Расчет сопротивления заземляющего устройства онлайн: Калькулятор расчёта заземления онлайн / Калькулятор / Элек.ру

Содержание

Расчёт заземления

 

В программе использована методика расчёта системы заземления в двухслойном грунте состоящей из вертикальных заземлителей, приведённая в «Инструкции по расчёту и проектированию электрохимической защиты от коррозии магистральных газопроводов» (СТО Газпром 2-3.5-047-2006).

 

Пояснения к расчёту

 

R — общее сопротивление растеканию электрического тока

R1 — сопротивление  вертикального заземлителя

R2 — сопротивление горизонтального заземлителя

ρ — удельное электрическое сопротивление грунта

ρ1 — удельное электрическое сопротивление верхнего слоя грунта

ρ2 — удельное электрическое сопротивление нижнего слоя грунта

n — количество вертикальных заземлителей

L1 — длина вертикального заземлителя

L2 — длина горизонтального заземлителя

L3 — длина соединительной  полосы до ввода в здание

D — диаметр вертикального заземлителя

b — ширина полки горизонтального заземлителя

H — глубина верхнего слоя грунта

h2 — расстояние до середины вертикального заземлителя

h3 — расстояние до середины горизонтального заземлителя

k1 — климатический коэффициент для вертикальных заземлителей

k2 — климатический коэффициент для горизонтальных заземлителей

η — коэффициент использования для вертикальных электродов

 

Пожелания, замечания, рекомендации по улучшению раздела расчётов на нашем сайте просьба присылать по электронной почте [email protected]

Разрешается копирование java-скриптов при условии ссылки на источник.

 

ВСЕ РАСЧЁТЫ

Онлайн калькулятор расчёта параметров системы заземления

Расчёт параметров системы заземления

Верхний слой грунта:

Песок сильно увлажненный (60)Песок умеренно увлажненный (130)Песок влажный (400)Песок слегка влажный (1500)Песок сухой (4200)Песчаник (1000)Супесок (300)Супесь влажная (150)Суглинок сильно увлажненный (60)Суглинок полутвердый, лессовидный (100)Суглинок промерзший слой (190)Глина (при t > 0°С) (60)Торф при t = 0°С (50)Торф при t > 0°С (40)Солончаковые почвы (при t > 0°С) (25)Щебень сухой (5000)Щебень мокрый (3000)Дресва (при t > 0°С) (5500)Садовая земля (40)Чернозем (50)Речная вода (1000)Гранитное основание (при t > 0°С) (22500)

Климатический коэффициент:

Климатическая зона I (Верт. — 1.9; Горизонт. — 5.75)Климатическая зона II (Верт. — 1.7; Горизонт. — 4.0)Климатическая зона III (Верт. — 1.45; Горизонт. — 2.25)Климатическая зона IV (Верт. — 1.3; Горизонт. — 1.75)

Нижний слой грунта:

Песок сильно увлажненный (60)Песок умеренно увлажненный (130)Песок влажный (400)Песок слегка влажный (1500)Песок сухой (4200)Песчаник (1000)Супесок (300)Супесь влажная (150)Суглинок сильно увлажненный (60)Суглинок полутвердый, лессовидный (100)Суглинок промерзший слой (190)Глина (при t > 0°С) (60)Торф при t = 0°С (50)Торф при t > 0°С (40)Солончаковые почвы (при t > 0°С) (25)Щебень сухой (5000)Щебень мокрый (3000)Дресва (при t > 0°С) (5500)Садовая земля (40)Чернозем (50)Речная вода (1000)Гранитное основание (при t > 0°С) (22500)

Количество верт. заземлителей:

1 вертикальный заземлитель2 вертикальных заземлителя3 вертикальных заземлителя4 вертикальных заземлителя5 вертикальных заземлителей6 вертикальных заземлителей7 вертикальных заземлителей8 вертикальных заземлителей9 вертикальных заземлителей10 вертикальных заземлителей11 вертикальных заземлителей12 вертикальный заземлителей13 вертикальных заземлителей14 вертикальных заземлителей15 вертикальных заземлителей16 вертикальных заземлителей17 вертикальных заземлителей18 вертикальных заземлителей19 вертикальных заземлителей20 вертикальных заземлителей

Глубина верхнего слоя грунта, H (м):

Длина вертикального заземлителя, L1 (м):

Глубина горизонтального заземлителя, h3 (м):

Длина соединительной полосы, L3 (м):

Диаметр вертикального заземлителя, D (м):

Ширина полки горизонтального заземлителя, b (м):

 

Удельное электрическое сопротивление грунта (ом/м):

Сопротивление одиночного верт. заземлителя (ом):

Длина горизонтального заземлителя (м):

Сопротивление горизонтального заземлителя (ом):

Общее сопротивление растеканию электрического тока (ом):

 

Расчет заземляющих устройств

7.

Уточняется необходимое сопротивление вертикальных электродов с учетом проводимости горизонтальных соединительных электродов из выражений

или

где — сопротивление растеканию горизонтальных электродов, определенное в п. 6.
8. Уточняется число вертикальных электродов с учетом коэффициентов использования по табл. 12-4 или 12-5:

Окончательно принимается число вертикальных электродов из условий размещения.
9. Для установок выше 1000 В с большими токами замыкания на землю проверяется термическая стойкость соединительных проводников по формуле (12-5).

Пример 12-1. Требуется рассчитать заземление подстанции 110/10 кВ со следующими данными: наибольший ток через заземление при замыканиях на землю на стороне 100 кВ 3,2 кА; наибольший ток через заземление при замыканиях на землю на стороне 10 кВ 42 А; грунт в месте сооружения подстанции — суглинок; климатическая зона 2; дополнительно в качестве заземления используется система тросы — опоры с сопротивлением заземления 1,2 Ом.

Решение
1. Для стороны 110 кВ требуется сопротивление заземления 0,5 Ом. Для стороны 10 кВ по формуле (12-6)

где расчетное напряжение на заземляющем устройстве принято равным 125 В, так как заземляющее устройство используется также для установок подстанции до 1000 В. Таким образом, в качестве расчетного принимается сопротивление .
2. Сопротивление искусственного заземлителя рассчитывается с учетом использования системы тросы — опоры;

3. Рекомендуемое для предварительных расчетов удельное сопротивление грунта в месте сооружения заземлителя — суглинке по приведенным выше данным составляет 100 Ом⋅м. Повышающие коэффициенты для климатической зоны 2 по табл. 12 2 принимаются равными 4,5 для горизонтальных протяженных электродов при глубине заложения 0,8 м и 1,8 для вертикальных стержневых электродов длиной 2—3 м при глубине заложения их вершины 0,5—0,8 м.

Расчетные удельные сопротивления:
для горизонтальных электродов

для вертикальных электродов

4. Определяется сопротивление растеканию одного вертикального электрода — уголка № 50 длиной 2,5 м при погружении ниже уровня земли на 0,7 м по формуле из табл. 12-3:

где

5. Определяется примерное число вертикальных заземлителей при предварительно принятом коэффициенте использования :

6. Определяется сопротивление растеканию горизонтальных электродов — полос 40 X 4 мм2, приваренных к верхним концам уголков. Коэффициент использования соединительной полосы в контуре при числе уголков порядка 100 и отношении по табл. 12-7 равен: .

Сопротивление растеканию полосы по формуле из табл. 12-3

7. Уточненное сопротивление вертикальных электродов

8. Уточненное число вертикальных электродов определяется при коэффициенте использования , принятом из табл. 12-5 при n=100 и :

Окончательно принимается 117 уголков.
Дополнительно к контуру на территории подстанции устраивается сетка из продольных полос, расположенных на расстоянии 0,8—1 м от оборудования, с поперечными связями через каждые 6 м. Дополнительно для выравнивания потенциалов у входов и въездов, а также по краям контура прокладываются углубленные полосы. Эти неучтенные горизонтальные электроды уменьшают общее сопротивление заземления; проводимость их идет в запас.
9. Проверяется термическая стойкость полосы 40 X 4 мм2. Минимальное сечение полосы из условий термической стойкости при к. з. на землю по формуле (12-5) при приведенном времени прохождения тока к. з.

Таким образом, полоса 40 X 4 мм2 условию термической стойкости удовлетворяет.

По результатам примера 12-1 можно видеть, что при достаточно большом количестве вертикальных электродов горизонтальные электроды, соединяющие верхние концы вертикальных, весьма слабо влияют на результирующее расчетное сопротивление контура заземления. При этом также обнаруживается дефект существующей методики расчета для случаев, когда требуется достаточно малое сопротивление контура. В выполненном примерном расчете этот дефект выявился в том, что учет дополнительной проводимости контура от горизонтальной соединительной полосы привел не к уменьшению потребного количества вертикальных электродов, а наоборот, к его увеличению примерно на 5%. На основании этого можно рекомендовать в подобных случаях рассчитывать необходимое количество вертикальных электродов без учета дополнительной проводимости соединительных и других горизонтальных полос, полагая, что их проводимость будет идти в запас надежности.

Пример 12-2. Требуется рассчитать заземление подстанции с двумя трансформаторами 6/0,4 кВ мощностью 400 кВ⋅А со следующими данными: наибольший ток через заземление при замыкании на землю со стороны 6 кВ 18 А; грунт в месте сооружения — глина; климатическая зона 3; дополнительно в качестве заземления используется водопровод с сопротивлением растеканию 9 Ом.
Решение
Предполагается сооружение заземлителя с внешней стороны здания, к которому примыкает подстанция, с расположением вертикальных электродов в один ряд на длине 20 м; материал — круглая сталь диаметром 20 мм, метод погружения — ввертыванием; верхние концы вертикальных стержней, погруженные на глубину 0,7 м, приварены к горизонтальному электроду из той же стали.

1. Для стороны 6 кВ требуется сопротивление заземления, определяемое формулой (12-6):

где расчетное напряжение на заземляющем устройстве принято равным 125 В, так как заземляющее устройство выполняется общим для сторон 6 и 0,4 кВ. Далее согласно ПУЭ сопротивление заземлителя не должно превышать 4 Ом.
Расчетным, таким образом, является сопротивление заземления .
2. Сопротивление искусственного заземлителя рассчитывается с учетом использовании водопровода в качестве параллельной ветви заземления:

3. Рекомендуемое для расчетов сопротивление грунта в месте сооружения заземлителя — глины по табл. 12-1 составляет 70 ОмЧм. Повышающие коэффициенты для климатической зоны 3 но табл. 12-2 принимаются равными 2,2 для горизонтальных электродов при глубине заложения 0,8 м и 1,5 для вертикальных электродов длиной 2—-3 м при глубине заложения их вершины 0,5—0,8 м.
Расчетные удельные сопротивления грунта:
для горизонтальных электродов

для вертикальных электродов

4. Определяется сопротивление растеканию одного стержня диаметром 20 мм и длиной 2 м при погружении ниже уровня земли на 0,7 м по формуле из табл. 12-3:

5. Определяется примерное число вертикальных заземлителей при предварительно принятом коэффициенте использования :

6. Определяется сопротивление растеканию горизонтального электрода из круглой стали диаметром 20 мм, приваренного к верхним концам вертикальных стержней. Коэффициент использовании горизонтального электрода в ряду из стержней при числе их примерно равном 5 и отношении расстояния между стержнями к длине стержня в соответствии с табл. 12-6 принимается равным 0,86.
Сопротивление растеканию горизонтального электрода по формуле из табл. 12-3

7. Уточненное сопротивление растеканию вертикальных электродов

8. Уточненное число вертикальных электродов определяется при коэффициенте использования , принятом из табл. 12-4 при n=4 и :

Окончательно принимаются 4 вертикальных стержня; при этом сопротивление растеканию несколько меньше расчетного.

