Väčšinu elektrických spotrebičov nemožno používať bez predchádzajúceho uzemnenia. Tento viacstupňový postup si vyžaduje starostlivú prípravu. V priebehu takejto prípravy je potrebné vypočítať uzemňovacie zariadenie, ktoré pomôže eliminovať chyby v procese výberu a inštalácie uzemňovacej konštrukcie.
Obsah
- Potreba uzemnenia
- Typy uzemňovacích štruktúr
- Výpočet odporu
Potreba uzemnenia
Napriek svojmu významu sa výpočet ochranného uzemnenia a jeho inštalácia stali povinnými pomerne nedávno. Pred niekoľkými desaťročiami sa pri poskytovaní elektriny dreveným obytným budovám používal iba nulový drôt a fázy, zatiaľ čo vo výrobe sa na zaistenie bezpečnosti už použilo uzemnenie a neutralizácia zariadení. Tieto procesy sú založené na koncepte neutrality.
Tento termín v elektrotechnike je zaužívaný na označenie miesta konvergencie troch fáz spojených hviezdou. Spolu s uzemňovacím bodom tvorí tento bod pevne uzemnený neutrál transformátora. Na uzemnenie elektrických spotrebičov musia byť pripojené k neutrálu cez špeciálne zváranú zbernicu. Pre uzemňovacie zariadenia
nulový vodič musí byť pripojený k nulovej zbernici.
Dnes sú v obytných a verejných budovách uzemnené vodovodné, kanalizačné, plynové potrubia, ako aj rozvodné rozvádzače. Ochranné uzemnenie je vytvorené pripojením k uzemňovacej kovovej, nevodivej konštrukcii, ktorá môže byť pod napätím. Vyžaduje sa pre siete:
- Striedavý prúd - pri napätí 380 V.
- Jednosmerný prúd - pri napätí 440 V.
Vo vonkajších inštaláciách a miestnostiach so zvýšeným nebezpečenstvom sa uzemňovacie konštrukcie inštalujú pri napätiach nad 42 V pre striedavý prúd a nad 110 V pre jednosmerný prúd. Miestnosti, kde hrozí nebezpečenstvo výbuchu, sú uzemnené pri akejkoľvek napäťovej úrovni.
Typy uzemňovacích štruktúr
Výpočet uzemnenia by sa mal vykonať s prihliadnutím na to, kde bude umiestnené. Na mieste môže byť uzemňovacia konštrukcia:
- Prenosný. Uzemňovač je inštalovaný mimo oblasti, na ktorej sú zariadenia, ktoré potrebujú vybiť elektrický náboj.
- Obrys. Elektródy sú umiestnené pozdĺž obrysu oblasti so zariadením, ako aj vo vnútri.
Uzemnenie zariadení umiestnených v uzavretých miestnostiach sa vykonáva položením špeciálnych vedení na kladenie drôtov. Ak je elektrické zariadenie umiestnené na otvorenom priestranstve, netreba vybavovať diaľnice, kryty prístrojov môžu byť priamo pripojené k uzemňovacej slučke pomocou kábla.
Ako hlavné časti v obvodoch možno použiť prírodné a umelé uzemňovacie elektródy. Prvý typ zahŕňa:
-
kovové telesá budov spojených so zemou; - olovené plášte káblov, studne, studne;
- podzemné kovové komunikácie (okrem potrubí na vykurovanie potrubí a diaľnic pre výbušné a horľavé látky).
Na odvádzanie náboja z rozvádzačov a rozvodní prirodzeným spôsobom sa zvyčajne používajú podpery nadzemných elektrických vedení. V takýchto prípadoch fungujú káble ochrany pred bleskom ako spojovacie prvky.
Ak nie je možné použiť prirodzené uzemňovacie prvky alebo neposkytujú požadovaný výsledok, nahradia sa uhlovými oceľovými tyčami, oceľovými rúrami alebo oceľovými tyčami.
Všetky umelé uzemňovacie elektródy musia mať určité rozmery, ktoré by sa mali brať do úvahy pri výpočte uzemňovacej slučky. V opačnom prípade ich použitie neprinesie výsledky.
Výpočet odporu
Správnym výpočtom ochranného uzemnenia je presné určenie odporu šírenia prúdu (Rz), ktorý závisí od mnohých faktorov (vlhkosť a hustota pôdy, množstvo solí, konštrukčné vlastnosti uzemňovacieho zariadenia, priemer a hĺbka ponoru pripojeného drôty atď.).
Činnosť uzemňovacej slučky je charakterizovaná skokovým napätím a dotykovým napätím. Aby bola prevádzka elektrického zariadenia pre človeka bezpečná, tieto parametre nesmú prekročiť stanovené hodnoty.
Ich zníženie sa dosiahne znížením odolnosti proti šíreniu prúdu. Výsledkom takéhoto poklesu je zníženie prúdu prechádzajúceho ľudským telom pri nehode.
V procese výpočtu uzemnenia je potrebné vziať do úvahy taký dôležitý ukazovateľ, ako je odpor pôdy. Tabuľka PUE vám umožňuje rozpoznať ho pre rôzne typy pôdy:
- Piesok s rôznou úrovňou výskytu podzemnej vody.
- Piesočnatá hlina nasýtená vodou (lamelárna a tekutá).
- Plastová a polotuhá hlina.
- Hlina.
-
Rašelina. - Záhradný pozemok.
- Černozem.
- Cox.
- Žula.
- Čierne uhlie.
- Mela.
- Hlinená opuka.
- Pórovitý vápenec.
Všetky druhy pôdy uvedené v tabuľke sa líšia rôznou vlhkosťou, čo ovplyvňuje aj konečnú hodnotu aktuálneho odporu proti posypu. Pre jeho presné určenie sa rezistivita vynásobí koeficientom sezónnosti. Tento údaj závisí od najnižšej teploty a spôsobu umiestnenia elektród (vertikálne alebo horizontálne).
Okrem odporu pôdy (ρ) je na výpočet odporu proti šíreniu (Rz) potrebné poznať dĺžku elektródy (l), priemer tyče (d) a hĺbku umiestnenia stredu. bod systému uzemňovacej elektródy (h). Vzťah medzi týmito hodnotami sa odráža vo vzorci Rz = ρ / 2πl ∙ (ln (2l / d) + 0,5ln ((4h + l) / (4h-l)).
Ak sú základom uzemňovacej inštalácie vertikálne elektródy privarené zhora (n), bude vhodnejšie použiť vzorec Rn = Rz / (n susedné). Je tiež ľahké ho nájsť v špeciálnej tabuľke.
Bez ohľadu na zvolený vzorec by sa pri výpočte ochranného uzemnenia mal brať do úvahy normalizovaný odpor uzemňovacej elektródy (pre súkromný dom, zdroj prúdu alebo rozvodne), rozmery hlavných konštrukčných častí a spojovacích prvkov, ako aj počet a spôsob pripojenia elektród (v rade alebo vo forme uzavretého obrys).
Má zmysel vypočítať uzemňovaciu slučku iba vtedy, ak sa ako uzemňovacie elektródy používajú umelé prvky. Neexistujú žiadne vzorce na určenie odporu prirodzených uzemňovacích elektród.
