Контур заземления в электропроводке загородного дома или квартиры переоценить очень сложно. Первое и самое главное – это безопасность ваша и близких вам людей. А во-вторых – это долговечный срок эксплуатации практически всей электрической бытовой техники вашем доме.
Что случится, если как-то раз исчезнет заземление в вашей квартире или доме? Кружащимся статистическим разрядам электричества не будет куда деться, и они просто начнут накапливаться на металлической поверхности каждого из электроприборов, и, в конечном счете, просто разрядятся на вас или близких вам людей.
Именно по этим причинам незаземленные бытовые потребители, например стиральные машинки или накопительные водонагреватели «бьют» током, правда, не сильно, но все же неприятно.
Помимо этого кружащиеся статистические разряды так же пагубно влияют на герметичные емкости, которые используются при работе некоторых бытовых приборов, а также на нагревательные элементы из-за чего они намного меньше служат, чем могли бы при нормальных условиях.
Поэтому, исходя, с этого мы понимаем, что при без заземления просто не обойтись. Более подробно о том, «как правильно рассчитать и смонтировать контур заземления?» вы сможете узнать в следующей статье.
Как правильно рассчитать и смонтировать контур заземления
Чтобы точно рассчитать контур заземления придется попотеть, и немало потратиться. Дело в том, что для его вычисления существуют формулы, содержащие в себе очень много коэффициентов, которые отображают и свойства грунтов и климатические условия характерны вашей зоне проживания и влажности грунтов.
И чтобы получить значения этих коэффициентов необходимо провести исследования и сложные анализы, которые стоят немало, но мы сделаем намного проще. Как? Спросите вы. Дело в том, что любой бытовой агрегат имеет свой определенный диапазон сопротивления контура заземления, при котором он нормально функционирует.
Вот об этой золотой средине мы с вами и поговорим.
Монтаж контура заземления
Для начала выкопайте траншею с глубиной канавы не менее чем 80 сантиметров в виде треугольника длиной сторон около 3 метров. Разметить треугольник думаю, сможете, точность вплоть до миллиметра тут не нужна.
Следующим этапом монтажа контура заземления будет объединение этих трех уголков в одну цепь. Для этого вам понадобится металлическая полоса с толщиной и шириной 6 миллиметров и соответственно 55 миллиметров или прут арматуры диаметром не менее 8 миллиметров. Затем при помощи сварочного аппарата соединяем треугольник, образовывая одну цепь.
Места соединения нужно качественно соединить, проварив шов по всей длине именно шов, а не прихватки. Затем место сварки тщательно подкрасить, не пропустив ни миллиметра, иначе ржавчина и ток разрушат соединение очень быстро.
Практически ваш контур заземления готов осталось только подвести его в квартиру и дополнительно установить , чем и нужно будет теперь заняться.
Также предоставляем вашему вниманию онлайн калькулятор по расчету заземления.
Расчёт заземления
Мы продолжаем рассматривать лучший софт для электриков, и в этой статье хотелось бы остановиться на обзоре программ для расчета заземления.
Перед тем, как переходить к либо на подстанции, первым делом необходимо рассчитать сопротивление защитного заземления, а также количество электродов и длину горизонтального заземлителя.
Помимо этого пригодятся рассчитанные данные, касающиеся сечения ГЗШ, главного PE-проводника и даже расчета шагового напряжения. Все это можно сделать, используя специальные программы, о которых мы сейчас и поговорим.
«Электрик»
Первый программный продукт, который хотелось бы рассмотреть, называется «Электрик». Мы уже говорили о нем, когда рассматривали лучшие .
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:
«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 . Точность вычислений конечно же уступает предоставленным в статье программным продуктам, однако все же приблизительные значения вы получите, на которые и стоит ориентироваться.
«Заземление»
Еще один программный продукт, чье название говорит само за себя. Как и в предыдущих двух программках, в этой можно без проблем разобраться, т.к. интерфейс простейший и представлен на русском языке. Последняя версия программы (v3.
2) позволяет не только осуществлять расчет ЗУ, но и оценивать возможность использования ЖБ фундаментов промышленных зданий в качестве защитного контура. Помимо этого программа может помочь выбрать сечение ГЗШ, PE-проводника, а также проводников системы уравнивания потенциалов.
Еще одна полезная функциональная возможность продукта – расчет напряжения прикосновения и . Интерфейс вы уже встречали немного выше, выглядит он следующим образом:
Дело в том, что создатели этой программки одновременно являются и создателями «Электрик», поэтому вы можете скачать один из предоставленных в ассортименте продуктов.
«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.
Ну и замыкает наш список лучших программ для расчета заземления программный комплекс энергетика под названием «Акула», благодаря которому можно рассчитывать:
- заземляющие устройства;
- молниезащиту;
- характеристики защитных аппаратов;
- потери напряжения до 1 кВ;
- мощность объектов, а также электрокотлов и кондиционеров;
- сечение проводки;
- Интерфейс также интуитивно понятен и представлен на русском языке:
- «Акула» доступна для бесплатного скачивания, поэтому найти ее в просторах интернета не составит труда. Напоследок рекомендуем просмотреть очень полезное видео
- Системы заземления
- Расчет заземления
- Тип грунта:*
- Удельное сопротивление грунта (Ом*м):*
- Мерзлое сопротивление грунта (Ом*м):*
- R ≤ 250/I,
- но не более 10 Ом, где I — расчетный ток замыкания на землю, А.
- В качестве расчетного тока принимается:
- 1) в сетях без компенсации емкостных токов — ток замыкания на землю;
- 2) в сетях с компенсацией емкостных токов: для заземляющих устройств, к которым присоединены компенсирующие аппараты, — ток, равный 125% номинального тока наиболее мощного из этих аппаратов;
- для заземляющих устройств, к которым не присоединены компенсирующие аппараты, — ток замыкания на землю, проходящий в данной сети при отключении наиболее мощного из компенсирующих аппаратов.