Расчет заземления — Электролитическое заземление ВОЛЬТ-СПБ

Усредненные значения удельных сопротивлений основных типов грунтов взяты из следующих источников:

  1. Таблица 3.7 (стр. 81): Карякин Р.Н. Заземляющие устройства электроустановок: справочник. 2-е изд. – М.: Энергосервис, 2006. 518 с.: ил.
  2. Таблица 7.5 (стр. 325): Маньков В. Д., Заграничный С. Ф.  Защитное заземление и защитное зануление электроустановок: Справочник. — СПб.: Политехника, 2005. — 400 с: ил.
  3. Таблица на стр. 62: Типовой проект № 3602тм (альбом 2) «Заземляющие устройства опор ВЛ 35-750 кВ». – М.: АО «Энергосетьпроект», 1975. – 72 с.

Обращаем внимание, что представленные в таблице данные являются справочными.

Для получения точных значений необходимо выполнить замеры удельного сопротивления грунта в ходе инженерно-геологических изысканий в месте планируемого монтажа электродов.

№ п/п Тип грунта Удельное сопротивление грунта, Ом·м*
1 Базальт 5 000
2 Валунно-галечные отложения влажные 1 000
3 Валунно-галечные отложения с песчаным заполнением 3 000
4 Выветренный песчаник, известняк 400
5 Галечник водоносный 1 000
6 Галечник, гравий сухой 5 000
7 Глина 50
8 Глина влажная 50
9 Глина с примесью щебня, известняка 150
10 Глина с примесью песка 150
11 Гранит 5 400
12 Гранитное основание 22 500
13 Доломит 500
14 Дресва 5 500
15 Известняк плотный 65
16 Мергель 50
17 Песок влажный 600
18 Песок водоносный 150
19 Песок с агрессивными водами 70
20 Песок сухой 1 000
21 Песок сухой сыпучий 15 000
22 Разрушенные скальные породы 1 000
23 Скальные породы (невыветренные) 5 000
24 Сланец глинистый 550
25 Суглинок 100
26 Супесь 300
27 Супесь влажная 150
28 Торф 20
29 Щебень мокрый 3 000
30 Щебень сухой 5 000

*Усредненное значение удельного сопротивления грунта, рекомендуемое при проектировании, Ом·м

Примеры расчёта заземляющего устройства

Необходимость заземления

Несмотря на всю важность, расчёт защитного заземления и его установка стали обязательными относительно недавно. Ещё несколько десятилетий назад при обеспечении электроэнергией деревянных жилых домов проводили только нулевой провод и фазу, в то время как на производствах с целью обеспечения безопасности уже использовали заземление и зануление оборудования

В основе этих процессов лежит понятие нейтрали.

Этим термином в электрике принято обозначать место схождения трёх фаз, соединённых звездой. Вместе с заземлением эта точка образует глухозаземлённую нейтраль трансформатора. Чтобы заземлить электроприборы, их нужно соединить с нейтралью посредством специально приваренной шины. Для зануления оборудования нейтраль требуется соединить с нулевой шиной.

Сегодня в жилых и общественных зданиях заземляют водопроводные, канализационные, газопроводные трубы, а также распределительные электрощитки. Защитное заземление создают путём соединения с землёй металлических, не проводящих ток конструкций, которые могут оказаться под напряжением. Оно является обязательным для сетей:

  • Переменного тока — при напряжении от 380 В.
  • Постоянного тока — при напряжении от 440 В.

Методика расчета

Расчет делается исходя от того, какое заземление используется. В формуле указывается количество используемых заземлителей, их длину и толщину. Также все зависит и от параметров грунта, который окружает частный дом.

Существует несколько вариантов установки заземлителей. Это такие методы, как:

  1. Вертикальный. Делиться на два подвида: тот, что устанавливают у поверхности и тот, что монтируют с заглублением (предпочтительно на 70 см).
  2. Горизонтальный. Делиться на два подвида: с установкой по поверхности грунта и в траншее (предпочтительно 50 – 70 см).

Заземление включает в себя горизонтальные и вертикальные стержни, расчет которых осуществляется отдельно. В зависимости от длинны стержня, берется дистанция между ними, т. е. размер а должен быть кратен размеру L. Пример: а = 1xL; а = 2xL.

Формула, по которой делается расчет одиночного вертикального стержня, который не закапывается в почву, выглядит следующим образом:

где:

  • p – удельное сопротивление почвы;
  • l – длина заземлителя;
  • D – диаметр электрода.

Примечание: если заземление имеет угловой профиль с шириной b, то d = 0.95b.

Расчет заземлителя, который монтируют с углублением на 70 см (h = 0,7 м) в землю, производится по следующей формуле:

Горизонтальное заземление у поверхности рассчитывается по формуле:

Примечание: формула предоставлена для прямоугольного и трубного профиля с шириной полки b, для полосы считать d нужно с учетом d= 0.5b.

Расчет электрода, который располагается в траншее 70 см (h = 0,7 м), производится по следующей формуле:

Для полосы шириной b необходимо считать d =0,5 b.

Расчет суммарного сопротивления заземлителя осуществляется следующим образом:

где:

  • n – численность вертикальных заземлителей;
  • Rв и Rг – сопротивления заземленных элементов;
  • nв – коэффициент употребления заземлителей.

Этот коэффициент берется из таблицы:

Методом коэффициента использования можно определить, какое воздействие проявляют друг на друга токи растекания с заземлителей при их разнообразном размещении. Например, если их объединить параллельно, то токи растекания электродов имеют взаимное действие на каждый элемент. Поэтому при минимальной дистанции между элементами, сопротивление заземленного контура будет значительно больше.

Заземление происходит по нескольким схемам расположения электродов. Самой распространенной считается схема в виде треугольника. Но это не обязательная конфигурация электродов. Также их можно разместить в одну линию или последовательно по контуру. Такой вариант удобен в том случае, когда для обустройства системы был выделен небольшой узкий участок на земле.

Дополнительно вы можете проверить результат, воспользовавшись онлайн-калькулятором для расчета заземления!

Заземляющий проводник соединяет с электрическим щитом сам контур конструкции. Ниже приведены схемы:

При проведении расчетов заземления важно обеспечить точность, чтобы не допустить ухудшения электробезопасности. Чтобы не допустить ошибки в расчетах, вы можете воспользоваться специальными программами для расчета заземления в интернете, с помощью которых можно точно и быстро рассчитать нужные значения!. На видео ниже наглядно демонстрируется пример расчетных работ в программе Электрик:

На видео ниже наглядно демонстрируется пример расчетных работ в программе Электрик:

Вот по такой методике производится расчет заземления для частного дома. Надеемся, предоставленные формулы, таблицы и схемы помогли вам самостоятельно справиться с работой!

Наверняка вам будет интересно:

  • Схема электрического отопления дома
  • Как сделать молниеотвод своими руками
  • Что такое система уравнивания потенциалов

Скачать

 Электрик — Бесплатная программа для электриков и проектировщиков предназначена в помощь электрификаторам всех уровней в быту

Программа позволяет:-рассчитать мощность по 1ф/3ф току.-рассчитать ток по 1ф/3ф мощности.-по заданому сечению и условиям прокладки оределить ток и мощность.-рассчитать потери напряжения-рассчитать токи короткого замыкания-определить диаметр провода,кабеля,шнура и спецкабеля.-определить сечение провода,кабеля,шнура и спецкабеля-проверить выбранное сечение на:-нагрев-экономическую плотность тока-потери напряжения-корону -выбрать сечение провода,кабеля,шнура и спецкабеля при определенной прокладке и потерю напряжения для проводников до 1000 В при определенной длине.-определить ток плавки материала проводника.-определить сопротивление.-определить нагрев.-определить энергию электрической цепи.-определить количество теплоты,выделяющейся в цепи(работа).-расчитать заземление,как одиночного так и контора.-расчитать промерзания грунта для работ по заземлению и прокладке кабелей-выбрать автоматы защиты-произвести расчет работ и выбор оборудования связанных с электрификацией.и многое другое.

Сайт программы: http://rzd2001.narod.ru/load.html

Программа Заземление — предназначена для расчета заземления

Программа Заземление сводится к определению длины горизонтального заземлителя (обвязка) и числа вертикальных заземлителей (стержней) при заданных условиях.

Тестировалась на Win 9x, Win XP, Win 7, Win 8, Win 10Инсталляции не требуетсяДля работы программы в Win 9x необходима библиотека для программ написанных на языке VB. Проверте, установлен ли у Вас файл C:\Windows\System\msvbvm60.dll Если у Вас его нет, то взять можно здесьУстанавливается файл msvbvm60.dll или в C:\Windows\System или в директорию программы.Подробная помощь и описание работы в программе zz.exe

Сайт программы: http://rzd2001.narod.ru/zz.html

Программа Расчет зон молниезащиты предназначена для расчета зон молниезащиты

Установите длину, ширину и высоту здания или сооружения,которое собираетесь защищать. Щелкните по последнему текстовому полю (желтое) и выберете n -среднегодовое число ударов молнии в 1 кв.км земной поверхностив месте расположения здания(сооружения) щелчком на соответствующемтекстовом поле в нижней правой части карты. Выберете из базы данных категорию защищаемого здания/сооружения. Выберете зону защиты: А или Б (щелкните на выбранное желтое поле)в соответствии с N (ожидаемое количество поражений молнией)Читайте примечание (кнопка «Примечание»). Выберете из 5-ти схем соответствующую вам и щелкните. Установите значения в левых текстовых полях и нажмите кнопку»Расчет»К каждому из пяти схем соответствует свое примечание(кнопка «Примечание»)Там же и формулы для расчета каждой схемы защиты.

Сайт программы: http://rzd2001.narod.ru/mz.html

Программа Короткое замыкание kz1000 v 1.1 предназначена для расчета токов короткого замыкания в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ kz1000

Программа позволяет:рассчитать ток 1-но(3-х) фазного короткого замыканияна кабельных и воздушных линиях.Расчет в программе ведется согласно указаниям ГОСТ 28249-93 «Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ».

Сайт программы: http://rzd2001.narod.ru/kz.html

«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.

Расчет заземляющего контура

Расчёт заземления выполняется для того чтобы выявить сопротивление контура заземления, который сооружается при эксплуатировании, его габариты и форму.

Конструкция контура включает в себя:

  • Вертикальный заземлитель;
  • Горизонтальный заземлитель;
  • Заземляющий проводник.

Вертикальные устройства углубляются в грунт на определенное расстояние. Горизонтальные устройства объединяет между собой вертикальные составляющие элементы. При помощи заземляющего проводника происходит соединение контура заземления прямо с электрическим щитком. Габариты и число этих заземлителей, интервал между ними, удельное сопротивление почвы – все эти параметры полностью зависят на сопротивление заземления. К чему сводится расчёт?

