Uzemnenie je jedným z hlavných bezpečnostných opatrení pri používaní elektrických spotrebičov. V prípade opotrebovania vnútornej izolácie môže byť vonkajší plášť zariadenia pod napätím, pričom dotyk môže spôsobiť úraz elektrickým prúdom. Aby sa predišlo takýmto incidentom, organizuje sa inštalácia uzemnenia. A aby bola ochranná konštrukcia čo najefektívnejšia, je potrebné vykonať jej výpočet uzemnenia, ktorý sa môže líšiť v závislosti od mnohých počiatočných faktorov.
Typy uzemňovacích štruktúr
Na organizáciu uzemnenia sa používajú vodiče z kovových konštrukcií rôznych tvarov (nosník, rúrka, roh atď.). Tieto základné prvky možno použiť v jednom z troch hlavných systémov:
- S použitím jednej hlbokej uzemňovacej elektródy;
- Inštalácia komplexného modulárneho dizajnu;
- Organizácia elektrolytického uzemnenia.
Bez ohľadu na typ zvolenej konštrukcie musí byť jej odolnosť v určitých medziach. Pre trojfázovú sieť pri 380 voltoch by odpor uzemnenia nemal byť väčší ako 4 ohmy. Bežnejšia jednofázová sieť pri 220 voltoch nebude vyžadovať viac ako 8 ohmov. Predbežné výpočty vám tiež umožňujú vopred určiť množstvo potrebných materiálov, čo umožňuje výrazne ušetriť.
Vzorec na výpočet jednej uzemňovacej elektródy
Existuje množstvo faktorov, ktoré ovplyvňujú konečný výsledok výpočtu uzemňovacej konštrukcie, a to:
- Použité materiály (rozhodujúci je druh kovu, ale dôležité môžu byť aj indikátory elektrolytu);
- Tvar elektródových prvkov (mierne ovplyvňuje);
- Vzdialenosť medzi prvkami elektród;
- Hĺbka, do ktorej je namontovaný obvod ponorený.
Je potrebné poznamenať, že na získanie systému s odporom 4–8 ohmov musia mať použité kovové prvky určité minimálne parametre:
- Plochý nosník - šírka 12 mm, výška 4 mm;
- Roh - výška 4 mm
- Pól - priemer nie menší ako 10 mm;
- Rúrka - hrúbka nie menšia ako 3,5 mm.
Ochranné uzemnenie je možné vypočítať pomocou špecializovaného softvéru alebo online kalkulačiek. Ale pre ich správne použitie je potrebné poznať všeobecný vzorec, podľa ktorého sa výpočty vykonávajú, a hodnotu všetkých premenných. V uvažovanom vzorci sa tradične používa nasledujúci zápis:
- R - vypočítané uzemnenie (Ohm);
- L - dĺžka uzemňovacieho prvku-uzemňovacej elektródy (m);
- d - priemer prvku (m);
- T - hĺbka: vzdialenosť medzi stredom každého uzemňovacieho prvku a povrchom zeme (m);
- ρ - odolnosť pôdy (Ohm × m). Pozri tabuľku.
- π - číslo pí (3,14)
Výpočet tohto typu pozemnej slučky sa vykonáva podľa nasledujúceho vzorca:
Nie je ťažké zmerať všetky uvedené hodnoty, snáď okrem parametra ρ. Tento postup môžete vykonať sami pomocou ohmmetra, ale musíte pochopiť, že získané údaje sa môžu výrazne meniť so zmenami teploty, vlhkosti a iných parametrov prostredia. Preto bude oveľa pohodlnejšie použiť priemerné tabuľkové údaje:
Vzorec na výpočet systému uzemnenia
Aby sa dosiahla optimálna hodnota odporu vytvorenej konštrukcie, môžu byť jednotlivé uzemňovacie elektródy usporiadané v rade alebo z nich vytvorené do uzavretej slučky (kruh, obdĺžnik alebo akýkoľvek iný tvar). Na výpočet takéhoto uzemnenia bude vyššie uvedený vzorec obsahovať ďalšie parametre:
- R1 - požadovaný odpor (Ohm);
- R je odpor vypočítaný podľa základného vzorca (Ohm);
- N - počet prvkov v systéme uzemňovacích elektród;
- Ki - faktor využitia.
Posledný parameter vyžaduje viac podrobností. Okolo každej elektródy používanej na uzemnenie elektrického prúdu si môžete predstaviť pomyselnú zónu, v ktorej jej účinnosť dosahuje 90 %. Vytvára sa zo všetkých bodov vzdialených od povrchu elektródy vo vzdialenosti rovnajúcej sa jej dĺžke. Pri výpočte uzemnenia je potrebné vyhnúť sa prekročeniu týchto zón, čo umožňuje dosiahnuť maximálnu účinnosť vytváraného systému.