- Расчетный ток замыкания на землю должен быть определен для той из возможных в эксплуатации схем сети, при которой этот ток имеет наибольшее значение.
- С использование одиночного глубинного заземлителя;
- Монтаж комплексной модульной конструкции;
- Организация электролитического заземления.
- Используемые материалы (решающие значение имеет вид металла, но немаловажным могут быть и показатели электролита);
- Форма элементов-электродов (влияет незначительно);
- Расстояние между элементами электродами;
- Глубина, на которую погружается монтируемый контур.
- Плоская балка — 12 мм в ширину, 4 мм в высоту;
- Уголок — 4 мм в высоту
- Шест — диаметр не менее 10 мм;
- Труба — толщина не менее 3.5 мм.
- R — расчётное заземление (Ом);
- L — протяжённость заземляющего элемента-заземлителя (м);
- d — диаметр элемента (м);
- T — заглубление: расстояние между от середины каждого заземляющего элемента до поверхности грунта (м);
- ρ — сопротивление грунта (Ом×м). Смотрите таблицу.
- π — число Пи (3.14)
- R1 — искомое сопротивление (Ом);
- R — сопротивление, вычисленное по базовой формуле (Ом);
- N — число элементов в системе заземлителей;
- Ки — коэффициент использования.
- одиночным глубинным заземлителем
- несколькими электродами модульного типа вертикального расположения
- электролитическим заземлением горизонтальной ориентации
- Последняя конструкция еще не обладает такой широкой известностью, как первые две перечисленные, но вполне может конкурировать с ними, выступать альтернативой.
- Предварительный расчет электрических характеристик каждой модели поможет определиться с наиболее подходящим типом заземления и остановить на нем свой выбор для дальнейшего монтажа, наладки, эксплуатации.
- Кратко на примерах рассмотрим методику их расчета.
- Расчет помогает проанализировать габариты и форму создаваемого контура для обеспечения допустимого электрического сопротивления аварийному току, отводимого от дома на потенциал земли.
- Заземление призвано снизить напряжение прикосновения человека до безопасного значения за счет растекания от него недопустимых токов и перераспределения опасных потенциалов.
- Для жилых зданий сопротивление контура не должно превышать 8 Ом при эксплуатации однофазной сети 220 вольт и 4 Ома — для трехфазной 380.
- проводимости грунта
- применяемого в конструкции металла
- формы и количества электродов
- расстояния между заземлителями
- глубины залегания контура
- нержавеющие легированные сорта стали;
- обычные стальные сплавы, используемые для изготовления труб, уголков, прутков;
- омедненные методами гальванопластики стальные сплавы.
- длину электрода L
- его диаметр D
- глубину залегания электрода от поверхности почвы до его середины T
- общее количество электродов N
- коэффициент использования K1 или Ки
- коэффициент содержания электролитов в грунте C
- Устройство заземлителя может быть цельным либо создано из сборной конструкции, выполненной сваркой или на основе соединения резьбой рабочих деталей.
- Для расчета его электрического сопротивления используют формулу, приведенную ниже.
- повышает электропроводящие свойства грунта
- снижает температуру замерзания почвы около электрода и этим дополнительно уменьшает электрическое сопротивление контура заземления
- Характерной особенностью подобных конструкций является то, что коэффициент С с течением времени постепенно уменьшается: сказывается медленное проникновение электролита в толщу грунта и увеличение его объема в нем.
- Электролит постепенно выщелачивает соли электрода даже в плотном грунте и понижает коэффициент С от 0,5 до 0,125 уже через полгода после ввода в эксплуатацию.
- Все эти особенности работы электролитических заземлителей более точно учитываются при расчете специалистами электротехнических лабораторий.
- возникновением реальной аварийной ситуации и проверкой последствий ее прохождения;
- электрическими измерениями.
- измерение сопротивления заземления;
- проверка сопротивления заземления;
- измерение сопротивления изоляции.
- определения тангенса потерь диэлектрического слоя изоляции путем проведения испытаний повышенным напряжением;
- замеры мегаомметром.
- правила устройства электроустановок;
- нормы устройства сетей заземления;
- заземляющие устройства электроустановок – Карякин Р. Н.;
- справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования – Барыбина Ю. Г.;
- справочник по электроснабжению промышленных предприятий – Федорова А. А. и Сербиновского Г. В.
- Грунт. Укажите верхний и нижний слой грунта, а также глубину.
- Климатический коэффициент. Поправка в расчетах на основании климатической зоны:
- I зона — от -20 до -15°С (Январь); от +16 до +18°С (Июль);
- II зона — от -14 до -10°С (Январь); от +18 до +22°С (Июль);
- III зона — от -10 до 0°С (Январь); от +22 до +24°С (Июль);
- IV зона — от 0 до +5°С (Январь); от +24 до +26°С (Июль);
- Вертикальные заземлители. Количество вертикальных заземлителей (предполагаем любой число, по умолчанию 5), их длина и диаметр.
- Горизонтальные заземлители. Глубина заложения горизонтальной полосы, ширина полки и длина стержня (берется из расчета 1:3, 1:2 или 1:1 к длине вертикального заземлителя – чем больше, тем лучше).
- удельное электрическое сопротивление грунта;
- сопротивление одиночного вертикального заземлителя;
- длина горизонтального заземлителя;
- сопротивление горизонтального заземлителя;
- общее сопротивление растеканию электрического тока.
- 2 Ом — для 380 вольт;
- 4 Ом — для 220 вольт;
- 8 Ом — для 127 вольт.