Из-за заземления опасный потенциал отправляется в грунт, поэтому создается защита людей от удара электротоком. Величина электротока стекания в грунт зависит от сопротивления контура заземления. Чем сопротивление ниже, тем величина опаснейшего потенциала на поверхности пораженной электрической установки будет минимальнее. Устройства заземления должны удовлетворять возложенным на них особым требованиям, а именно данных сопротивления и растеканию электротоков и распределения опасного для жизни потенциала.

Исходя из этого, главный расчёт заземления защиты ведется к определению сопротивления и растеканию электротока устройства. Это сопротивление в прямой зависимости от габаритов и числа электропроводников заземления, интервала между ними, глубины их монтирования и электропроводимости почвы.

Инструкция

Для выполнения расчетов в специальные поля необходимо внести исходные показатели:

  1. 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.
  2. Климатический коэффициент. Он зависит от климатической зоны. Его значение также выбирается из выпадающего меню. Свою климатическую зону можно определить, воспользовавшись таблицей.
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 самых

высоких температурных показателей за июль, °C

+16+18 +18+22 +22+24 +24+26
  1. Нижний слой грунта. Данный показатель выбирается аналогично п.1.
  2. Численный показатель вертикальных заземлителей.
  3. Углубленность поверхностной толщи грунта, м.
  4. Метраж вертикального заземлителя, м. Для защиты заземлителя от климатических воздействий, величина этого показателя должна составлять не менее 1,5 – 2 м.
  5. Глубина горизонтального заземления, м. По той же причине, это заземление располагают на глубине более 0,7 м.
  6. Длина соединительной полосы, м.
  7. 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.
  8. Ширина горизонтального заземлителя, м.

Пользователю достаточно выполнить ряд несложных действий, а программа сама рассчитает следующие показатели и приведет подробный отчет:

  • удельное электросопротивление земли;
  • сопротивление единичного вертикального заземлителя;
  • длина горизонтального заземлителя и его сопротивление;
  • общее сопротивление растеканию электрического тока.


355

«Электрик»

Первый программный продукт, который хотелось бы рассмотреть, называется «Электрик». Мы уже говорили о нем, когда рассматривали лучшие программы для расчета сечения кабеля. 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:

Важные моменты: расчет контура заземления

Надо принять во внимание на такой момент – получаемые на практике данные всегда отличны от расчётов, проводимых в теории. В случае глубинного или модульного монтирования – разница связывается с тем, что в формуле расчёта обычно применяется несменяемое оценочное удельное сопротивление почвы на всей глубине электродов

Хотя на практике, такого никогда не происходит.

Даже если характер земли не изменяется – его удельное сопротивление сокращается с глубиной: почва становится наиболее плотной, наиболее влажной; на глубине от 5-ти метров обычно присутствуют водоносные слои. По факту, полученное сопротивление будет ниже того что получено в расчетах значительно (в 90 % ситуаций выходит сопротивление заземления в три раза меньше). В случае электролитного заземления – различие связывается с тем, что в формуле расчёта применяется коэффициент «С», который берут в расчёт как среднюю величину поправки, которую нельзя представить в качестве формул и зависимостей.

Получают коэффициент из большого количества характеристик почвы:

  • Температурный режим;
  • Уровень влаги;
  • Рыхлость;
  • Диаметр частиц;
  • Гигроскопичность;
  • Концентрация солей.

Процесс формирования щелочи продолжительный и относительно постоянный. Со временем концентрация электролита в земле возрастает. Также возрастает объём почвы с присутствием электролита окружающего электрод. Через несколько лет после монтирования «полезный» объём, который получился можно описать 3-метровым радиусом вокруг электрода. Поэтому, сопротивление электролитного заземления ZANDZ с годами значительно сокращается.

Замеры показали солидное снижение:

  • 4 Ома непосредственно после монтирования;
  • 3 Ома спустя 12 месяцев;
  • 1,9 Ома через 4 года.

Пример расчета заземляющего устройства будет представлен ниже.

Расчёт сопротивления

Правильный расчёт защитного заземления заключается в точном определении сопротивления растекания тока (Rз), которое зависит от множества факторов (влажности и плотности грунта, количества солей, конструктивных особенностей заземлительного устройства, диаметра и глубины погружения подключённого провода и др.).

Их снижение достигается путём уменьшения сопротивления растекания тока. Результатом такого снижения является уменьшение тока, проходящего сквозь тело человека при аварии.

В процессе расчёта заземления необходимо учитывать такой важный показатель, как удельное сопротивление грунта. Таблица ПУЭ позволяет узнать его для разных видов почвы:

  1. Песка с разным уровнем залегания подземных вод.
  2. Водонасыщенной супеси (пластинчатой и текучей).
  3. Пластичной и полутвёрдой глины.
  4. Суглинка.
  5. Торфа.
  6. Садовой земли.
  7. Чернозёма.
  8. Кокса.
  9. Гранита.
  10. Каменного угля.
  11. Мела.
  12. Глинистого мергеля.
  13. Пористого известняка.

Все представленные в таблице разновидности грунта отличаются разным уровнем влажности, которая также сказывается на конечном значении сопротивления растекания тока. Для его точного определения удельное сопротивление умножают на коэффициент сезонности. Эта цифра зависит от низшей температуры и способа расположения электродов (вертикального или горизонтального).

Помимо удельного сопротивления почвы (ρ), для подсчёта сопротивления растекания (Rз) необходимо знать длину электрода (l), диаметр прута (d) и глубину расположения средней точки заземлителя (h). Взаимосвязь этих величин отражается в формуле Rз = ρ/2πl∙ (ln (2l/d)+0.5ln ((4h+l)/(4h-l)).

Если основой заземлительной установки являются сваренные сверху вертикальные электроды (n), целесообразнее будет использовать формулу Rn = Rз/(n∙ Kисп), в которой буквами Kисп обозначается коэффициент использования электрода (с учётов влияния соседних). Его также легко найти в специальной таблице.

Независимо от выбранной формулы, при подсчёте защитного заземления следует принимать во внимание нормированное сопротивление заземлителя (для частного дома, источника тока или подстанции), размеры основных деталей конструкции и соединительных элементов, а также количество и метод соединения электродов (в ряд или в форме замкнутого контура). Проводить расчёт заземлительного контура имеет смысл только в том случае, если в качестве заземлителей используются искусственные элементы

Формул для определения сопротивления естественных заземлителей не существует

Проводить расчёт заземлительного контура имеет смысл только в том случае, если в качестве заземлителей используются искусственные элементы. Формул для определения сопротивления естественных заземлителей не существует.

Что важно знать

Заземление дома необходимо для того чтобы снизить напряжение соприкосновения до неопасного показателя. Благодаря ему потенциал направляется в землю и защищает человека от поражения электрическим током. В ПУЭ (Глава 1.7, п. 1.7.62.) указывается, что частный дом должен иметь сопротивление растекания при трехфазном питании 4 и 8 Ом (первое значение при 380 В, второе – 220 В), а при однофазном – 2 и 4 Ом.

Количество заземлителей необходимо выбрать таким образом, чтобы обеспечить нормативное сопротивление растеканию электрического тока. Чем меньше сопротивление — тем лучше, таким образом обеспечивается эффективность действия заземляющего устройства при выполнении функций защиты от действия электрического тока.

Электроды изготавливаются из меди, оцинкованной и черной стали. Профили сечения указаны на рисунке ниже:

Онлайн калькулятор для расчета заземления

Основные условия, которых следует придерживаться при монтировании заземляющих устройств это габариты приспособлений.

В зависимости от применяемого материала минимум по габаритам устройств должен быть не менее:

  • Полоса 12 на 4 – 48 мм2.
  • Уголок 4 на 4.
  • Круглая сталь – 10 мм2.
  • Труба из стали (размер стенки) – 3,5 миллиметров.

Длина стержня устройства для заземления должна быть не меньше полутора-двух метров.

Интервал между стержнями заземлителями берётся из соотношения их длины, то есть а=:

В зависимости от площади, которая позволяет и комфорта монтирования, стержни заземления можно устраивать в рядок, либо в качестве фигуры, треугольной, квадратной формы. А какова цель расчёта устройства для защиты? Главная задача расчёта – выявить число стержней заземлителей и размер полоски, которая их объединяет в единую конструкцию. Если кроме устройства заземления следует монтировать систему внешней защиты от молнии, можно воспользоваться специальной программой расчёта вероятности поражения объекта, который под защитой спецприёмника. Сервис разработан профессионалами.

Онлайн калькулятор дает возможность:

  • Провести верные расчеты;
  • Провести проверку надёжности устройства защиты от молнии;
  • Сделать более рациональный и правильный проект молниезащиты.

Это обеспечивает наименьшую цену конструкции и монтажа, сокращая не требуемый запас и применяя наименее высокие, наименее дорогостоящие в монтировании приёмники молнии

Также это обеспечивает наименьшее количество поражений устройства, понижая вторичные отрицательные последствия, что очень важно на объектах с большим количеством электроприборов (количество ударов молнии сокращается с сокращением высоты стержневых приёмников молнии)

Функционал сервиса дает возможность высчитать результативность запланированной защиты в виде доступных параметров:

  1. Вероятность попадания молнии в объекты устройства (прочность защитной системы высчитывается как 1 минус число вероятности).
  2. Количество поражений молнией в устройство заземления за 12 месяцев.
  3. Количество прорывов молнии, минуя защитный барьер, за 12 месяцев.

Зная эти информационные данные, создатель проекта сможет сравнить требования и нормативы с полученной надёжностью и предпринять мероприятия по перестройке конструкции защиты.

Пример расчета контура заземления

Для изготовления заземлителя обычно используется металлический уголок длиной 2,5-3 метра и размером 50х50 мм. При установке расстояние между элементами должно соответствовать их длине, или 2,5-3 метра. Показатель сопротивления для глиняного грунта будет 60 Ом*м. Согласно таблице климатических зон, значение сезонности для средней полосы составит около 1,45. Сопротивление будет равно: 60*1,45=87 Ом*м.

Пошаговый алгоритм монтажа заземления:

  1. Выкопать возле дома траншею по контуру глубиной 0,5 м.
  2. Забить в ее дно металлический уголок. Габариты его полки подобрать с учетом условного диаметра электродного элемента, который вычисляется по формуле d=0.95*p=0.995*0.05=87 Ом*м.
  3. Определить глубину залегания средней точки уголка: h=0.5*l+t=0,5*2,5*0,5=1,75 м.
  4. Подставить данное значение в ранее описанную формулу для расчета величины сопротивления одного заземлителя. Полученный параметр в итоге составит 27,58 Ом.

Необходимое число электродов можно определить по формуле N=R1/(Kисп*Rнорм). В результате получится 7. Изначально в качестве Кисп применяется цифра 1. В соответствии с табличными данными, для семи заземлительных устройств значение составит 0,59. Подставив полученную величину в формулу расчета, получаем результат: для дачного участка необходимо использовать 12 электродных элементов.

Соответственно, производится новый перерасчет с учетом этого параметра. Кисп по таблице теперь составит 0,54. Если использовать это значение в формуле, то в результате получится 13 штук. Тогда величина сопротивления электродов будет равна 4 Ома.