Na výpočty je najvhodnejšie použiť tabuľkové hodnoty získané praktickou aplikáciou vzorca.
Samotný vzorec vyzerá takto:
Ak teda vopred vypočítate premennú a vezmete ju ako konštantu, potom pomocou tohto vzorca môžete vypočítať optimálnu sadu elektród potrebných na vytvorenie uzemňovacej štruktúry:
V tomto prípade je potrebné mať na pamäti, že s najväčšou pravdepodobnosťou bude výsledná hodnota zlomková, takže ju bude potrebné zaokrúhliť nahor.
Vzorec na výpočet elektrolytického uzemnenia
V zjednodušenom modeli možno elektrolytický uzemňovací systém opísať ako kovovú rúrku naplnenú elektrolytickou látkou. Táto látka zvyšuje odolnosť celej konštrukcie a čo je dôležitejšie, pomáha udržiavať jej parametre v čase. To sa dosiahne tým, že v priebehu času elektrolyt preniká do pôdy a hromadí sa v nej.
Okrem vyššie opísaných parametrov používa vzorec na výpočet elektrolytického uzemnenia parameter C, ktorý popisuje koncentráciu elektrolytu v pôde. Jeho prípustné hodnoty sa môžu pohybovať medzi 0,5 a 0,05. Čím dlhšie je uvažovaný systém v zemi, tým nižšia je hodnota tohto parametra: ak sa na začiatku inštalácie rovnala 0,5, potom o šesť mesiacov bude iba 0,125 (ale jeho ďalší pokles sa zastaví) .
V tomto prípade bude požadovaný vzorec:
Ak je v namontovanom systéme niekoľko elektród elektrolytického typu, potom je možné jeho odpor vypočítať pomocou vzorca z predchádzajúcej časti. Jediný rozdiel je v tom, že faktor využitia tu bude trochu iný:
V tomto článku sme skúmali hlavné typy elektrického uzemnenia a všetky potrebné vzorce na ich výpočet. Je zrejmé, že všetky výpočty sú založené na výpočte jednej pozemnej slučky, zatiaľ čo dva hlavné typy sa získajú jej rozšírením a zdokonalením. Je potrebné ešte raz zdôrazniť, že jednu z kľúčových úloh pri organizácii efektívneho uzemnenia zohráva vzdialenosť medzi elektródami, ktorá by nemala byť menšia ako ich individuálna dĺžka. Všetky vyššie uvedené výpočty je možné výrazne zjednodušiť pomocou špecializovaného softvéru alebo online nástrojov. S minimálnymi znalosťami o tom, aké parametre sa podieľajú na výpočte uzemnenia, tieto nástroje výrazne skrátia čas práce a zároveň poskytnú pomerne vysokú presnosť.
Podobné videá
Na zaistenie bezpečnosti prevádzky elektrického zariadenia sa uzemňovacie zariadenia počítajú už v štádiu projektovania. Elektrické inštalácie s napätím do 1000 V s izolovaným neutrálom a výkonom transformátora nad 100 kVA musia mať ochranný zemný odpor maximálne 4 ohmy. Keď sila
Ryža. 1. Schéma uzemnenia slučky elektrického zariadenia:
1 - elektrické zariadenia; 2 - budova; 3 - vnútorná uzemňovacia slučka; 4, 5 - uzemňovacie vodiče; 6 - uzemnenie hlavného vodiča; 7 - uzemnenie
Ryža. 2. Schéma vzdialeného ohniskového uzemnenia
elektrické vybavenie:
Ryža. 3. Schéma vzdialeného uzemnenia elektrického zariadenia, keď sú elektródy usporiadané v rade:
1 - elektrické zariadenia; 2 - budova; 3 - vnútorná uzemňovacia slučka; 4, 5 - uzemňovacie vodiče; 6 - uzemnenie
transformátor menší ako 100 kVA odpor uzemnenia by nemal presiahnuť 10 ohmov.
Odolnosť uzemňovacích vodičov proti šíreniu prúdu závisí od ich počtu, veľkosti, odporu pôdy. Odpor jednej tyčovej uzemňovacej elektródy (elektródy) je určený vzorcom Ohm
(1)
kde ρ je odpor pôdy, Ohm m; d je priemer zemnej tyče, m; l je dĺžka zemnej tyče, m; h je hĺbka uzemňovacej elektródy, m
h \u003d 0,5 l + h 0 , (2)
kde h 0 je vzdialenosť od povrchu pôdy po začiatok jednej uzemňovacej elektródy, od 0,5 do 0,8 m.