- Ro – сопротивление стержня, Ом;
- L – длина электрода, м;
- d – диаметр электрода, м;
- T – расстояние от середины электрода до поверхности, м;
- pэкв – сопротивление грунта, Ом;
- ln — натуральный логарифм;
- π — константа (3,14).
- Rн – нормируемое сопротивление заземляющего устройства (2, 4 или 8 Ом).
- ψ – поправочный климатический коэффициент сопротивления грунта (1,3, 1,45, 1,7, 1,9, в зависимости от зоны).
- 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.
- 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.
- удельное электросопротивление земли;
- сопротивление единичного вертикального заземлителя;
- длина горизонтального заземлителя и его сопротивление;
- общее сопротивление растеканию электрического тока.
В данном разделе нашего сайта вы сможете провести расчет заземления, используя исходные данные. Калькулятор расчета заземления позволяет определить величину сопротивления сооружаемого контура. Также вы сможете рассчитать количество необходимого вам для работы материала.
Если углубиться в технические подробности, то можно пояснить, что контуром заземления принято называть вертикальные, горизонтальные заземлители, а также заземляющий проводник. Все заземлители располагаются на строго обозначенной глубине.
Горизонтальные части необходимы для того, чтобы вертикальные находились в связи между собой. Весь контур соединен с главной шиной заземления (ГШЗ). Соединение происходит через заземляющий проводник.
В общем, каждый отдельный элемент общей системы имеет тесную связь со всем контуром.
Сегодня в интернете представлено огромное количество методик расчета системы заземления.
Расчет контура заземления онлайн
Мы предлагаем вашему вниманию расчет заземления онлайн калькулятор, который, на наш взгляд, отражает наиболее явно общую картину, дает возможность получить точные расчеты в считанные секунды.
Выбирать тип грунта. Мы предлагаем вам определиться с видом интересующего вас грунта. Это талый или мерзлый вид. Вы ставите курсив в интересующее вас значение.
11 элементов. Далее вашему вниманию будут представлены 11 элементов, которые и в талом, и в мерзлом грунте идентичны. Единственная разница в числовом значении, которое стоит рядом с каждым типом грунта (Ом). Эти значения расчет контура заземления онлайн калькулятор оставляет неизменными.
Выбрать интересующий вид. Вы выбираете только один интересующий вас элемент из 11 представленных. И ставите напротив него курсив. Например, вас интересует торф в мерзлом состоянии грунта. Тогда вы ставите напротив этого фиксированного значения «точку».
Провести расчет. Расчет производится достаточно просто. После введения цифрового значения, вы нажимаете кнопку «Рассчитать». После этого система, используя специальный алгоритм расчета контура заземления, в доли секунд проведет расчет и переведет вас автоматически в следующий раздел.
Готовая таблица расчётов. Здесь вы получите расчет заземления онлайн калькулятор с отчетом. Количество проведения расчетов на одного пользователя на нашем сайте не ограничено.
Если у вас остались вопросы, вы всегда можете задать их специалистам нашей компании по контактным номерам телефона, в так же, написав сообщение через форму обратной связи. Мы предоставим вам все необходимые разъяснения, рекомендации по использованию онлайн калькулятора.
Источник: https://zamokok.ru/wiring/calculation-of-grounding-from-the-corner-of-the-online-calculator-calculation-of-the-ground-loop-online/
Пошаговый расчет контура заземления — Help for engineer | Cхемы, принцип действия, формулы и расчет
Нижеприведенные расчеты выполняются на основании информации, предоставленной в следующей технической литературе:
| [1] «Основы техники безопасности в электроустановках», П.А. Долин | Скачать | 6,24 Мб |
| [2] «Правила устройства электроустановок (ПУЭ)», Седьмое издание | Скачать | 10 Мб |
Для просмотра документов в формате *.djvu воспользуйтесь программой:
| WinDjView, version 2.1 — просмотр файлов формата *.djvu | Скачать | 2,8 Мб |
Результаты
Шаг 1. Определение значения требуемого нормируемого сопротивления группового заземлителя. Для этого обратимся к ПУЭ, Глава 1.7 «Заземление и защитные меры электробезопасности» [2]. Если заземляющее устройство является общим для установок на различное напряжение, то за расчетное сопротивление заземляющего устройства принимают наименьшее из допустимых. Нас интересуют следующие пункты:
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 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока.
Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом использования естественных заземлителей, а также заземлителей повторных заземлений PEN или PE проводника ВЛ напряжением до 1 кВ при количестве отходящих линий не менее двух.
Сопротивление заземлителя, расположенного в непосредственной близости от нейтрали генератора или трансформатора или вывода источника однофазного тока, должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока.
При удельном сопротивлении земли ρ > 100 Ом • м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01ρ раз, но не более десятикратного.
Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью
1.7.104. Сопротивление заземляющего устройства, используемого для защитного заземления открытых проводящих частей, в системе IT должно соответствовать условию:
R ≤ Uпр/I,
где R — сопротивление заземляющего устройства, Ом;
Uпр — напряжение прикосновения, значение которого принимается равным 50 В (см. также 1.7.53);
I — полный ток замыкания на землю, А.
Как правило, не требуется принимать значение сопротивления заземляющего устройства менее 4 Ом. Допускается сопротивление заземляющего устройства до 10 Ом, если соблюдено приведенное выше условие, а мощность генераторов или трансформаторов не превышает 100 кВ• А, в том числе суммарная мощность генераторов или трансформаторов, работающих параллельно.
Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью
1.7.96. В электроустановках напряжением выше 1 кВ сети с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства при прохождении расчетного тока замыкания на землю в любое время года с учетом сопротивления естественных заземлителей должно быть
Шаг 2. Удельное сопротивление грунта в месте строительства заземляющего устройства. В лучшем варианте у Вас в наличии могут быть результаты геологических изысканий, выполненные спец. организацией. В ином случае, обратитесь к карте грунтов местности, в соответствии с ней выберите значение по таблице 1 [1] с.148:
Таблица 1 — Приближенные значения удельных электрических сопротивлений различных грунтов и воды:
| Грунт, вода | Удельное сопротивление, Ом∙м | |
| возможные пределы колебаний | при влажности 10-20% массы грунта | |
| Глина | 8-70 | 40 |
| Суглинок | 40-150 | 100 |
| Песок | 400-700 | 700 |
| Супесь | 150-400 | 300 |
| Торф | 10-30 | 20 |
| Чернозем | 9-53 | 20 |
| Садовая земля | 30-60 | 40 |
| Каменистый | 500-800 | — |
| Скалистый | 104-107 | — |
| Вода: | ||
| морская | 0,2-1 | — |
| речная | 10-100 | — |
| прудовая | 40-50 | — |
| грунтовая | 20-70 | — |
| в ручьях | 10-60 | — |
Шаг 3. Местонахождение выполненяемых работ определяет климатическую зону, характерную для данной местности [1] с.151:
Таблица 2 — Признаки климатических зон для определения коэффициентов сезонности ψ:
| Характеристика климатической зоны | Климатические зоны | |||
| I | II | III | IV | |
| Средняя многолетняя низшая температура (январь), °С | От -20 до -15 | От -14 до -10 | От -10 до 0 | От 0 до +5 |
| Средняя многолетняя высшая температура (июль), °С | От +16 до +18 | От +18 до +22 | От +22 до +24 | От +24 до +26 |
| Среднегодовое количество осадков, см | ~40 | ~50 | ~50 | ~30-50 |
| Продолжительность замерзших вод, дни | 190-170 | ~150 | ~100 |
Шаг 4. В зависимости от габаритов горизонтального и вертикального заземлителей находим коэффициент сезонности, который показывает на сколько промерзание грунта снижает эффективность заземления [1] с.151:
Таблица 3 — Коэффициенты сезонности ψ для однородной земли:
| Климатическая зона | Влажность земли во времяизмерения ее сопротивления | ||
| повышенная | нормальная | малая | |
| Вертикальный электрод длиной 3 м | |||
| I | 1,9 | 1,7 | 1,5 |
| II | 1,7 | 1,5 | 1,3 |
| III | 1,5 | 1,3 | 1,2 |
| IV | 1,3 | 1,1 | 1,0 |
| Вертикальный электрод длиной 5 м | |||
| I | 1,5 | 1,4 | 1,3 |
| II | 1,4 | 1,3 | 1,2 |
| III | 1,3 | 1,2 | 1,1 |
| IV | 1,2 | 1,1 | 1,0 |
| Горизонтальный электрод длиной 10 м | |||
| I | 9,3 | 5,5 | 4,1 |
| II | 5,9 | 3,5 | 2,6 |
| III | 4,2 | 2,5 | 2,0 |
| IV | 2,5 | 1,5 | 1,1 |
| Горизонтальный электрод длиной 50 м | |||
| I | 7,2 | 4,5 | 3,6 |
| II | 4,8 | 3,0 | 2,4 |
| III | 3,2 | 2,0 | 1,6 |
| IV | 2,2 | 1,4 | 1,12 |
Шаг 5. Количество применяемых горизонтальных и вертикальных электродов создает понятие коэффициента использования этих устройств.
Ведь электрод, удаленный от точки подключения заземления имеет ниже эффективность, чем первый. Таким образом, исходя из таблиц 4, 5, мы видим, что не рационально использование более 20 шт.
заземлителей размещенных в ряд. А при размещении по контуру — невозможно применение 2-х штырей.
Таблица 4 — Коэффициенты использования ηв вертикальных электродов группового заземлителя (труб, уголков и т.п.) без учета влияния полосы связи:
| Отношение расстояний между вертикальными электродами к их длине | Число заземлителей, n | |||||||
| 2 | 4 | 6 | 10 | 20 | 40 | 60 | 100 | |
| Электроды размещены в ряд | ||||||||
| 1 | 0,85 | 0,73 | 0,65 | 0,59 | 0,48 | — | — | — |
| 2 | 0,91 | 0,83 | 0,77 | 0,74 | 0,67 | — | — | — |
| 3 | 0,94 | 0,89 | 0,85 | 0,81 | 0,76 | — | — | — |
| Электроды размещены по контуру | ||||||||
| 1 | — | 0,69 | 0,61 | 0,56 | 0,47 | 0,41 | 0,39 | 0,36 |
| 2 | — | 0,78 | 0,73 | 0,68 | 0,63 | 0,58 | 0,55 | 0,52 |
| 3 | — | 0,85 | 0,80 | 0,76 | 0,71 | 0,66 | 0,64 | 0,62 |
Таблица 5 — Коэффициенты использования ηг горизонтального полосового электрода, соединяющего вертикальные электроды (трубы, уголки и т.п.) группового заземлителя:
| Отношение расстояний между вертикальными электродами к их длине | Число вертикальных электродов | |||||||
| 2 | 4 | 6 | 10 | 20 | 40 | 60 | 100 | |
| Вертикальные электроды размещены в ряд | ||||||||
| 1 | 0,85 | 0,77 | 0,72 | 0,62 | 0,42 | — | — | — |
| 2 | 0,94 | 0,80 | 0,84 | 0,75 | 0,56 | — | — | — |
| 3 | 0,96 | 0,92 | 0,88 | 0,82 | 0,68 | — | — | — |
| Вертикальные электроды размещены по контуру | ||||||||
| 1 | — | 0,45 | 0,40 | 0,34 | 0,27 | 0,22 | 0,20 | 0,19 |
| 2 | — | 0,55 | 0,48 | 0,40 | 0,32 | 0,29 | 0,27 | 0,23 |
| 3 | — | 0,70 | 0,64 | 0,56 | 0,45 | 0,39 | 0,36 | 0,33 |
Шаг 6. Расчет сопротивлений выполняется по формулам [1] с.90-91:
Таблица 6 — Формулы для вычисления сопротивлений одиночных заземлителей растеканию тока в однородном грунте:
| Тип заземлителя | Схема | Формула | Условия применения |
| 1. Шаровой в земле |  |
 |
2∙t>>D |
| 2. Полушаровой у поверхности земли |  |
— | |
| 3. Стержневой круглого сечения (трубчатый) или уголковый у поверхности земли |  |
 |
l>>dДля уголка с шириной полки b d=0,95∙b |
| 4. То же в земле |  |
 |
l>>d, t0>=0,5 мДля уголка с шириной полки bd=0,95∙b |
| 5. Протяженный на поверхности земли (стержень, труба, полоса, кабель и т.п.) |  |
 |
l>>dДля полосы шириной bd=0,5∙b |
| 6. То же в земле | l>>d, l>>4∙tДля полосы шириной bd=0,5∙b | ||
| 7. Кольцевой на поверхности земли | D>>d, l>>4∙tДля полосы шириной bd=0,5∙b | ||
| 8. То же в земле | D>>d, D>>2∙tДля полосы шириной bd=0,5∙b | ||
| 9. Круглая пластина на поверхности земли | D — диаметр пластины | ||
| 10. То же в земле | 2∙t0>>D | ||
| 11. Пластинчатый в земле (пластина поставлена на ребро) | 2∙t0>>a |
В онлайн калькуляторе выбран самый распространенный тип прокладки заземлителей:
— вертикальный: 4. Стержневой круглого сечения в земле;
— горизонтальный: 5. Протяженная полоса в земле.
Обратите внимание, что t — глубина залегания, для горизонтального — глубина прокладки (0,5÷0,7 м), для вертикального — погружение в землю центральной точки (например, 3-х метровый штырь забивается в траншею глубиной 0,7 м, тогда t=(0,7+3)/2=1,85 м)
Шаг 7. Сопротивление группового заземлителя рассчитывается по формуле [1] с.108:
| где Rв, Rг — сопротивления растеканию вертикального и горизонтального электродов; |
| n — число вертикальных электродов; |
| ηв, ηг — коэффициенты использования. |
В статье рассмотрен вариант заземлителя в однослойном грунте. Если необходим расчет зазмелителя в многослойной земле — читаем [1] c.130, 152.
Недостаточно прав для комментирования
Источник: https://h4e.ru/komplektuyushchie/152-zazemlenie
Расчет заземления: одиночный заземлитель, система заземлителей
Заземление — одна из основных мер безопасности при использовании электрических приборов.
В случае износа внутренней изоляции под напряжением может оказаться внешний корпус техники, при касании к которому может случится поражение электрическим током. Именно для предотвращения таких происшествий и организуется монтаж заземления.
А чтобы защитная конструкция была максимально эффективной, необходимо провести её расчёт заземления, который может отличаться в зависимости от множества исходных факторов.
Виды заземляющих конструкций
Для организации заземления используются проводники из металлоконструкций различной формы (балка, труба, уголок и так далее). Эти базисные элементы могут быть использованы в одной из трёх основных систем:
Вне зависимости от типа выбранной конструкции, её сопротивление должно укладываться в определённые рамки. Для трёхфазной сети на 380 Вольт сопротивление заземления должно составлять не более 4 Ом.
Более распространённая однофазная сеть на 220 Вольт потребует не более 8 Ом.
Также предварительные расчёты позволяют заранее определиться с количеством необходимых материалов, что даёт возможность существенно сэкономить.
Формула расчёта одиночного заземлителя
Существует ряд факторов, влияющих на окончательный результат расчёта заземляющей конструкции, а именно:
Необходимо отметить, что для получения системы, имеющий сопротивление в 4–8 Ом, применяемые металлические элементы должны обладать определёнными минимальными параметрами:
Расчёт защитного заземления можно провести при помощи специализированного программного обеспечения или онлайн-калькуляторов. Но для их правильного использования необходимо знать общую формулу, по которой проводятся вычисления и значение всех переменных. Традиционно в рассматриваемой формуле используются следующие обозначения:
Расчёт такого типа контура заземления производится по такой формуле:
Измерить все перечисленные значения не составить большой трудности, за исключением разве что параметра ρ.
Произвести эту процедуру можно самостоятельно при помощи Омметра, но нужно понимать, что полученные данные могут существенно изменяться при изменении температуры, влажности и других параметров окружающей среды. Поэтому гораздо удобнее будет воспользоваться усреднёнными табличными данными:
| Тип грунта | Параметр сопротивление грунта в диапазоне от –5 до –20°С |
| Песок | 5000–11000 |
| Супесь | 1100–1500 |
| Влажная глина | 550–3000 |
| Каменистая глина | 1000–12000 |
| Известняк | 3000–12500 |
| Торф | 500–1000 |
| Суглинок | 1200–3500 |
Формула расчёта системы заземлителей
С целью достижения оптимального значения сопротивления создаваемой конструкции одиночные заземлители можно расположить в ряд или сформировать из них замкнутый контур (круг, прямоугольник или любую другую фигуру). Для расчёта такого заземления в указанную выше формула войдут дополнительные параметры:
О последнем параметре необходимо рассказать подробнее. Вокруг каждого электрода, используемого для заземления электрического тока, можно представить воображаемую зону, в которой его эффективность достигает 90 %.