Виды заземляющих конструкций

Расчёт заземления следует проводить с учётом того, где оно будет располагаться. По месту расположения заземляющая конструкция может быть:

  • Выносной. Заземлитель устанавливается за пределами площади, на которой находятся приборы, нуждающиеся в отведении электрического заряда.
  • Контурной. Электроды размещаются по контуру площади с оборудованием, а также внутри неё.

Заземление приборов, находящихся в закрытых помещениях, осуществляется путём прокладывания специальных магистралей для укладки проводов. Если электрооборудование располагается на открытой местности, необходимости в оборудовании магистралей нет, корпусы приборов могут соединяться с заземлительным контуром напрямую с помощью кабеля.

В качестве основных деталей в контурах могут использоваться естественные и искусственные заземлители. К первому типу относятся:

  • металлические корпуса зданий, соединённые с землёй;
  • свинцовые оболочки кабелей, колодцев, скважин;
  • подземные металлические коммуникации (кроме труб теплотрасс и магистралей для взрывчатых и горючих веществ).

Для отведения заряда от распределительных устройств и подстанций естественным путём обычно используются опоры отводящих воздушных линий электропередач. В качестве соединительных элементов в таких случаях выступают громозащитные тросы.

Когда возможность использования естественных элементов заземления отсутствует или они не дают нужного результата, их заменяют стержнями из угловой стали, стальными трубами или прутьями из стали.

Подключение дома к контуру заземления по системе TТ.

Для проведения такого подключения не требуется проводить разделений PEN проводника, фазный провод подключается к шине, изолированной от щита.

Подключается к шине, изолированной от щита совмещенный PEN проводник источника питания и дальше PEN считается просто нулевым проводом. Далее корпус щита подключается к контуру заземления дома.

На схеме видно, что контур заземления дома не имеет с PEN проводником электрической связи и если подключить заземление частного дома таким способом, то это имеет некоторые преимущества, по сравнению с подключением по системе TN-C-S.

К вашему заземлению будут подключены все потребители, в случае отгорания со стороны источника питания PEN проводника, что чревато негативными последствиями. А если ваше заземление связи с PEN проводником иметь не будет, то это гарантирует на корпусе электроприборов в доме — нулевой потенциал.

Бывает, что из-за неравномерной нагрузки по фазам (перекос фаз) появляется напряжение на нулевом проводнике, достигать которое может от 5 до 40 В. Когда существует связь между защитным проводником и нулем сети, то на корпусах быттехники в доме, тоже может возникать незначительный потенциал.

Должно сработать УЗО, если возникнет такая ситуация, но лучше на него не надеяться и до этой ситуации не доводить.

Можно сделать вывод из приведенных способов подключения контура заземления дома, что система заземления ТТ в частном доме более безопасна, но ее дороговизна является недостатком. Если применяется система ТТ, то должны обязательно устанавливаться защитные устройства, такие как УЗО и реле напряжения.

«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 онлайн калькулятором расчета заземления. Точность вычислений конечно же уступает предоставленным в статье программным продуктам, однако все же приблизительные значения вы получите, на которые и стоит ориентироваться.

Расчет заземляющего устройства контура заземления онлайн. Расчет контура заземления онлайн

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.


Для монтажа контура заземления понадобится уголок 55х55 миллиметров с толщиной металла более 6 миллиметров, его толщина очень важна, поэтому не стоит на этом экономить. В противном случае он прослужит вам считаные годы, поскольку ржавчина и блуждающий ток съедят его за пару лет. Этого уголка понадобится три куска по длине вашего треугольника это около трех метров. Затем их нужно забить в землю в каждой вершине треугольника. Забиваем до тех пор, пока на поверхности дна траншеи не останется 15 сантиметров уголка.

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

Верхний слой грунта

Песок сильно увлажненный (60) Песок умеренно увлажненный (130) Песок влажный (400) Песок слегка влажный (1500) Песок сухой (4200) Песчаник (1000) Супесок (300) Супесь влажная (150) Суглинок сильно увлажненный (60) Суглинок полутвердый, лессовидный (100) Суглинок промерзший слой (190) Глина (при t > 0°С) (60) Торф при t = 0°С (50) Торф при t > 0°С (40) Солончаковые почвы (при t > 0°С) (25) Щебень сухой (5000) Щебень мокрый (3000) Дресва (при t > 0°С) (5500) Садовая земля (40) Чернозем (50) Речная вода (1000) Гранитное основание (при t > 0°С) (22500)

Климатический коэффициент

Климатическая зона I (Верт. — 1.9; Горизонт. — 5.75) Климатическая зона II (Верт. — 1.7; Горизонт. — 4.0) Климатическая зона III (Верт. — 1.45; Горизонт. — 2.25) Климатическая зона IV (Верт. — 1.3; Горизонт. — 1.75)

Нижний слой грунта

Песок сильно увлажненный (60) Песок умеренно увлажненный (130) Песок влажный (400) Песок слегка влажный (1500) Песок сухой (4200) Песчаник (1000) Супесок (300) Супесь влажная (150) Суглинок сильно увлажненный (60) Суглинок полутвердый, лессовидный (100) Суглинок промерзший слой (190) Глина (при t > 0°С) (60) Торф при t = 0°С (50) Торф при t > 0°С (40) Солончаковые почвы (при t > 0°С) (25) Щебень сухой (5000) Щебень мокрый (3000) Дресва (при t > 0°С) (5500) Садовая земля (40) Чернозем (50) Речная вода (1000) Гранитное основание (при t > 0°С) (22500)

Количество верт. заземлителей

1 вертикальный заземлитель 2 вертикальных заземлителя 3 вертикальных заземлителя 4 вертикальных заземлителя 5 вертикальных заземлителей 6 вертикальных заземлителей 7 вертикальных заземлителей 8 вертикальных заземлителей 9 вертикальных заземлителей 10 вертикальных заземлителей 11 вертикальных заземлителей 12 вертикальный заземлителей 13 вертикальных заземлителей 14 вертикальных заземлителей 15 вертикальных заземлителей 16 вертикальных заземлителей 17 вертикальных заземлителей 18 вертикальных заземлителей 19 вертикальных заземлителей 20 вертикальных заземлителей

Глубина верхнего слоя грунта, H (м)

Длина вертикального заземлителя, L1 (м)

Глубина горизонтального заземлителя, h3 (м)

Длина соединительной полосы, L3 (м)

Диаметр вертикального заземлителя, D (м)

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):*

    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.

    Расчет элементов заземления для БИМ



    1. Протяженный контур заземления, состоящий только из горизонтального электрода


    Заполните все поля!

    2. Протяженный контур заземления, состоящий из горизонтального и вертикальных электродов

    Введите требуемое (заданное) нормированное значение сопротивления заземляющего устройства «R»

    [Ом]


    Замерьте и введите значение сопротивления существующего заземляющего устройства «Rс» . Если существующее заземляющее устройство отсутствует, нажмите на окошко.

    [Ом]


    Существующее заземляющее устройство отсутствует

    Введите значение удельного сопротивления верхнего слоя грунта «ρ1»

    на глубине 0,5-1,0 м, расположения горизонтального электрода заземления.


    Введите значение эквивалентного удельного сопротивления грунта «ρ2»

    измеренное (или определенное по таблицам) на глубине заложения вертикальных электродов «H»
    Примечание. С увеличением глубины удельное сопротивление грунта уменьшается. Значение «H» принимается от 1,5 до 30 м, кратное 1,5 м (длина стержня заземления «ИГУР»). Чем больше глубина заложения, тем эффективнее глубинный электрод заземления. Оптимальной глубиной принимается глубина заложения 20 м.


    Введите значение глубины заложения вертикальных электродов «H»

    [м], на которой измерено значение эквивалентного удельного сопротивления грунта.


    Введите предполагаемое расстояние между вертикальными электродами заземления «L1»

    [м]


    Примечание. При глубине заложения вертикальных электродов заземления «H» оптимальное расстояние между ними составляет L1≥5H. При этом коэффициент «К», корректирующий дальнейшие расчеты, связанные с негативным влиянием взаимного сближения отдельных вертикальных электродов, в этом случае принимается за «1». При сближении вертикальных электродов на расстояние 1Н≤L1≤5H, К=1,2. В случае сближения вертикальных электродов на расстояние, меньшее глубины их заложения (0,5Н<L1<H), К=1,4

    Выбрать соответствующий коэффициент влияния «К»:
    L1≥5H, К=1,01Н≤L1≤5H, К=1,20,5Н<L1<H, К=1,4

    Рассчитать необходимое количество вертикальных электродов заземления и общую длину (L0), м контура заземления.


    Заполните все поля!

    3. Протяженный контур заземления, состоящий из горизонтального и вертикальных глубинных электродов. Определение электрических характеристик глубинных слоев грунта посредством погружения пробного вертикального электрода заземления (прямое электродное зондирование).

    Введите требуемое (заданное) нормированное значение сопротивления заземляющего устройства «R»

    [Ом]


    Введите измеренное сопротивление существующего заземляющего устройства «Rс», включая все существующие естественные и искусственные заземлители, связанные между собой. Если существующее заземляющее устройство отсутствует, нажмите на окошко.

    Существующее заземляющее устройство отсутствует

    Введите предполагаемое значение глубины погружения пробного вертикального глубинного электрода «Н»

    [м]
    Примечание. С увеличением глубины удельное сопротивление грунта уменьшается. Значение «H» принимается от 1,5 до 30 м, кратное 1,5 м (длина стержня заземления «ИГУР»). Чем больше глубина заложения, тем эффективнее глубинный электрод заземления. Оптимальной глубиной принимается глубина заложения порядка 20 м.


    Введите предполагаемое расстояние между вертикальными электродами заземления «L1»

    [м]
    Примечание. При глубине заложения вертикальных электродов заземления «H» оптимальное расстояние между ними составляет L1≥5H. При этом коэффициент «К», корректирующий дальнейшие расчеты, связанные с негативным влиянием взаимного сближения отдельных вертикальных электродов, в этом случае принимается за «1». При сближении вертикальных электродов на расстояние 1Н≤L1≤5H, К=1,2. В случае сближения вертикальных электродов на расстояние, меньшее глубины их заложения (0,5Н<L1<H), К=1,4


    Введите значение измеренного сопротивления пробного вертикального электрода заземления «R1»

    [Ом] , на глубине погружения первого 1,5-метрового стержня.


    Введите значение измеренного сопротивления пробного вертикального электрода заземления «Rп»

    [Ом] , глубиной «H»


    Выбрать соответствующий коэффициент влияния «К»:
    L1≥5H, К=1,01Н≤L1≤5H, К=1,20,5Н<L1<H, К=1,4


    Заполните все поля!