Pre uzemňovacie elektródy vyrobené z uhlovej ocele je ekvivalentný priemer predbežne určený vzorcom
kde C je šírka rohových políc, m.
Hodnoty odporu pôdy potrebné na výpočet sú uvedené v tabuľke. jeden.
stôl 1
|
Typ pôdy |
Oscilačné limity špecifické odolnosť pôdy, Ohm m |
konkrétne výpočty odolnosť pôdy, Ohm m |
|
Hlina | ||
|
Záhradný pozemok | ||
|
Černozem | ||
|
riečna voda | ||
|
40000 – 45000 | ||
Počet uzemňovacích tyčí potrebných na dosiahnutie štandardného odporu uzemňovacieho zariadenia je určený vzorcom
kde RD je prípustný (normatívny) zemný odpor, Ohm; η C – koeficient sezónnosti; η I - koeficient použitia (tienenia) pri vertikálnom uzemnení.
Upchaté elektródy sú spojené kovovým pásikom s prierezom najmenej 48 mm2. Dĺžka pásu pre obrys je
L n \u003d 1,05a (N - 1), (5)
a keď sú elektródy usporiadané v rade
kde a je vzdialenosť medzi elektródami, m; N je počet elektród, ks.
Číselné hodnoty koeficientu sezónnosti sú určené najmä kolísaním pôdnej vlhkosti počas roka a sú uvedené v tabuľke. 2.
tabuľka 2
|
Hĺbka uloženia (pokládky), m |
|||||
|
septembra | |||||
Číselné hodnoty koeficientu využitia (tienenia) pre zvislé uzemňovacie elektródy (elektródy), keď sú umiestnené pozdĺž obrysu a v rade (vzdialený diagram), sú uvedené v tabuľke. 3.
Tabuľka 3
|
uzemňovacích vodičov |
Pomer vzdialenosti medzi elektródami k ich dĺžke |
|||||
|
umiestnenie v rade |
umiestnenie obrysu |
|||||
Odolnosť spojovacej lišty uloženej v zemi proti šíreniu elektrického prúdu je určená vzorcom Ohm
kde L je dĺžka pásu, m; b je šírka pásu, m; h je hĺbka pásu od povrchu zeme, m.
Výsledný odpor voči šíreniu elektrického prúdu celého uzemňovacieho zariadenia je určený vzorcom
kde η p je koeficient využitia (tienenia) vodorovného spojovacieho pásu.
Číselné hodnoty faktora využitia horizontálnej pásovej elektródy v závislosti od počtu vertikálnych elektród, ktoré sú ňou spojené, sú uvedené v tabuľke. 4.
Tabuľka 4
|
Pomer vzdialenosti medzi vertikálnymi elektródami k ich dĺžke |
Počet vertikálnych elektród |
||||||
|
umiestnenie v rade |
|||||||
|
umiestnenie obrysu |
|||||||
Menovitá odolnosť proti šíreniu prúdu uzemňovacieho zariadenia v súlade s pravidlami elektrickej inštalácie (PUE). Rozmer - Ohm.
V súlade s PUE je stanovený prípustný odpor uzemňovacieho zariadenia Rn. Ak je uzemňovacie zariadenie spoločné pre inštalácie pre rôzne napätia, potom sa za konštrukčný odpor uzemňovacieho zariadenia považuje najmenšie z prípustných.
Odpor uzemňovacieho zariadenia, ku ktorému sú pripojené neutrály generátora alebo transformátora alebo výstupy jednofázového zdroja prúdu, by v každom ročnom období nemal byť väčší ako 2, 4 a 8 ohmov na linke. napätia 660, 380 a 220 V zdroja trojfázového prúdu alebo 380, 220 a 127 V zdroji jednofázového prúdu. Tento odpor musí byť zabezpečený s prihliadnutím na použitie prirodzených uzemňovacích vodičov, ako aj uzemňovacích vodičov na opakované uzemnenie PEN- alebo PE vodiča nadzemných vedení s napätím do 1 kV s počtom výstupných vedení pri. aspoň dve. Odpor uzemňovacej elektródy umiestnenej v tesnej blízkosti neutrálu generátora alebo transformátora alebo výstupu zdroja jednofázového prúdu by nemal byť väčší ako 15, 30 a 60 ohmov pri sieťovom napätí 660, 380 a 220 V zdroja trojfázového prúdu alebo 380, 220 a 127 V prúdu zdroja jednofázového prúdu.
Pri sieťových napätiach 660, 380 a 220 V zdroja trojfázového prúdu alebo 380, 220 a 127 V zdroja jednofázového prúdu v prípade odporu zeme p> 100 Ohm * m je povolené zvýšiť uvedené normy o 0,01 p krát, ale nie viac ako desaťkrát.
