić urządzenia elektryczne, należy je podłączyć do neutralnego przez specjalnie spawaną szynę zbiorczą. Do sprzętu uziemiającego
przewód neutralny musi być podłączony do magistrali zerowej.
Obecnie w budynkach mieszkalnych i użyteczności publicznej uziemione są rury wodociągowe, kanalizacyjne, gazowe, a także rozdzielnice rozdzielcze. Uziemienie ochronne jest tworzone przez połączenie z ziemią metalowych nieprzewodzących struktur, które mogą być zasilane. Jest wymagany dla sieci:
- Prąd przemienny - przy napięciu 380 V.
- Prąd stały - przy napięciu 440 V.
W instalacjach zewnętrznych i pomieszczeniach o zwiększonym zagrożeniu konstrukcje uziemiające są instalowane przy napięciach powyżej 42 V dla prądu przemiennego i powyżej 110 V dla prądu stałego. Pomieszczenia, w których istnieje ryzyko wybuchu są uziemione na dowolnym poziomie napięcia.
Rodzaje konstrukcji uziemiających
Obliczenie uziemienia należy przeprowadzić z uwzględnieniem miejsca, w którym będzie się znajdować. W lokalizacji konstrukcja uziemiająca może być:
- Przenośny. Uziemnik montowany jest poza terenem, na którym znajdują się urządzenia wymagające rozładowania ładunku elektrycznego.
- Kontur. Elektrody umieszcza się wzdłuż obrysu obszaru z urządzeniem, a także w jego wnętrzu.
Uziemienie urządzeń znajdujących się w zamkniętych pomieszczeniach odbywa się poprzez ułożenie specjalnych linii do układania przewodów. Jeśli sprzęt elektryczny znajduje się na otwartej przestrzeni, brak konieczności wyposażania autostrad, obudowy przyrządów mogą być bezpośrednio połączone z pętlą uziemienia za pomocą kabla.
Elektrody uziemiające naturalne i sztuczne mogą być stosowane jako główne części w obwodach. Pierwszy typ obejmuje:
-
metalowe korpusy budynków połączone z ziemią; - ołowiane osłony kabli, studni, studni;
- podziemna komunikacja metalowa (z wyjątkiem rur do ogrzewania sieci i autostrad dla substancji wybuchowych i palnych).
Aby w naturalny sposób skierować ładunek z rozdzielnic i podstacji, zwykle stosuje się wsporniki napowietrznych linii rozdzielczych. W takich przypadkach kable odgromowe pełnią rolę elementów łączących.
Gdy nie ma możliwości zastosowania naturalnych elementów uziemiających lub nie dają pożądanego efektu, zastępuje się je prętami stalowymi kątowymi, rurami stalowymi lub prętami stalowymi.
Wszystkie sztuczne elektrody uziemiające muszą mieć określone wymiary, które należy wziąć pod uwagę przy obliczaniu pętli uziemienia. W przeciwnym razie ich stosowanie nie przyniesie rezultatów.
Obliczanie rezystancji
Prawidłowe obliczenie uziemienia ochronnego polega na dokładnym określeniu rezystancji rozprzestrzeniania się prądu (Rz), która zależy od wielu czynników (wilgotność i gęstość gleby, ilość soli, cechy konstrukcyjne urządzenia uziemiającego, średnica i głębokość zanurzenia podłączonego przewody itp.).
Praca pętli masy charakteryzuje się napięciem krokowym i napięciem dotykowym. Aby praca urządzeń elektrycznych była bezpieczna dla ludzi, parametry te nie mogą przekraczać ustalonych wartości.
Ich redukcję uzyskuje się poprzez zmniejszenie odporności na rozprzestrzenianie się prądu. Skutkiem takiego spadku jest zmniejszenie prądu przepływającego przez ludzkie ciało w wypadku.
W procesie obliczania uziemienia należy wziąć pod uwagę tak ważny wskaźnik, jak rezystywność gleby. Stół PUE pozwala rozpoznać go dla różnych rodzajów gleby:
- Piasek o różnym poziomie występowania wód gruntowych.
- Glina piaszczysta nasycona wodą (lamelarna i płynna).
- Plastikowa i półstała glina.
- Ił.
-
Torf. - Ziemia ogrodowa.
- Czarnoziem.
- Sternik.
- Granit.
- Twardy węgiel.
- Mela.
- Margiel gliniany.
- Porowaty wapień.
Wszystkie przedstawione w tabeli rodzaje gleb różnią się poziomem wilgotności, co również wpływa na ostateczną wartość aktualnego oporu rozsypywania. Dla jego dokładnego określenia, oporność jest mnożona przez współczynnik sezonowości. Wartość ta zależy od najniższej temperatury i sposobu ustawienia elektrod (pionowo lub poziomo).
Oprócz rezystywności gruntu (ρ), aby obliczyć opór rozprzestrzeniania się (Rz), należy znać długość elektrody (l), średnicę pręta (d) i głębokość położenia środka punkt systemu elektrod uziemiających (h). Zależność między tymi wartościami odzwierciedla wzór Rz = ρ/2πl ∙ (ln (2l/d) + 0,5ln ((4h + l) / (4h-l)).
Jeśli podstawą instalacji uziemiającej są pionowe elektrody spawane od góry (n), bardziej celowe będzie zastosowanie wzór Rn = Rz / (n sąsiedni). Łatwo też znaleźć go w specjalnym stoliku.
Niezależnie od wybranego wzoru, przy obliczaniu uziemienia ochronnego należy wziąć pod uwagę znormalizowaną rezystancję elektrody uziemiającej (dla domu prywatnego źródło prąd lub podstacja), wymiary głównych części konstrukcyjnych i elementów łączących, a także liczba i sposób łączenia elektrod (w rzędzie lub w postaci zamkniętej kontur).
Obliczanie pętli uziemienia ma sens tylko wtedy, gdy jako elektrody uziemiające używane są sztuczne elementy. Nie ma wzorów na określenie rezystancji naturalnych elektrod uziemiających.