    Онлайн-калькулятор для расчета параметров системы заземления

    Расчет параметров системы заземления


    Верхний слой почвы:

    Заболоченный песок (60) Песок умеренно влажный (130) Влажный песок (400) Песок слегка влажный (1500) Песок сухой (4200) Песчаник (1000) Супесчаный суглинок (300) Суглинок влажный (150) Заболоченный суглинок (60) Суглинок полутвердый , тип леса (100) Мерзлый слой суглинка (190) Глина (при t> 0 ° C) (60) Торф при t = 0 ° С (50) Торф при t> 0 ° C (40) Солоноватая почва (для t> 0 ° C) (25) Сухой дробленый (5000) Дробленный влажный (3000) Гравий (для t> 0 ° C) (5500) Садовый участок (40) Чернозем (50) Речная вода (1000) Гранитное основание (для t> 0 ° C) (22500)

    Климатический фактор:

    Климатическая зона I (по вертикали — 1.9; По горизонтали — 5,75) Климатическая зона II (по вертикали — 1,7; по горизонтали — 4,0) Климатическая зона III (по вертикали — 1,45; по горизонтали — 2,25) Климатическая зона IV (по вертикали — 1,3; по горизонтали — 1,75)

    Нижний слой почвы:

    Заболоченный песок (60) Песок умеренно влажный (130) Влажный песок (400) Песок слегка влажный (1500) Песок сухой (4200) Песчаник (1000) Супесчаный суглинок (300) Суглинок влажный (150) Суглинковый болот (60) Суглинок полутвердый , тип леса (100) Мерзлый слой суглинка (190) Глина (при t> 0 ° C) (60) Торф при t = 0 ° C (50) Торф при t> 0 ° C (40) Солоноватая почва (для t> 0 ° C) (25) Сухой дробленый (5000) Дробленный влажный (3000) Гравий (для t> 0 ° C) (5500) Садовый участок (40) Чернозем (50) Речная вода (1000) Гранитное основание (для t> 0 ° C) (22500)

    Количество вертикальных заземлений:

    1 вертикальное заземление2 вертикальное заземление3 вертикальное заземление4 вертикальное заземление5 вертикальное заземление6 вертикальное заземление7 вертикальное заземление8 вертикальное заземление9 вертикальное заземление10 вертикальное заземление 11 вертикальное заземление12 вертикальное заземление13 вертикальное заземление14 вертикальное заземление15 вертикальное заземление16 вертикальное заземление

    Глубина верхнего слоя почвы, H (м):

    Длина вертикального заземления, L1 (м):

    Глубина горизонтального заземления, h3 (м):

    Длина соединительной планки, L3 (м):

    Диаметр вертикального заземления, D (м):

    Ширина полки горизонтального заземления, b (м):


    Электрическое сопротивление почвы (Ом / м):

    Сопротивление одиночного вертикального заземления (Ом):

    Длина горизонтального заземления (м):

    Сопротивление горизонтальному заземлению (Ом):

    Общее сопротивление растекания электрического тока (Ом):


    Электротехника


    В статье « Введение в систему заземления » я объяснил следующие моменты:
    1. Введение
    2. Определение сопротивления заземления
    3. Удельное сопротивление почвы

    Сегодня я объясню, как рассчитать сопротивление заземления.

    2.2 Расчет сопротивления заземления




    Следующая формула (источник: IEEE Std.142: 1991) позволяет рассчитать сопротивление заземления.




    Где:

    R = сопротивление в Ом
    ρ = удельное сопротивление в Ом · см
    d = расстояние в см



    S = расстояние между заземляющими стержнями

    Коэффициент пространства для нескольких заземляющих стержней будет следующим:







    2.2.1 Расчет сопротивления заземления для подстанций

    В идеале система заземления должна быть как можно ближе к нулевому сопротивлению. Для большинства передающих и других более крупных подстанций сопротивление заземления должно составлять около 1 Ом или меньше. На небольших распределительных подстанциях обычно приемлемый диапазон от 1 до 5 Ом, в зависимости от местных условий. Оценка общего сопротивления удаленного заземления — один из первых шагов при определении размера и базовой компоновки системы заземления.

    Минимальное значение сопротивления заземления подстанции в однородном грунте можно оценить с помощью формулы круглой металлической пластины на нулевой глубине после определения удельного сопротивления грунта.

    Используйте следующую формулу для оценки минимального сопротивления, которое можно ожидать при проектировании системы заземления:


    Где:

    Rg = сопротивление заземления в Ом.



    ρ = среднее удельное сопротивление земли в Ом / м.

    A = площадь, занимаемая наземной сеткой в ​​квадратных метрах.

    Π = 3,14

    Пример № 1:



    Каково сопротивление сети системы, если ρ = 250 Ом / м и A = 3500 м2?

    Решение:

    Расчет по приведенной выше формуле дает следующие результаты:

    Итак, Rg = 1,87 Ом

    Затем можно получить верхний предел удельного сопротивления подстанции, добавив второй член к приведенной выше формуле. .Второй термин учитывает тот факт, что сопротивление любой реальной системы заземления, состоящей из ряда проводников, выше, чем у сплошной металлической пластины. Эта разница будет уменьшаться с увеличением длины скрытых проводников, приближаясь к 0 для бесконечного L, когда достигается состояние твердой пластины. (IEEE-80)

    Чтобы оценить верхний предел, используйте формулу:


    Где:

    Rg = сопротивление заземления в Ом.



    ρ = среднее удельное сопротивление земли в Ом / м.Это измерение должно быть нанесено на отпечатки или может использоваться 1000 Ом / м.

    A = площадь, занимаемая наземной сеткой в ​​квадратных метрах.

    L = общая скрытая длина проводников в метрах.

    Π = 3,14


    Используйте приведенную выше формулу, чтобы приблизительно сопротивление заземления системы, а не в качестве замены фактические наземные измерения.

    Общая длина заглубления — это комбинация горизонтальных и вертикальных проводников в сети, а также заземляющих стержней.L можно рассчитать как:


    Где:



    LC = общая длина сетевого проводника (м)

    LR = общая длина заземляющих стержней (м)

    Было определено лучшее приближение с учетом глубины сетки


    Где

    h : глубина сетки (м)

    Эти уравнения показывают, что чем больше площадь и чем больше общая длина используемого заземляющего проводника, тем ниже сопротивление сети заземления.

    3- Проверка установки заземляющего проводника сети

    Ваша проверка сетевой системы начинается с проверки плана расположения станции, на котором показано все основное оборудование и конструкции.

    Площадь системы заземления является самым важным геометрическим фактором при определении сопротивлений сети. Большие заземленные области приводят к более низкому сопротивлению сети и, следовательно, меньшему напряжению георадара и сети.

    Расчет наземной сети основан на трех основных параметрах:


    1. Максимальный предполагаемый ток замыкания на землю, проходящий между системой заземления и телом земли,
    2. Продолжительность протекания этого тока (исходя из продолжительности 1 секунда),
    3. Удельное сопротивление грунта и характер грунта на участке.

    Невозможно использовать номинальный кратковременный ток выключателей или три секунды для первых двух. из вышеперечисленных параметров. Даже в районах с низким удельным сопротивлением почвы это будет трудно, если не невозможно, разработать электрод, подходящий для такого долг. Поэтому необходимо определить максимальный ток и его продолжительность потока (1 секунда, заданная конструкцией), которую электрод должен безопасно передавать на Землю или от нее.

    3.1 Рекомендации и требования к проектированию


    • Сплошная петля из проводника по периметру, чтобы охватить как можно большую площадь. Эта практика помогает избежать высокой концентрации тока и, следовательно, высоких градиентов как в области сети, так и вблизи выступающих концов кабеля. Увеличение площади также снижает сопротивление заземляющей сети.
    • Внутри контура проводники проложены параллельными линиями и, где это возможно, вдоль конструкций или рядов оборудования, чтобы обеспечить короткие заземляющие соединения.
    • Типичная электросеть для подстанции может включать в себя неизолированные медные проводники сечением 70 или 120 квадратных миллиметров (мм2) № 4/0 или 2/0 AWG, проложенные на глубине 18 дюймов (0,5 м) ниже уровня земли, минимум, с интервалом от 10 до 20 на расстоянии 3–6 м друг от друга в виде сетки. При перекрестных соединениях надежно соедините проводники между собой термитной сваркой, пайкой или одобренными компрессионными соединителями. Стержни заземления должны быть размещены по углам сетки и не должны находиться на расстоянии менее 6 футов друг от друга по конструкции.
    • Энергосистема обычно простирается по всей подстанции подстанции и часто за линией ограждения.Некоторые нормы требуют, чтобы заземляющий провод был проложен на расстоянии около 3 футов (1 м) снаружи и параллельно забору. Используйте несколько заземляющих проводов или проводов большего размера, где могут возникать высокие концентрации тока, например, соединение нейтрали с землей генераторов, конденсаторных батарей или трансформаторов.
    • Соотношение сторон сетки обычно составляет от 1: 1 до 1: 3, если точный анализ не требует более экстремальных значений. Частые перекрестные соединения относительно мало влияют на снижение сопротивления сети, но полезны для защиты нескольких путей от токов короткого замыкания.
    • Провод сечением 35 мм2 (2 AWG) или больше должен быть многожильным.
    • Некоторые нормы требуют, чтобы луженые провода использовались там, где удельное сопротивление почвы менее 70 Ом / м.
    • Следует избегать резких изгибов всех заземляющих проводов. (Это относится к наземным соединениям.)

    В следующей статье я объясню Измерение сопротивления заземления . Пожалуйста, продолжайте следить.







    L O R E S C O

    Вертикальный Калькулятор сопротивления
    Этот калькулятор определит полное сопротивление земли для нескольких, равноотстоящих, вертикальные электроды.Сопротивление можно рассчитать как для мелкой, так и для глубокой электроды работают параллельно с поправкой на взаимное влияние между системы.

    По горизонтали Калькулятор сопротивления
    Этот калькулятор определит полное сопротивление земли. для одиночного, непрерывного, горизонтального цилиндрического или прямоугольного электрод.

    Лореско Калькулятор веса продукта
    Этот калькулятор определит вес засыпки, необходимый для заполнить определенный объем (цилиндрический или прямоугольный) для любого Loresco продукт.

    Лореско Калькулятор сопротивления сети
    Этот калькулятор определит сопротивление заземления для сетки-стержня. комбинации.

    Заявление об отказе от ответственности: Loresco International приложила все усилия, чтобы результаты генерируется различными калькуляторами, доступными на этом сайте верны и действительны в пределах ограничений, указанных для каждый калькулятор.Однако ни Loresco International, ни любой из его сотрудников гарантирует и не принимает на себя никакой ответственности за использование этих калькуляторов. Использование этих калькуляторов и выбор конкретных входных параметров часто требует инженерных решение в каждом конкретном случае. Пользователю рекомендуется обратиться за квалифицированной инженерной помощью по использованию калькуляторов и применение результатов, полученных с помощью калькуляторов.В пользователя также предупреждают, что полученные результаты основаны на при определенных упрощающих предположениях, которые могут или не могут быть действительным для конкретного случая.

    GSA — Программное обеспечение заземления XGSLab

    GSA — это инженерное программное обеспечение для расчета и проектирования сетей заземления, включая анализ удельного сопротивления почвы.
    GSA высоко ценится за простоту использования, пользовательский интерфейс и качество вывода графики.

    ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ

    GSA основан на статической численной модели PEEC и эквипотенциальном состоянии электродов и может анализировать низкочастотные характеристики систем заземления, состоящих из множества отдельных электродов любой формы, но с ограниченным размером, в однородную или многослойную модель почвы.

    GSA может принимать входные данные в форме графических (из файлов «dxf» или из интегрированного САПР) или числовых и отображать мощные графические средства с помощью оптимизированных и проверенных алгоритмов вычислений, что делает его незаменимым инструментом для проектирования систем заземления и проверка.