Uzemňovacie zariadenia elektrických inštalácií s napätím do 1 kV v sieťach s izolovaným neutrálom, používané na ochranné uzemnenie otvorených vodivých častí v systéme IT, musia spĺňať podmienku:
kde R je odpor uzemňovacieho zariadenia, Ohm;
Upr - dotykové napätie, ktorého hodnota sa predpokladá na 50 V (pozri tiež 1.7.53 PUE);
I - celkový zemný poruchový prúd, A.
Spravidla nie je potrebné akceptovať hodnotu odporu uzemňovacieho zariadenia menšiu ako 4 ohmy. Odpor uzemňovacieho zariadenia do 10 Ohm je povolený, ak je splnená vyššie uvedená podmienka a výkon generátorov alebo transformátorov nepresahuje 100 kVA vrátane celkového výkonu generátorov alebo transformátorov pracujúcich paralelne.
V elektrických inštaláciách s napätím nad 1 kV siete s izolovaným neutrálom by mal byť odpor uzemňovacieho zariadenia počas prechodu menovitého zemného poruchového prúdu kedykoľvek počas roka, berúc do úvahy odpor prirodzených uzemňovacích vodičov, byť
ale nie viac ako 10 Ohm, kde I je menovitý zemný poruchový prúd, A.
Ako menovitý prúd sa berie toto:
1) v sieťach bez kompenzácie kapacitných prúdov - zemný poruchový prúd;
2) v sieťach s kompenzáciou kapacitných prúdov:
pre uzemňovacie zariadenia, ku ktorým sú pripojené kompenzačné zariadenia - prúd rovnajúci sa 125 % menovitého prúdu najvýkonnejšieho z týchto zariadení; pre uzemňovacie zariadenia, ku ktorým nie sú pripojené kompenzačné zariadenia - zemný poruchový prúd prechádzajúci v tejto sieti, keď je najviac výkonné z týchto zariadení sú odpojené kompenzačné zariadenia.
Odhadovaný prúd zemnej poruchy sa musí určiť pre sieťovú schému možnú v prevádzke, v ktorej má tento prúd najvyššiu hodnotu."" onmouseout="hide_info(this)" src="/pics/help.gif">
V modernom svete si nevieme predstaviť svoj život bez použitia elektriny. Je všade okolo nás a práve ona umožnila ľudstvu posunúť sa na úplne novú úroveň rozvoja. Nie je možné preceňovať jeho dôležitosť, ale so všetkými jeho pozitívnymi vlastnosťami, za jeho neškodnosťou a jednoduchosťou, sa skrýva obrovská energia, ktorá predstavuje smrteľné nebezpečenstvo.
Na zabezpečenie priestorov, kde sa ľudia neustále nachádzajú, bolo vytvorené špeciálne zariadenie - uzemňovacia elektróda. Ide o súpravu vodičov, ktoré sú navrhnuté tak, aby odvádzali elektrickú energiu zo zariadení do zeme, čím eliminovali zásah človeka elektrickým prúdom. Pozostáva z uzemňovacích vodičov (horizontálne a vertikálne tyče) a uzemňovacích vodičov.
Naša služba vám ponúka vykonať výpočet uzemnenia pomocou pohodlnej online kalkulačky. Na základe typu pôdy, klimatickej zóny a typov zemných elektród program poskytne výsledok odolnosti jednotlivých tyčí, ako aj celkovú odolnosť proti rozletu. Pracujeme len na najnovších aktuálnych údajoch, ako zdroje, ktoré sme použili:
- pravidlá pre inštaláciu elektrických inštalácií;
- normy pre výstavbu uzemňovacích sietí;
- uzemňovacie zariadenia elektrických inštalácií - R. N. Karyakin;
- referenčná kniha o projektovaní elektrických sietí a elektrických zariadení - Yu. G. Barybina;
- referenčná kniha o napájaní priemyselných podnikov - Fedorov A. A. a Serbinovsky G. V.
Pozemná kalkulačka
Na zjednodušenie výpočtov vám odporúčame použiť jednoduchú a presnú kalkulačku na výpočet uzemnenia.
Naša online kalkulačka uzemnenia zohľadňuje všetky korekčné faktory a funguje na základe vyššie uvedených vzorcov. Aby ste vykonali spoľahlivý výpočet, musíte správne vyplniť polia programu.
- Priming. Špecifikujte hornú a spodnú vrstvu pôdy, ako aj hĺbku.