Она формируется из всех точек, удалённых от поверхности электрода на расстояние, равное его длине.
При расчёте заземление необходимо избегать пересечения этих зон, что позволяет достичь максимального коэффициента полезного действия формируемой системы.
Для подсчётов удобнее всего пользоваться табличными значениями, полученных в результате практического применения формулы.
| Система заземления при расположении электродов последовательно | ||
| Расстояние между электродами (где L это длинна используемого электрода) | Количество заземляющих элементов в системе | Коэффициент использования |
| L | 5 | 0.7 |
| L | 10 | 0.6 |
| L | 15 | 0.53 |
| L | 20 | 0.5 |
| 2L | 5 | 0.81 |
| 2L | 10 | 0.75 |
| 2L | 15 | 0.7 |
| 2L | 20 | 0.67 |
| Система заземления при размещении электродов в замкнутый контур | ||
| Расстояние между электродами (где L это длинна используемого электрода) | Количество заземляющих элементов в системе | Коэффициент использования |
| L | 5 | 0.65 |
| L | 10 | 0.55 |
| L | 15 | 0.51 |
| L | 20 | 0.45 |
| 2L | 5 | 0.75 |
| 2L | 10 | 0.69 |
| 2L | 15 | 0.66 |
| 2L | 20 | 0.63 |
Сама же формула выглядит следующим образом:
Таким образом, если предварительно вычислить переменную и взять её за константу, то по данной формуле можно вычислить оптимальный набор электродов, необходимый для создания заземляющей конструкции:
При это стоит учитывать, что скорее всего полученное значение будет дробным, поэтому его необходимо будет округлить в большую сторону.
Формула расчёта электролитического заземления
В упрощённой модели электролитическую систему заземления можно описать как металлическую трубу, заполненную веществом-электролитом. Это вещество повышает сопротивление всей конструкции и, что более важно, способствует сохранению её параметров с течением времени. Это достигается за счёт того, что со временем электролит проникает в почву и накапливается в ней.
Помимо описанных выше параметров в формуле расчёта электролитического заземления используется параметр C, который описывает концентрацию электролита в почве. Его допустимые значения могут колебаться в промежутке между 0.5 и 0.05.
Чем дольше рассматриваемая система находится в грунте, тем меньше становится значение этого параметра: если при начале установки он равнялся 0.5, то через полгода он составить всего 0.125 (но дальнейшее его падение прекратиться).
В этом случае требуемая формула будет такой:
Если в монтируемой системе присутствует несколько электродов электролитического типа, тогда её сопротивление может быть рассчитано по формуле из предыдущего раздела. С той лишь разницей, что коэффициент использования тут будет несколько иной:
| Система заземления при использовании электролитических электродов | |
| Количество электродов | Коэффициент использования |
| 2 | 1 |
| 5 | 0.99 |
| 10 | 0.93 |
| 20 | 0.8 |
В данной статье мы рассмотрели основные типы электрического заземления и все необходимые формулы для их расчёта.
Очевидно, что в основе всех вычислений лежит расчёт контура одиночного заземления, в то время как два основных вида получаются при помощи его расширения и доработки.
Стоит ещё раз указать на то, что большую одну из ключевых ролей в организации эффективного заземления играет расстояние между электродами, которое не должно быть меньше их отдельной длинны.
Все приведённые выше вычисления можно существенно упростить, если воспользоваться специализированным программным обеспечением или онлайн-инструментами. Обладая минимум знаний о том, какие параметры участвуют в расчёте заземления, эти утилиты позволят существенно сократить время проведения работ, при этом обеспечивая довольно высокую точность.
Видео по теме
Источник: https://ProFazu.ru/provodka/bezopasnost-provodka/raschet-zazemleniya.html
Расчет заземления. Как выполнить расчет для контура частного дома
Существует много полезных фактов о заземлении и операций, которые проводятся по отношении к нему. Одной из важных процедур, является расчет заземления. Это мероприятие необходимо для того, чтобы полностью вычислить сопротивление, которым будет обладать сооруженный контур заземляющего устройства.
Владельцы отдельных домов и дач все больше начинают понимать, что пользование электроэнергией не только значительно облегчает выполнение повседневных бытовых потребностей, но и представляет определённые риски для человека. В жизни всегда существует возможность возникновения аварийной ситуации, которая может привести к получению электротравмы.
Электрическая безопасность отдельного здания требует постоянного пристального внимания со стороны владельца. Одним из вопросов ее обеспечения является эксплуатация индивидуального контура заземления, который необходимо не только создать по определённой методике, но и правильно выбрать конструкцию, выполнив надежный расчет всех ее элементов.
Сразу оговоримся, что осуществить его своими руками может любой человек, знакомый с основами электротехнических расчетов. Для этого ниже приведена методика его выполнения.
Однако, она носит рекомендательный, ознакомительный характер и требует уточнения полученного результата в специализированной лаборатории, обладающей лицензией на право проведения экспертизы подготовленным персоналом проектировщиков, периодически подтверждающих свою квалификацию сдачей экзаменов в инспектирующих государственных органах.
Выбор конструкции заземления для расчета
В электрической схеме зданий разного назначения работает большое количество различных видов заземлительных устройств. Среди них для бытовых целей лучше подходят изделия с:
Расчет контуров заземлений для жилых зданий
Назначение
Факторы, влияющие на расчет контура
Величина электрического сопротивления заземления зависит от:
Характеристики грунтов
Для учета их влияния на протекание токов используется термин «Удельное сопротивление грунта», единицей которого выбран «Ом∙м». Он обозначается латинской буквой ρ. Этот показатель зависит от многих факторов, включая влажность почвы и ее состав, изменяется в определённых пределах даже с учетом погодных условий.