    GSA включает модуль SRA для расчета параметров однородной или многослойной модели грунта, исходя из измеренных данных удельного сопротивления грунта.

    GSA — это, по сути, низкочастотный инструмент, но в некоторых практических случаях (с небольшими электродами) он также может быть полезен для расчета импульсного импеданса электродов при токах освещения с уровнем точности, достаточным для многих инженерных приложений.

    ВХОДНЫЕ ДАННЫЕ

    • Электрические характеристики (e.грамм. ток однофазного замыкания на землю, данные для расчета тока заземления, эталон, время срабатывания защиты, возможное дополнительное сопротивление между ножками и поверхностью земли и т. д.)
    • Геометрические данные (например, схема системы заземления всех электродов (до 999), сечение проводов, толщина покрытия, свойства материала и т. Д.). Каждый электрод состоит из сети произвольно соединенных (или разделенных) проводников
    • Физические данные (e.грамм. измеренные значения удельного или кажущегося сопротивления грунта, характеристики поверхностного тонкого слоя и т. д.)

    ВЫХОДНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

    • Коэффициент уменьшения (Df) согласно стандарту IEEE
    • Коэффициент разделения (r) согласно стандарту EN или (Sf) согласно стандарту IEEE
    • Ток заземления
    • Минимальное поперечное сечение проводов системы заземления согласно термической спецификации
    • Параметры модели однородного или многослойного грунта на основе измерений кажущегося сопротивления на месте с использованием методов Веннера или Шлюмберже
    • Коэффициент снижения напряжения прикосновения и ступенчатого напряжения за счет тонкого поверхностного слоя (Cs) в соответствии со стандартом IEEE
    • Максимально допустимое напряжение прикосновения и ступенчатое напряжение согласно стандартам EN и IEEE.С помощью европейского стандарта также можно рассчитать допустимое напряжение прикосновения без присутствия человека с учетом сопротивления тела (Rb 50%) и, возможно, дополнительного сопротивления между ногами и поверхностью земли
    • Значения сопротивления заземления и повышения потенциала заземления всех электродов
    • Распределение тока утечки от электродов в одномерном, двухмерном и трехмерном графическом представлении для проверки вклада и эффективности частей системы заземления
    • Максимальное значение электрического поля вблизи электродов (полезно для быстрой проверки, возможно ли явление ионизации почвы)
    • Поверхностные потенциалы почвы, а также распределение напряжения прикосновения и ступенчатого напряжения на поверхностной прямой или прямоугольной области с помощью цветных 2D- и 3D-изображений для выделения безопасных и опасных зон
    • Перечень материалов, используемых для системы заземления (провода и стержни)
    • Ортографические проекции или изометрические изображения системы заземления

    ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

    • Расчетная модель на основе метода PEEC в статических условиях
    • Возможность учитывать международные (IEC / TS 60479-1: 2005), европейские (EN 50522: 2010) и американские (IEEE Std 80-2000 и IEEE Std 80-2013) стандарты
    • Возможность импорта макета сетки из файлов «dxf»
    • Автоматическая отладка данных перед расчетом
    • Анализ систем заземления любой формы с выбором общего количества элементарных источников
    • Возможность анализа до 999 отдельных электродов в одном и том же вычислении, включая, например, обратные электроды, системы заземления линий электропередачи или подземные электроды с плавающим потенциалом
    • Характеристика грунта однородной или многослойной моделью.Помимо этого можно нанести тонкий поверхностный слой
    • Возможность анализа электродов, частично изолированных или заключенных в бетон или закопанных в обработанный грунт для снижения удельного сопротивления
    • Библиотеки с типичными свойствами грунта, грунтового покрытия, бетона и засыпных материалов
    • Возможность экспорта данных макета и результатов в файл .dxf
    • Возможность экспорта графических выводов в другие приложения WINDOWS®
    • Возможность выбора языка (английский, немецкий.Французский, итальянский, испанский, португальский)

    Галерея

    gs: Заземление и анализ заземления , Системы заземления , сопротивление заземления, напряжение прикосновения и ступенчатое напряжение, моделирование почвы, молниезащита, ионизация почвы, импульсное сопротивление

    Теги: ieee 80, en 50522, проектирование системы заземления, программное обеспечение заземления, программное обеспечение заземления, проектирование системы заземления

    Проектирование системы измерения удельного сопротивления почвы и заземления: Часть I II — Предотвращение инцидентов

    Для коммунальных предприятий, проектирующих системы заземления для конкретных участков, проверка удельного сопротивления почвы является абсолютно необходимым шагом.Данные об удельном сопротивлении грунта необходимы для того, чтобы система заземления соответствовала определенным требованиям к рабочим характеристикам. Благодаря данным удельного сопротивления конструкция становится предсказуемой, так что вы знаете окончательное сопротивление заземления, ожидаемое после установки.

    При тестировании удельного сопротивления почвы собираются буквально данные о том, насколько хорошо (или плохо) местная земля проводит электрический ток. Поскольку мы ожидаем, что система заземления будет рассеивать электрический ток на землю, имеет смысл использовать данные удельного сопротивления местного грунта для проектирования системы заземления, которая служит связующим звеном между системой распределения электроэнергии и оборудованием с землей.

    Конструкция системы заземления имеет несколько преимуществ. Все они возникают из-за того, что процесс инженерного проектирования приводит к предсказуемой работе системы заземления. Основным преимуществом является то, что такая предсказуемость устраняет предположения о характеристиках наземной системы. Перед установкой наземной системы вы будете знать, какая производительность будет достигнута. В конструкции указано, сколько электродов следует использовать, где они должны быть установлены, какой глубины они должны быть и насколько большим должно быть заземляющее кольцо (при необходимости), чтобы соответствовать требуемым характеристикам.

    Эффективная конструкция системы заземления также позволяет избежать ненужных затрат на перебор или необходимость исправления / улучшения системы заземления, когда целевые характеристики не достигаются. По нашему опыту мы видели крайности обоих. Несколько лет назад подрядчик по электротехнике в Индиане (с отличной почвой) установил огромное заглубленное кольцо / решетку из ведомых стержней, чтобы гарантировать, что его телекоммуникационный клиент не нуждается в системах XIT. Одна система 10 XIT удовлетворяла бы их требованиям 5 Ом. Стоимость для этого клиента была примерно в 25 раз выше необходимой.

    Обратной ситуацией является установка системы заземления и несоответствие требованиям к рабочим характеристикам. Исправить то, что было сделано неправильно с первого раза, всегда обходится дороже. Никто не обрадуется, если обнаружит, что только что построенное кольцо заглубленного грунта 50 х 50 футов не отвечает требованиям к рабочим характеристикам, и, если бы оно было 60 х 60 футов, цель была бы достигнута.

    Сопротивление системы заземления определяется удельным сопротивлением почвы и размером системы заземления.Научная, но простая формула: R = ρ (L / A), где R представляет сопротивление системы заземления, ρ — удельное сопротивление почвы, L — проводящую длину пути, а A — площадь поверхности системы заземления. Формулу можно упростить, отбросив L (важно при рассмотрении проводников, а не систем заземления), сделав формулу R = ρ / A.

    В некоторых ситуациях удельное сопротивление почвы настолько велико, что сопротивление заземления 5 Ом невозможно или, конечно, экономически нецелесообразно.Когда это происходит, это означает, что ρ настолько велико, что A нельзя сделать достаточно большим, чтобы преодолеть высокое удельное сопротивление, и цель R сопротивления заземления не может быть достигнута. Даже в этом случае использование правильного подхода к проектированию системы заземления демонстрирует заинтересованным сторонам, что были приложены все усилия.

    Удельное сопротивление почвы — это сопротивление электрическому току, протекающему через кубический метр земли. Источник тока прикреплен к пластинам размером 1 квадратный метр с каждой стороны. Это гарантирует, что весь объем земли доступен для протекания тока.Единицей измерения обычно является ом-метр, а иногда и ом-сантиметр (ом-метр X 100).

    Удельное сопротивление — это характеристика материала. Измеряется в ом-метрах. Он отличается от сопротивления тем, что является мерой сопротивления в расчете на определенный объем материала. Как правило, удельное сопротивление материалов не меняется.

    Сопротивление — это двухточечное измерение. Например, удельное сопротивление медного материала, из которого состоит проводник 4/0 AWG, останется неизменным на участке длиной 100 футов.Однако сопротивление проводника 4/0 AWG при измерении от одного конца до 50-футовой точки будет составлять половину значения при измерении на всем 100-футовом участке.

    Первым фактором, определяющим удельное сопротивление грунта, является тип грунта. Вообще говоря, песок и гравий плохо проводят, а глины — хорошо. Документы IEEE показывают очень широкий диапазон удельного сопротивления для определенного типа почвы. Например, глины варьируются от 200 до 10 000 Ом-сантиметр, или в 50 раз. Известняк может варьироваться от 500 до 400 000 Ом-сантиметр или в 800 раз.

    С такими диапазонами простого знания типа почвы недостаточно для проектирования системы заземления. Сама почва служит отправной точкой для определения удельного сопротивления. С этого момента удельное сопротивление изменяется в зависимости от влажности, содержания электролита и температуры. В общем, чем больше каждого из них, тем ниже будет удельное сопротивление. Каждый из них быстро достигает точки убывающей отдачи, и в этот момент большее количество дает небольшую дополнительную выгоду или не дает вообще никакой.Когда почва замерзает, удельное сопротивление становится экспоненциально выше.

    По сути, ни один из этих факторов не может быть изменен в полевых условиях, поэтому испытание на удельное сопротивление почвы подскажет вам то, что вам нужно знать. Не имеет значения, почему сопротивление такое, какое оно есть; важно только то, чтобы мы определили число как можно точнее.

    Достижение уровня грунтовых вод
    Часто делается много, чтобы «достичь уровня грунтовых вод» с помощью системы заземления. Иногда это может улучшить сопротивление заземления, а иногда нет.Одно всегда верно; вы можете полагаться только на реальные данные, полученные в результате реальных испытаний, и проект, основанный на реальных данных. Можно потратить целое состояние на достижение уровня грунтовых вод и не получить никакой выгоды.

    Несколько лет назад один из наших клиентов приобрел 400-футовую систему XIT для достижения уровня грунтовых вод. Это был засекреченный государственный проект, и его стоимость была значительной. Хотя мы не участвовали в проектировании, я подозреваю, что мы бы предложили что-то еще с инженерной конструкцией, основанной на данных удельного сопротивления почвы.

    В другой раз нас попросили проанализировать / протестировать заземление в телеотеле на побережье Флориды. Местный консультант спроектировал заземляющее кольцо длиной около 70 футов с несколькими приводными стержнями. Он был убежден, что это сопротивление меньше 1 Ом из-за «солоноватого» уровня грунтовых вод на высоте пяти футов. Мы обнаружили, что сопротивление системы заземления находится в диапазоне 45-50 Ом. Испытания на удельное сопротивление почвы показали, что почва с высоким удельным сопротивлением не является хорошей, как считал консультант.

    Мы сталкивались с этой ситуацией несколько раз и полагаем, что солоноватая вода часто лишается электролитов при фильтрации через землю.Помните, что дистиллированная вода не имеет электролитов и поэтому очень резистентна. Опять же, это причина, по которой мы верим в испытание для определения фактического удельного сопротивления.