- klimatický koeficient.Úprava vo výpočtoch na základe klimatickej zóny:
- Zóna I — od -20 do -15 °С (január); od +16 do +18°С (júl);
- Zóna II — od -14 do -10 °С (január); od +18 do +22°С (júl);
- Zóna III — od -10 do 0 °С (január); od +22 do +24°С (júl);
- IV zóna — od 0 do +5 °С (január); od +24 do +26°С (júl);
- Vertikálne uzemnenie. Počet vertikálnych uzemňovacích elektród (predpokladáme ľubovoľný počet, štandardne je 5), ich dĺžka a priemer.
- Horizontálne uzemnenie. Hĺbka vodorovného pásu, šírka police a dĺžka tyče (v pomere 1:3, 1:2 alebo 1:1 k dĺžke vertikálneho uzemnenia - čím viac, tým lepšie).
- špecifický elektrický odpor pôdy;
- odpor jednej vertikálnej uzemňovacej elektródy;
- dĺžka vodorovnej uzemňovacej elektródy;
- odpor vodorovnej uzemňovacej elektródy;
- celkový odpor proti šíreniu elektrického prúdu.
Posledným parametrom je definovanie. Uistite sa, že štandardný odpor (2 ohmy - pre 380 voltov; 4 ohmy - pre 220 voltov; 8 ohmov - pre 127 voltov) v elektrických sieťach je vždy väčší ako vypočítaný.
Príklad výpočtu uzemnenia na kalkulačke
Predpokladajme, že náš dom sa nachádza na černozemných pôdach s hrúbkou vrstvy 0,5 m. Žijeme na juhu Ruska v štvrtom klimatickom pásme. Ako uzemňovacie elektródy bude pravdepodobne použitých 5 zvislých elektród s priemerom 0,025 m a dĺžkou 2 m, vodorovné tyče v hĺbke 0,5 m - 2 m dlhé so šírkou police 0,05 m.
Potom prenesením všetkých hodnôt do kalkulačky na výpočet uzemnenia dostaneme celkový odpor šírenia rovný 4,134 Ohm.
Ak je v našom súkromnom dome jednofázová sieť s napätím 220 W, potom je táto hodnota neprijateľná, pretože toto uzemnenie nebude stačiť.
Pridajme ďalšiu vertikálnu elektródu a získame hodnotu 3,568 ohmov. Táto hodnota je pre nás celkom vhodná, čo znamená, že takéto uzemnenie zaručene ochráni vašu budovu a jej obyvateľov.
Ak sa dostanete na hodnotu blízku kritickej hodnote, potom je lepšie zvýšiť počet alebo veľkosť elektród. Pamätajte, že výpočet uzemňovacej slučky je mimoriadne dôležitý pre bezpečnosť!
Ako vypočítať uzemnenie v súkromnom dome ručne
Ako ste už pochopili, hlavným parametrom, ktorý je potrebné vypočítať, je celkový odpor posypu, t.j. je potrebné zvoliť takú konfiguráciu elektród, aby odpor uzemňovacieho zariadenia neprekročil normatívny. Podľa ustanovení pravidiel pre elektrické inštalácie (PEU) je potrebné dodržiavať určité maximá pre prúdy:
- 2 ohmy - pre 380 voltov;
- 4 ohmy - pre 220 voltov;
- 8 ohmov - pre 127 voltov.
Správny výpočet začína výpočtom optimálnej veľkosti a počtu tyčí. Ak to chcete urobiť ručne, najjednoduchšie je použiť nižšie uvedené zjednodušené vzorce.
- R o - odpor tyče, Ohm;
- L je dĺžka elektródy, m;
- d je priemer elektródy, m;
- T je vzdialenosť od stredu elektródy k povrchu, m;
- p eq - odolnosť pôdy, Ohm;
- ln je prirodzený logaritmus;
- pi je konštanta (3.14).
- R n - štandardizovaný odpor uzemňovacieho zariadenia (2, 4 alebo 8 ohmov).
- ψ - korekčný klimatický koeficient odporu pôdy (1,3, 1,45, 1,7, 1,9, v závislosti od zóny).
Je tiež veľmi dôležité, že pri výbere hĺbky a dĺžky uzemňovacích tyčí by mal spodný koniec prechádzať pod úroveň mrazu, pretože pri nízkych teplotách sa odpor pôdy prudko zvyšuje a vznikajú určité ťažkosti.
Normy > Všetko o uzemnení
VÝPOČET UZEMŇOVACÍCH ZARIADENÍ
Výpočet uzemňovacích zariadení sa redukuje hlavne na výpočet samotnej uzemňovacej elektródy, pretože uzemňovacie vodiče sú vo väčšine prípadov akceptované podľa podmienok mechanickej pevnosti a odolnosti proti korózii. Jedinou výnimkou sú inštalácie s externým uzemňovacím zariadením. V týchto prípadoch sa odpor spojovacieho vedenia a odpor uzemňovacej elektródy počítajú sériovo tak, aby celkový odpor neprekročil vypočítaný.