Величина удельного сопротивления грунта определяется измерением на местности, а его усредненные значения для предварительных ориентировочных расчетов сведены в таблицы. Электроды заземлителей с целью уменьшения климатического воздействия заглубляют в землю на 0,7 метра или больше.
Сравнить влияние состава грунтов, влажности, температуры рабочей среды на величину этого показателя можно на основе предлагаемой таблицы.
Таблица приближенных значений удельного сопротивления для грунтов и воды
| № п/п | Рабочая среда | -20°С | -10°С | -5°С | Талый грунт |
| 1 | Песок | 11500 | 8000 | 5000 | 500 |
| 2 | Песок глинистый с примесями кварца (пылеватый) | 3000 | 1200 | 1100 | 45 |
| 3 | Супесь | 1500 | 1000 | 500 | 800 |
| 4 | Суглинок тяжелый | 3500 | — | 1200 | 50 |
| 5 | Глина с влажностью от 6% до 40% | 3000 | 3000 | 550 | 70 |
| 6 | Глина каменистая (слой 1÷3 м, а далее гравий) | 12000 | — | 1000 | 100 |
| 7 | Известняк | 12600 | 7940 | 3000 | 2000 |
| 8 | Чернозем | — | 1000 | 800 | 500 |
| 9 | Торф | — | 1000 | 500 | 20 |
| 10 | Вода речная | — | — | — | 50-400 |
| 11 | Вода озерная | — | — | — | 50 |
Металл заземлителя
Для изготовления электродов контура обычно выбирают:
Величину их проводимости легко найти в технических справочниках.
Параметры контура, влияющие на расчет сопротивления заземления R
Кроме удельного сопротивления грунта ρ, при проведении анализа необходимо учитывать:
Расчет заземления из одиночного глубинного электрода
где: ρ – удельное сопротивление грунта (Ом*м) L – длина заземлителя (м) d – диаметр заземлителя (м) T — заглубление заземлителя (расстояние от поверхности земли до середины заземлителя) (м) π — математическая константа Пи (3,141592) ln — натуральный логарифм R1 составит 27,8 Ом (при p = 100 Ом*м, L = 3 м, d = 0.05 м (50 мм; для плоских электродов под диаметром понимается их ширина), T = 2 м (T — расстояние от верхнего уровня грунта до середины заглубленного электрода).
Расчет заземления из нескольких заглубленных электродов
Расчет заземления (расчет сопротивления заземления) для нескольких электродов модульного заземления производится как расчет параллельно-соединенных одиночных заземлителей.
Формула расчета с учетом взаимного влияния электродов — коэффициента использования:
R — рассчитываемое сопротивление заземлителя состоящего из нескольких стержней R₁ — сопротивление одиночного стержня (Ом) K₁ — коэффициент взаимного влияния электродов N — количество стержней в заземлителе Электроды могут располагаться в линию или образовывать треугольник либо другую симметричную геометрическую фигуру.
Проведя обратное вычисление получим формулу расчета количества электродов для необходимой величины итогового сопротивления сопротивления (R):
Расчет заземления из электролитических заземлителей
Для его проведения используются те же принципы, что и при вычислении сопротивления горизонтальных электродов, выполненных в форме обычной трубы. Только учитывается влияние электролита на окружающую его почву. Для этого вводится поправка коэффициента С. Она может изменяться в разных условиях от 0,05 до 0,5.
Формула расчета сопротивления представлена ниже.
где: ρ – удельное сопротивление грунта (Ом*м) L – длина заземлителя (м) d – диаметр заземлителя (м) T — заглубление (расстояние от поверхности земли до заземлителя) (м) π — математическая константа Пи (3,141592) ln — натуральный логарифм С – коэффициент содержания электролита в окружающем грунта
Электролитическое заземление, принцип работы
Электролитическое заземление изготавливается в виде горизонтального отрезка полой трубы из нержавеющей легированной стали или медных сплавов, устойчивых к процессам коррозии. Через нее происходит насыщение почвы сквозь электроды минеральными солями, обладающими электролитическими свойствами.
Электролитическое заземление
1. Колодец для обслуживания 2. Специальная смесь минеральных солей 3. Заполнитель околоэлектродный 4. Электрод — заземлитель
Соли, попадая в грунт, преобразуются под действием влаги почвы в электролит, который:
Эффективным приемом повышения работоспособности подобных конструкций является использование активаторов — специальных заполнителей с пониженным удельным сопротивлением. Их размещение снаружи электрода уменьшает переходное сопротивление в направлении от заземлителя к грунту и увеличивает площадь поверхности, с которой происходит токоотдача от электрода.
Видео, монтаж электролитического заземления
Как проверить качество смонтированного контура заземления
Правильность отвода опасных токов от здания можно узнать только двумя путями:
Первый способ самый точный и действенный, но он не позволяет устранить неисправности и часто приводит к печальным последствиям при наличии ошибок. На практике применяют второй метод: привлечение специалистов подготовленных электрических подразделений.
Какие измерения выполняет лаборатория
Среди непосвященных людей часто возникает путаница с основными работами и терминами, выполняемых подобными организациями. Поэтому заострим внимание на их трактовке:
Как видим, все три вида работ очень похожи по названию, но они выполняются по разным технологиям, преследуя собственные, уникальные цели.
Измерения сопротивления заземления предназначены выявить качество связей корпусов металлических приборов, к которым может прикоснуться человек, с потенциалом земли через заземлительное устройство. При этом измеряется электрическое сопротивление этого участка специальными приборами типа М416 или его современными аналогами различных модификаций.