    Простая концепция
    Тестирование для определения удельного сопротивления почвы — это простая концепция. Требуется специальный счетчик, щупы, молоток, катушки проводов, рулетка, бумага и карандаши.

    Измеритель удельного сопротивления почвы известен как «4-полюсный измеритель» и работает как источник тока. Он генерирует достаточное напряжение (максимум до 48), чтобы генерировать ток, который выбирает измеритель или оператор.Сопротивление, которое видит измеритель, присутствует в проводниках (минимальное) и в интерфейсе между датчиком и землей (партии).

    Обычно датчики имеют длину 18 дюймов и изготовлены из нержавеющей стали. Их цель — установить электрический контакт между счетчиком и землей. Они позволяют измерителю подавать ток и измерять результирующие напряжения. Зонды вбиваются в землю по прямой линии с равным интервалом. Обычно мы начинаем с расстояния в пять футов, поэтому датчики устанавливаются на расстоянии 0, 5, 10 и 15 футов.

    Измеритель пропускает ток через первый зонд, землю, последний зонд и обратно к измерителю. Поскольку земля является полупроводящей, возникает падение напряжения. Измеритель также измеряет это напряжение на втором и третьем датчике. Затем измеритель показывает количество протекающего тока и напряжение, которое он развивает (два из трех неизвестных в законе Ома), и просто считывает сопротивление в омах.

    Поскольку результат выражается в омах (сопротивление), и мы ищем ом-метр (удельное сопротивление), характеристику почвы, необходимо выполнить преобразование.Следующая формула преобразует показание сопротивления в ом-метр: ρ = расстояние между зондами (футы) * показание измерителя * 1,915.

    Например, если бы наше показание составляло 9,80 Ом на расстоянии пяти футов между датчиками, то наше удельное сопротивление было бы 93,835 Ом-метр. Важно помнить, что 93,835 Ом-метр — это среднее удельное сопротивление между поверхностью и глубиной в пять футов (эквивалентно расстоянию между зондами).

    Следует также отметить, что испытательный ток во всех счетчиках — это реверсивный постоянный ток.Истинный постоянный ток поляризует заземление и дает неточные показания. Частота большинства измерителей — 128 герц. Эта частота была выбрана потому, что она не является гармоникой частот мощности. Лучшие измерители имеют изменяемую тестовую частоту, чтобы можно было произвести настройку при обнаружении помех.

    Подробности тестирования
    Когда ток покидает датчик номер один, он образует обратную воронку. Весь ток покидает небольшую площадь зонда и немедленно начинает расширяться, протекая через самую широкую доступную площадь поперечного сечения (больше параллельных путей), прежде чем он начнет «вливаться», собираясь на четвертом зонде на обратном пути к измерителю.Область с самым широким поперечным сечением — это место, где мы хотим измерить падение напряжения, потому что ток течет не только через неглубокую землю, но и через самую большую глубину, которую он может достичь при используемом расстоянии между зондами.

    Теперь мы знаем среднее удельное сопротивление до пяти футов, но нам все еще нужно намного больше информации о других глубинах. Поскольку большая система заземления будет использовать почву на глубине, намного большей, чем типичная глубина электрода, необходимо знать информацию, которая намного превышает глубину пяти футов.

    После выполнения пятифутового теста мы повторяем тест с шагом зонда 10, 15, 20, 30, 40, 60, 80 и минимум до 100 футов. На каждом расстоянии между датчиками мы определяем среднее удельное сопротивление грунта между поверхностью и глубиной, эквивалентной расстоянию между датчиками.

    Одной строки (расстояние между датчиками 5, 10, 15, 20 и т. Д. Футов) тестирования недостаточно. Мы предпочитаем минимум три строки на типичном сайте. Начиная с одного угла, мы тестировали сначала одну сторону, затем под углом 45 градусов, затем под углом 90 градусов.

    Одной из причин использования этой процедуры тестирования является наличие достаточного количества данных для прогнозирования характеристик заземления. Во-вторых, если бы металлическая труба была закопана с одной стороны площадки, результаты на этой линии испытаний будут серьезно подорваны. Помните, что ток будет проходить по пути, обратно пропорциональному видимому импедансу. Если имеется металлическая труба, через землю, которую мы тестируем, не будет протекать большой ток.

    Важной причиной, еще не упомянутой для проведения испытаний на удельное сопротивление почвы, является то, что удельное сопротивление почвы никогда не остается согласованным с глубиной.По нашему опыту, удельное сопротивление почвы всегда будет улучшаться или ухудшаться с увеличением глубины. Если удельное сопротивление почвы лучше с увеличением глубины, сопротивление системы заземления можно улучшить, установив более глубокие электроды. Если удельное сопротивление почвы ухудшается с увеличением глубины, более глубокие электроды вряд ли снизят сопротивление.

    При проектировании систем заземления необходимо проводить испытания на удельное сопротивление грунта. Любая конструкция без специального испытания на удельное сопротивление грунта — не более чем предположение.

    Об авторе: Джон Ховард, вице-президент по развитию бизнеса Lyncole XIT Grounding, работает в Lyncole с 1991 года. Используя свое обучение в области электричества и электроники, он работал с национальными и международными операторами связи и муниципалитетами, разрабатывая и уточнение их процедур заземления, методов испытаний и конструкций электрозащиты. Ховард также часто выступает на конференциях и в компаниях по вопросам проектирования систем заземления и надлежащего тестирования.

    Примечание редактора: Это первая статья в серии из двух частей, посвященных предотвращению инцидентов. Во второй части основное внимание будет уделено доступным вариантам процесса проектирования наземной системы и результату проектирования.

    видео

    Электрическое испытательное оборудование | Электростанция для подключения к розетке

    Д-р Ахмед Эль-Рашид — Управление продуктами

    Эффективное заземление необходимо для безопасной работы любой электрической системы, и единственный способ гарантировать, что заземляющие устройства работают и остаются таковыми, — это тщательно и регулярно проверять их.

    Подавляющее большинство систем распределения электроэнергии спроектировано так, что в случае нарушения изоляции или аналогичного повреждения возникающий ток повреждения отводится на землю. Это предотвращает рост открытых проводящих частей до опасного потенциала, позволяя току короткого замыкания течь достаточно долго и на достаточно высоком уровне, чтобы защитные устройства сработали и изолировали замыкание. Из этого описания ясно, что надежное и эффективное заземление необходимо для безопасной работы систем, и что если система заземления выйдет из строя или станет неэффективной, в лучшем случае безопасность будет поставлена ​​под угрозу, а в худшем — может возникнуть значительный риск. жизнь и собственность.

    Существенной функцией каждой системы заземления является обеспечение надежного соединения с низким сопротивлением с основной частью земли с использованием одного или нескольких заземляющих электродов, которые обычно имеют форму стержней или матов. Все системы заземления предназначены для достижения этой цели с учетом требований приложения, таких как уровень предполагаемого тока замыкания на землю, с которым они могут работать. Тем не менее, эффективность земных систем зависит от множества трудноуправляемых переменных, таких как тип почвы и содержание влаги, что всегда важно проверять характеристики новых систем путем тщательных испытаний во время ввода в эксплуатацию.

    И требования к испытаниям не заканчиваются испытаниями при вводе в эксплуатацию, так как многие факторы могут со временем ухудшить характеристики систем заземления. Например, может измениться влажность почвы. В хорошем проекте должны быть учтены сезонные колебания, но другие изменения, такие как изменение уровня местного грунтовых вод, сделать сложнее. Электроды и соединения с ними также могут быть затронуты коррозией, и ни в коем случае не известно, что системы заземления получают физическое повреждение либо случайно, как это могло произойти во время работ в соседнем здании, либо преднамеренно в виде кражи и вандализма.

    Все это указывает на то, что нельзя быть уверенным в том, что система заземления, даже если ее первоначальные характеристики были полностью удовлетворительными, со временем сохранит удовлетворительные характеристики. Опять же, единственный способ быть уверенным — это проверить его, и, учитывая жизненно важную роль безопасности систем заземления, регулярные рутинные испытания следует рассматривать как существенные, а не как необязательные.

    Настоятельно рекомендуется проводить испытания в форме комплексного структурированного обследования заземления, состоящего из семи основных этапов.Первый из них — это тщательный визуальный осмотр заземляющей установки. При этом следует искать любые признаки повреждения, сломанные, порезанные или отсоединившиеся иным образом заземляющие проводники, а также признаки коррозии не только самих электродов, но и соединений между электродами и заземляющими проводниками. Перед тем, как приступить к последующим этапам тестирования, необходимо устранить все неисправности, но всегда следует помнить, что отсоединившийся заземляющий провод может быть под напряжением, и важно проверить это, прежде чем прикасаться к нему или обращаться с ним.

    Второй этап — измерение токов утечки в заземляющих проводах. В идеале, в этих проводниках не должно быть тока, но фильтры и аналогичные устройства, используемые в современном электронном оборудовании, часто создают небольшой ток утечки даже при правильной работе. Однако большее беспокойство вызывает электрическое оборудование, в котором возникает неисправность, которая позволяет ему продолжать работать без проблем, но, тем не менее, приводит к протеканию тока на землю. Такое оборудование может продолжать использоваться в течение длительного времени, при этом оператор не знает о проблеме, но совершенно очевидно, что необходимо обнаружить такой ток утечки перед проведением дальнейших испытаний системы заземления, и наиболее удобный способ сделать это обычно — использовать токоизмерительные клещи, способные измерять токи в миллиамперном диапазоне.Если в заземляющем проводе обнаруживается значительный ток, необходимо отследить источник и устранить проблему, прежде чем продолжить тестирование.

    Заключительное подготовительное испытание — электрическая проверка целостности заземляющих проводов для подтверждения оценки целостности, выполненной во время визуального осмотра системы. Целью этого испытания является обнаружение и обнаружение соединений с высоким сопротивлением, которые являются типичным результатом коррозии в системах открытых проводников. Важно иметь в виду, что в этом контексте «высокое сопротивление» означает что-нибудь от сотни микроом или около того и выше.Значения сопротивления этого порядка нельзя измерить с помощью обычного мультиметра, поэтому для этого теста необходимо использовать омметр с низким сопротивлением (также известный как микроомметр).

    После завершения визуального осмотра системы заземления, подтверждения отсутствия утечки и проверки целостности проводов, необходимо — для полного освидетельствования заземления — отсоединить заземляющие электроды. Ни при каких обстоятельствах нельзя нарушать заземляющие соединения до тех пор, пока последствия для безопасности не будут полностью оценены и не будут предприняты соответствующие шаги для минимизации рисков.Обычно это включает обесточивание и блокировку оборудования, которое должно быть отключено от земли, но также важно учитывать потенциальные опасности наведенных напряжений, которые могут присутствовать в незаземленном оборудовании, даже когда оно не находится под напряжением.

    Кроме того, стоит отметить, что существуют методы измерения сопротивления заземления без отключения заземляющих электродов. К ним относятся, например, ART (метод прикрепленного стержня) и бесстоечное тестирование с помощью зажимных тестеров.Эти методы полезны, но все они имеют ограничения и повсеместно признано, что тестирование методом падения потенциала, которое обязательно включает отключение проверяемого электрода или электродов, дает наиболее точные и надежные результаты. Поэтому для окончательных исследований сопротивления заземления следует использовать метод проверки падения потенциала.