Výpočet odporu uzemnenia sa vykonáva v nasledujúcom poradí:
1. Je nastavený prípustný odpor uzemňovacieho zariadenia požadovaný PUE. Ak je uzemňovacie zariadenie spoločné pre viacero elektrických inštalácií, potom je konštrukčný odpor uzemňovacieho zariadenia najmenší z požadovaných.
2. Požadovaný odpor umelej uzemňovacej elektródy sa určí s prihliadnutím na použitie paralelne zapojenej prirodzenej uzemňovacej elektródy z výrazov
kde - konštrukčná odolnosť uzemňovacieho zariadenia podľa bodu 1;- odpor umelej uzemňovacej elektródy;- odpor prirodzeného uzemňovacieho vodiča.
3. Stanoví sa vypočítaný odpor pôdy s prihliadnutím na násobiace faktory, ktoré zohľadňujú vysychanie pôdy v lete a jej zamŕzanie v zime.
Pri absencii presných údajov o pôde môžete použiť tabuľku. 12-1, kde sú uvedené priemerné údaje o odolnosti pôdy odporúčané pre predbežné výpočty.
Tabuľka 12-1 Odpor pôdy
Názov pôdy |
Odpor r , Ohm H m |
Názov pôdy |
Odpor r , Ohm H m |
Hlina (vrstva 7-10 m, potom skala, štrk)
|
70
|
Hlina |
100 |
Poznámka: Špecifické odpory pôdy boli stanovené pri obsahu vlhkosti 10-20% hmotnosti a v hĺbke 1,5m. |
|||
Multiplikátory k pre rôzne klimatické zóny sú uvedené v tabuľke. 12-2 pre horizontálne a vertikálne elektródy.
4. Stanoví sa odpor proti šíreniu jednej vertikálnej elektródypodľa vzorcov z tabuľky. 12-3. Tieto vzorce sú uvedené pre tyčové elektródy vyrobené z kruhovej ocele alebo rúrok. Pri aplikácii rohov pre vertikálne elektródy sa ako priemer nahradí ekvivalentný priemer rohu
kde b - šírka strán rohu.
Tabuľka 12-2 Hodnoty koeficientu k pre rôzne klimatické zóny
Údaje charakterizujúce klimatické zóny a typ použitých elektród |
Klimatické zóny |
|||
1. Klimatické vlastnosti zón: |
Od +16 do +18 |
+18 až +22 |
+22 až +24 |
+24 až +26 |
Tabuľka 12-3 Výpočet rozptylového odporu jednej elektródy
Typ uzemnenia |
Umiestnenie uzemňovacej elektródy |
Vzorec |
Vysvetlenia |
Vertikálne na úrovni terénu |
|
||
Vertikálne pod úrovňou terénu |
|
|
|
Horizontálne rozšírené pod úroveň terénu |
|
b - šírka čiary; ak je uzemňovač okrúhly s priem d, potom b=2d |
|
Doska vertikálne pod úrovňou terénu |
|
a a b - rozmery strán dosky |
|
Prstencová horizontálna pod úrovňou terénu |
|
|
b - šírka čiary; ak je uzemňovacia elektróda okrúhla s priemerom d, potom b = 2d |
5. Stanoví sa približný počet vertikálnych uzemňovacích elektród n pri predtým akceptovanom faktore využitia:
kde - požadovaný odpor umelej uzemňovacej elektródy.
Koeficienty použitia zvislých uzemňovacích vodičov sú uvedené v tabuľke. 12-4 v prípade ich usporiadania v rade a v tabuľke. 12-5 v prípade ich umiestnenia pozdĺž obrysu bez zohľadnenia vplyvu horizontálnych spojovacích elektród.
6. Stanoví sa odpor proti šíreniu horizontálnych elektródpodľa vzorcov z tabuľky. 12-3. Faktory využitia horizontálnych elektródpre predtým akceptovaný počet vertikálnych elektród sa vezme podľa tabuľky. 12-6, keď sú usporiadané v rade a podľa tabuľky. 12-7, keď sú umiestnené pozdĺž obrysu.