Проверки сопротивления заземления используются для анализа состояния молниезащиты здания. Ее оценка проводится для определения сопротивления контура при наихудших условиях эксплуатации с целью определения степени износа всей конструкции и предоставления рекомендаций по ее восстановлению.
Для замера устанавливают штыри-электроды в нескольких точках местности и подают между ними и контуром разность потенциалов.
Измерения сопротивления изоляции подразумевают:
Все эти работы требуют специального дорогостоящего оборудования, которого у обычного электрика нет в пользовании.
Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!
[wysija_form id=»1″]
Источник: https://powercoup.by/stati-po-elektromontazhu/raschet-zazemleniya
Расчет заземления – Онлайн калькулятор
В современном мире, мы не представляет свою жизнь без использования электричества. Оно вокруг нас повсюду и именно оно позволило человечеству перейти на совершенно новый уровень развития. Переоценить его важность невозможно, однако при всех своих положительных качествах, за своей безобидностью и простотой, скрывается колоссальная энергия, которая представляет смертельную опасность.
Для того чтобы обезопасить помещения, где постоянно находятся люди, было создано специальное устройство – заземлитель. Это набор проводников, которые предназначены для отвода электрической энергии от приборов к грунту, тем самым исключая поражение током человека. Он состоит из заземлителей (горизонтальных и вертикальных стержней) и заземляющих проводников.
Наш сервис предлагает вам выполнить расчет заземления с помощью удобного онлайн-калькулятора. На основании типа грунта, климатической зоны и видов заземлителей, программа предоставит результат по сопротивлению отдельных стержней, а также общему сопротивлению на растекание. Мы работаем только по последним актуальным данным, в качестве источников использовались:
Калькулятор расчета заземления
Наш онлайн-калькулятор расчета заземления учитывает все поправочные коэффициенты и работает на основании приведенных формул. Для того чтобы выполнить надежный расчет, вам необходимо заполнить поля программы правильно.
Нажимая кнопку «Рассчитать» вы получите следующие показатели:
Пример расчета заземления на калькуляторе
Предположим, что наш дом расположен на черноземных почвах с толщиной пласта 0,5 м. Мы живем на юге России в четвертой климатической зоне. Предположительно, в качестве заземлителей будут использоваться 5 вертикальных электродов диаметром 0,025 м и длиной 2 м, горизонтальные стержни на глубине 0,5 м – длиной 2 м с шириной полки 0,05 м.
Тогда, перенеся все значения в калькулятор расчета заземления мы получим общее сопротивление на растекание равное 4,134 Ома.
Если в нашем частном доме однофазная сеть с напряжением в 220 Вт, то это значение недопустимо, так как этого заземления будет недостаточно.
Добавим еще один вертикальный электрод и получим значение 3,568 Ом. Это величина нам вполне подходит, а значит такое заземление гарантировано защитит вашу постройку и ее обитателей.
Если вы получаете значение близкое к критическому, то лучше увеличить количество или размер электродов. Помните, что расчет контура заземления крайне важен для безопасности!
Как рассчитать заземление в частном доме вручную
Как вы уже поняли, основной параметр, который необходимо рассчитать – это общее сопротивление на растекание, т.е. нужно подобрать такую конфигурацию электродов, чтобы сопротивление заземляющего устройства, не превышало нормативное. Согласно положениям правил устройств электроустановок (ПЭУ), необходимо соблюдать определенные максимумы для токов:
Правильный расчет начинается с подсчета оптимального размера и количества стержней. Для того чтобы сделать это вручную, легче всего воспользоваться упрощенными формулами, приведенными ниже.
Используя эти формулы, вы можете рассчитать заземляющее устройство достаточно точно, однако для упрощения расчета некоторые коэффициенты опускаются.
Также очень важно, чтобы при выборе глубины залегания и длины заземляющих стержней, нижний конец проходил ниже уровня промерзания, так как при отрицательных температурах резко возрастает сопротивление грунта, и возникают определенные сложности.
Вся информация на сайте предоставлена исключительно в ознакомительных целях. Пользователь несет самостоятельную ответственность за все возможные последствия, возникшие по причине использования полученной информации. Ни при каких условиях и обстоятельствах ответственность за последствия, которые прямо или косвенно повлекло за собой использование информации или программного обеспечения, размещенного на этом сайте, не может возлагаться на владельцев сайта и быть основанием для судебного разбирательства или иного преследования.Принимаем к оплате:
© 2014 — 2019 Kalk.Pro: Строительные калькуляторы онлайн — 3D расчеты лестниц, крыш, фундаментов.
Источник: https://kalk.pro/electricity/earthing/
Калькулятор расчета заземления онлайн и контура с отчетом
При помощи заземления понижают напряжение прикосновения до показателей не опасных для человека.
Рассчитывают заземление для определения сопротивления контура заземления, показателей его величины.
Для вычисления базовых показателей защищающего заземления рассчитывают сопротивление растекания тока заземлителя. На этот показатель непосредственно влияет величина и число заземлителей, отдаление между ними, углубленность их закладки и токопроводящие свойства почвы.
Существует множество самых разных методик для вычисления системы заземления. Все они подразумевают сложные вычисления с учетом большого количества значений и требуемых вычислений.
Для максимального облегчения этой задачи можно воспользоваться онлайн-калькулятором для расчета контура заземления данных показателей в двухслойной почве.
Инструкция
Для выполнения расчетов в специальные поля необходимо внести исходные показатели:
| 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 самыхвысоких температурных показателей за июль, °C | +16+18 | +18+22 | +22+24 | +24+26 |
Пользователю достаточно выполнить ряд несложных действий, а программа сама рассчитает следующие показатели и приведет подробный отчет:
Источник: https://PostroitBanju.ru/calc/raschyot-zazemleniya
Загрузка...