Tabuľka 12-4 Faktory použitia zvislých elektród
|
||
2 |
0,84-0,87 |
|
2 |
0,90-0,92
|
|
2 |
0,93-0,95 |
|
Tabuľka 12-5 Faktory použitia vertikálnej elektródy
Pomer vzdialenosti medzi vertikálou
|
Počet vertikálnych elektród v rade |
|
4 |
0,66-0,72 |
|
4 |
0,76-0,80 |
|
4 |
0,84-0,86 |
|
Tabuľka 12-6 Faktory používania horizontálnej elektródy
Faktor využitias počtom vertikálnych elektród v rade n |
||||||||
1 |
0,77 |
0,74 |
0,67 |
0,62 |
0,42 |
0,31
|
0,21 |
0,20 |
Tabuľka 12-7 Faktory používania horizontálnej elektródy
Pomer vzdialenosti medzi vertikálnymi elektródami k ich dĺžke |
Faktor využitias počtom vertikálnych elektród v obvode n |
||||||||
1 |
0,45 |
0,40 |
0,36 |
0,34 |
0,27 |
0,24 |
0,21 |
0,20 |
0,10
|
7. Požadovaný odpor zvislých elektród je stanovený s prihliadnutím na vodivosť vodorovných spojovacích elektród z výrazov
kde je odpor proti šíreniu horizontálnych elektród, ako je definované v článku 6.
8. Počet vertikálnych elektród je špecifikovaný s prihliadnutím na faktory využitia podľa tabuľky. 12-4 alebo 12-5:
Počet vertikálnych elektród sa nakoniec vyberie z podmienok umiestnenia.
9. Pri inštaláciách nad 1000 V s vysokými zemnými poruchovými prúdmi sa tepelný odpor spojovacích vodičov kontroluje podľa vzorca (12-5).
Príklad 12-1. Je potrebné vypočítať uzemnenie rozvodne 110/10 kV s nasledujúcimi údajmi: maximálny prúd cez uzemnenie pri zemných poruchách na strane 100 kV je 3,2 kA; najvyšší prúd uzemnením pri zemných poruchách na strane 10 kV 42 A; pôda v mieste výstavby rozvodne - hlinitá; klimatická zóna 2; dodatočne je ako uzemnenie použitý systém káblov - podpier s odporom uzemnenia 1,2 Ohm.
rozhodnutie
1. Strana 110kV vyžaduje uzemňovací odpor 0,5Ω. Pre stranu 10 kV podľa vzorca (12-6)
kde sa predpokladá, že vypočítané napätie na uzemňovacom zariadení je 125 V, keďže uzemňovacie zariadenie sa používa aj pre inštalácie rozvodní do 1000 V. Teda odpor .
2. Odpor umelej uzemňovacej elektródy sa vypočíta s prihliadnutím na použitie káblového nosného systému;
3. Odporúča sa pre predbežné výpočty, rezistivita pôdy v mieste konštrukcie zemnej elektródy - hliny, podľa vyššie uvedených údajov, je 100 Ohm H m) Zvýšenie koeficientov pre klimatickú zónu 2 podľa tabuľky. 12 2 sa rovná 4,5 pre horizontálne predĺžené elektródy s hĺbkou uloženia 0,8 m a 1,8 pre vertikálne tyčové elektródy dlhé 2 až 3 m s hĺbkou uloženia ich vrcholov 0,5 až 0,8 m.
Odhadovaný odpor:
pre horizontálne elektródy
pre vertikálne elektródy
4. Stanoví sa odolnosť proti šíreniu jednej zvislej elektródy - rohu č. 50 v dĺžke 2,5 m pri ponorení pod úroveň terénu o 0,7 m podľa vzorca z tabuľky. 12-3:
kde
6. Stanoví sa odolnosť proti šíreniu horizontálnych elektród - pásy 40 X 4 mm2 privarené k horným koncom rohov. Koeficient použitia spojovacej lišty v obvode s počtom rohov rádovo 100 a pomerom podľa tabuľky 12-7 sa rovná:.
Odolnosť proti šíreniu pásu podľa vzorca z tabuľky. 12-3
7. Zjemnený odpor vertikálnych elektród
Prevzaté z tabuľky. 12-5 o hod n=100 a :
Nakoniec je prijatých 117 rohov.
Okrem okruhu je na území rozvodne usporiadaná mriežka pozdĺžnych pásov, ktorá sa nachádza vo vzdialenosti 0,8-1 m od zariadenia, s priečnymi spojmi každých 6 m. Tieto nezohľadnené horizontálne elektródy znižujú celkový odpor zeme; ich vodivosť ide do rezervy.
9. Kontroluje sa tepelná stabilita pásu 40 X 4 mm2. Minimálny úsek pásu z podmienok tepelnej stability pri skrate. k zemi podľa vzorca (12-5) so skráteným časom prechodu skratového prúdu.
Pás 40 X 4 mm2 teda spĺňa podmienku tepelného odporu.
Z výsledkov príkladu 12-1 je vidieť, že pri dostatočne veľkom počte vertikálnych elektród majú horizontálne elektródy spájajúce horné konce vertikálnych veľmi malý vplyv na výsledný návrhový odpor zemnej slučky. To tiež odhaľuje chybu v existujúcej metodike výpočtu pre prípady, keď je potrebný dostatočne nízky odpor slučky. Pri vykonanom približnom výpočte bola táto chyba odhalená v tom, že zohľadnenie dodatočnej vodivosti obvodu od vodorovného spojovacieho pásu neviedlo k zníženiu potrebného počtu vertikálnych elektród, ale naopak k jeho zvýšenie asi o 5 %. Na základe toho možno v takýchto prípadoch odporučiť vypočítať potrebný počet zvislých elektród bez zohľadnenia dodatočnej vodivosti spojovacích a iných vodorovných pásikov za predpokladu, že ich vodivosť pôjde na bezpečnú hranicu.
Príklad 12-2. Je potrebné vypočítať uzemnenie rozvodne s dvoma transformátormi 6 / 0,4 kV s výkonom 400 kV H A to s nasledujúcimi údajmi: najvyšší prúd zemou pri zemnom spojení zo strany 6 kV 18 A; pôda na stavenisku - hlina; klimatická zóna 3; dodatočne sa ako uzemnenie používa vodná rúra s odporom šírenia 9 ohmov.
rozhodnutie
Na vonkajšej strane budovy, ku ktorej prilieha rozvodňa, sa plánuje vybudovanie systému zemných elektród s usporiadaním vertikálnych elektród v jednom rade v dĺžke 20 m; materiál - kruhová oceľ s priemerom 20 mm, ponorná metóda - skrutkovaním; horné konce vertikálnych tyčí, ponorené do hĺbky 0,7 m, sú privarené k horizontálnej elektróde vyrobenej z tej istej ocele.
1. Strana 6 kV vyžaduje zemný odpor definovaný vzorcom (12-6):
kde sa predpokladá, že vypočítané napätie na uzemňovacom zariadení je 125 V, keďže uzemňovacie zariadenie je spoločné pre strany 6 a 0,4 kV. Ďalej podľa PUE by odpor uzemňovacej elektródy nemal prekročiť 4 ohmy.
Preto je vypočítaný zemný odpor .
2. Odpor umelého uzemňovacieho vodiča sa vypočíta s prihliadnutím na použitie vodovodného systému ako paralelnej vetvy uzemnenia:
3. Odpor pôdy odporúčaný pre výpočty v mieste konštrukcie uzemňovacej elektródy - hlina podľa tabuľky. 12-1 je 70 ohm h m) Zvyšujúce sa koeficienty pre klimatickú zónu 3 ale tabuľka. 12-2 sa rovná 2,2 pre horizontálne elektródy s hĺbkou uloženia 0,8 ma 1,5 pre vertikálne elektródy dlhé 2 až 3 m s hĺbkou uloženia ich vrcholov 0,5 až 0,8 m.
Odhadovaná špecifická odolnosť pôdy:
pre horizontálne elektródy
pre vertikálne elektródy
4. Odolnosť proti šíreniu jednej tyče s priemerom 20 mm a dĺžkou 2 m sa určuje pri ponorení pod úroveň terénu o 0,7 m podľa vzorca z tabuľky. 12-3:
5. Približný počet vertikálnych uzemňovacích vodičov je určený s predtým akceptovaným faktorom využitia:
6. Zisťuje sa odolnosť proti šíreniu vodorovnej elektródy z kruhovej ocele s priemerom 20 mm, privarenej k horným koncom zvislých tyčí. Koeficient použitia vodorovnej elektródy v rade tyčí s ich počtom približne rovným 5 a pomer vzdialenosti medzi tyčami k dĺžke tyče 
v súlade s tabuľkou. 12-6 sa rovná 0,86.
Odolnosť proti šíreniu horizontálnej elektródy podľa vzorca z tabuľky. 12-3
7. Zlepšená odolnosť voči šíreniu vertikálnych elektród
8. Uvedený počet vertikálnych elektród je určený faktorom využitia prevzaté zo stola. 12-4 o hod n = 4 a 
:
sekcia pripravená podľa štandardného prevedenia SÉRIA 3.407-150
Uzemňovacie zariadenia
základy napájania
Požiadavky na uzemňovacie zariadenia
základy napájania
Výpočet uzemňovacích zariadení
základy napájania
Elektrokorózia podzemných sietí bludnými prúdmi
základy napájania
Opätovné uzemnenie nulového vodiča na vstupe do individuálnej obytnej budovy