    Рисунок 1

    Это испытание выполняется с помощью набора для проверки сопротивления заземления, который состоит из двух цепей, как показано на Рисунке 1 выше.Первая цепь включает в себя источник напряжения и амперметр и выводится на токовые клеммы прибора. Вторая цепь включает только вольтметр и выведена на клеммы напряжения прибора. Один из токовых зажимов и один из зажимов напряжения подключены к тестируемому электроду. Другой токовый вывод подключается к временному заземлению, который вставляется в землю на значительном расстоянии от электрода (всплеск тока), в то время как другой терминал напряжения подключается к другому временному всплеску заземления (всплеск напряжения).

    Скачок напряжения вставляется в почву на различных расстояниях по прямой линии между испытуемым электродом и всплеском тока, и на каждом расстоянии регистрируется показание напряжения. Поскольку ток также известен, можно использовать закон Ома для вычисления значения сопротивления для каждого места скачка напряжения. Если сопротивления нанесены в зависимости от расстояния, кривая должна показать почти ровную область (см. Рисунок 2 ниже). Значение сопротивления в этой области — это сопротивление заземляющего электрода.

    Рисунок 2

    Процедура обязательно более сложная для систем с несколькими электродами или с сетками заземления, но полезную информацию, охватывающую эти ситуации, и более подробное объяснение испытаний заземления можно найти в публикации «Getting Down to Earth», которая доступна в качестве бесплатного скачать с сайта Megger.

    В рамках комплексного обследования заземления также важно провести испытания для определения потенциалов прикосновения и ступенчатого потенциала, потенциал прикосновения — это разность потенциалов, которую может испытать человек, стоя на поверхности земли и коснувшись заземленного проводящего объекта во время неисправность производила электрический ток на землю.Шаговый потенциал — это разность потенциалов, которую может испытать человек между ногами относительно земли, в которой существует ток короткого замыкания.

    Потенциал прикосновения определяется путем первого измерения сопротивления заземления рассматриваемого объекта с использованием методов, аналогичных тем, которые используются для измерения сопротивления заземляющего электрода. Когда это сопротивление известно, наряду с максимальным ожидаемым током короткого замыкания, можно использовать закон Ома для расчета наихудшего потенциала прикосновения с разумным запасом точности.Потенциал шага оценивается аналогичным образом, но при измерении сопротивления заземления скачки напряжения врезаются в землю на расстоянии около 1 метра друг от друга, так как это приблизительная длина шага среднего человека.

    Изложенные до сих пор процедуры предоставляют бесценные данные о состоянии и характеристиках системы заземления, но часто также полезно знать о свойствах почвы, в которой расположена система заземления. Часть этой информации получается путем осмотра и исследования почвы для определения ее типа, но также важно проводить измерения удельного сопротивления земли.Обратите внимание, что эти измерения относятся только к собственному удельному сопротивлению почвы, тогда как измерения сопротивления заземления, обсуждавшиеся ранее, относятся к сопротивлению конкретного заземляющего электрода (или электродов).

    Проверка удельного сопротивления заземления обычно может выполняться с использованием того же прибора, что и для проверки сопротивления заземления, с одной оговоркой: прибор должен быть четырехконтактным, с подключениями по напряжению и току, выведенными на отдельные клеммы. Три клеммных прибора не подходят для измерения удельного сопротивления земли.

    Удельное сопротивление Земли обычно измеряется методом Веннера, который включает использование четырех временных стержней земли. Однако не требуется перемещать штыри в рамках процедуры испытания — их расположение и расстояние определяются глубиной, на которой требуется определить удельное сопротивление земли.

    Заземление является фундаментальным требованием для безопасности электроустановок, но слишком часто эффективности систем заземления уделяется мало внимания, особенно после проверки первоначальных характеристик.Это опасно и ненужно. Как мы видели, характеристики земных систем можно надежно оценить с помощью принятого структурированного, пошагового подхода, и, хотя можно утверждать, что задействованные процедуры отнимают много времени и, в определенной степени, разрушительны, это, безусловно, маленькая цена, которую нужно заплатить за защиту человеческой жизни?

    Измерение низкого сопротивления заземления — ключ к правильной системе заземления

    Молниезащита — важный аспект предприятий, которые используют чувствительное электрическое оборудование, особенно в вещательной отрасли.С этой первой линией защиты от молнии и скачков напряжения связана система заземления. Никакая защита от перенапряжения не будет работать, если она не спроектирована и не установлена ​​должным образом.

    Джон Маркон

    Один из наших телевизионных передатчиков расположен на вершине холма высотой 900 футов, известного своими грозовыми разрядами. Недавно меня назначили управлять всеми нашими передатчиками; проблема, таким образом, была передана мне.

    В 2015 году в результате удара молнии отключилось электричество, и генератор не останавливался двое суток.При осмотре обнаружил, что предохранители сетевого трансформатора перегорели. Я также заметил, что ЖК-дисплей недавно установленного автоматического переключателя (ATS) был пустым. Камеры видеонаблюдения были повреждены, и передача видеопрограммы по микроволновому каналу была пустой.

    Хуже того, когда электроснабжение было восстановлено, АВР взорвалась. Чтобы вернуть нас в эфир, мне пришлось вручную переключать ATS. Оценка ущерба составила более 5000 долларов.

    Рис. 1: Я поднимаюсь на башню.Обратите внимание на тонкий слой верхнего слоя почвы.

    Как ни странно, трехфазный ограничитель перенапряжения 480 В LEA вообще не показывал никаких признаков работы. Это заинтриговало меня, потому что это должно было защитить все оборудование на площадке от такого события. К счастью, передатчик был в порядке.

    Я сразу начал расследование, и первым моим желанием было проверить систему заземления.

    Не было документации по установке системы заземления, поэтому у меня не было возможности узнать о системе или стержнях заземления.Как вы можете видеть на рис. 1, почва на участке очень тонкая, а остальная часть почвы под ней состоит из новакулитовых пород, которые похожи на изолятор на основе кремнезема. На такой местности обычные заземляющие стержни не будут работать, и мне нужно было определить, установили ли они химический заземляющий стержень и оставался ли он еще в пределах своего полезного срока службы.

    ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

    Рис. 2: Измеритель сопротивления заземления Fluke 1625.

    В Интернете есть множество ресурсов по измерению сопротивления заземления.Для проведения этих измерений я выбрал измеритель сопротивления заземления Fluke 1625, показанный на рис. 2. Это универсальное устройство, которое может выполнять измерения заземления либо только с заземляющим стержнем, либо с заземляющим стержнем, подключенным к системе. К этому добавлены примечания по применению, которым можно легко следовать, чтобы получить точный результат. Это дорогой счетчик, поэтому мы взяли его напрокат для работы.

    Радиовещательные инженеры привыкли измерять сопротивление, скажем, резистора только один раз, и мы получаем фактическое значение.Сопротивление заземления разное. Мы ищем сопротивление, которое окружающая земля будет предлагать в случае прохождения импульсного тока.

    Рис. 3: Теория, лежащая в основе «метода падения потенциала» измерения сопротивления заземления.

    Рис. 4: График значений сопротивления.

    Рис. 5: Настройка с использованием измерителя сопротивления заземления Fluke 1625.

    Я использовал метод «падения потенциала» для измерения сопротивления, и теория поясняется на рис.С 3 по 5.

    На рис. 3 есть заземляющий стержень E с заданной глубиной и стержень C на некотором расстоянии от стержня заземления E. Источник напряжения VS подключен между ними, и это будет генерировать ток между стержнем C и стержнем. стержень E. С помощью вольтметра мы можем измерить напряжение VM между ними. Чем ближе мы подходим к E, тем ниже становится напряжение VM. VM равна нулю на стержне заземления E. С другой стороны, когда мы измеряем напряжение ближе к стержню C, VM повышается. На кону C VM равна источнику напряжения VS.Следуя закону Ома, мы можем получить сопротивление заземления окружающей грязи, используя напряжение VM и ток, индуцированный VS на кону C.

    Допустим для обсуждения, что расстояние между заземляющим стержнем E и стойкой C составляет 100 футов, а напряжение измеряется каждые 10 футов, начиная от заземляющего стержня E по направлению к стойке C. Если результаты нанесены на график, сопротивление кривая должна выглядеть примерно так, как показано на рис. 4.

    Самая плоская часть — это значение сопротивления заземления, и это степень влияния заземляющего стержня.За этим есть часть огромной земли, куда больше не проникает импульсный ток. Это понятно, учитывая, что в этой точке сопротивление становится все выше и выше.

    Если длина стержня заземления 8 футов, расстояние до стойки C обычно устанавливается на 100 футов, а плоская часть кривой составляет около 62 футов. Есть другие технические детали, которые не могут быть здесь рассмотрены, но их можно найти в той же заметке по применению от Fluke Corp.

    .

    Схема с использованием Fluke 1625 выглядит примерно так, как показано на рис.5. Измеритель сопротивления заземления 1625 имеет собственный генератор напряжения, и значение сопротивления можно считывать непосредственно с измерителя; нет необходимости рассчитывать значение сопротивления.

    Считывание — это легкая часть, в то время как сложная часть определяет ставки напряжения. Для получения точных показаний стержень заземления отключен от системы заземления. В целях безопасности мы позаботились о том, чтобы не было молнии или возможности неисправности, когда это было сделано, потому что вся система зависла от земли во время измерений.

    Рис. 6: Заземляющий стержень Lyncole System XIT. Показанный отсоединенный провод не является основным соединителем системы заземления объекта. Основное соединение находится под землей.

    Осмотревшись, я нашел заземляющий стержень (рис. 6), и действительно, это был химический заземляющий стержень, сделанный Lyncole Systems. Штанга заземления состоит из отверстия диаметром 8 дюймов и 10 футов, заполненного специальной смесью глины, называемой линконитом. В середине этого отверстия находится полая медная труба диаметром 2 дюйма такой же длины.Смешанный линконит обеспечивает очень низкое сопротивление заземляющего стержня. Мне сказали, что во время установки этого стержня дырку проделали динамитом.

    После того, как стержни напряжения и тока были помещены в землю, от каждого стержня по очереди был подключен провод к измерителю, где считывалось значение сопротивления.

    Я получил значение сопротивления заземления 7 Ом, и это хорошее значение. Национальный электрический кодекс требует, чтобы заземляющий электрод имел сопротивление 25 Ом или меньше. В телекоммуникационной отрасли обычно требуется 5 Ом или меньше из-за чувствительности оборудования.Другие крупные промышленные предприятия требуют еще более низкого сопротивления заземления.

    На практике я всегда прошу тех, кто более опытен в этой работе, совета и идей. Я спросил службу технической поддержки Fluke о несоответствии в некоторых полученных мною показаниях. Они сказали, что кол в какой-то момент мог не достичь хорошего контакта (возможно, из-за более твердой породы) с землей.

    С другой стороны, Lyncole Ground Systems, производитель заземляющих стержней, заявила, что большинство показаний были низкими.Они ожидали более высоких показателей. Однако, когда я читал статьи о заземляющих стержнях, возникали подобные несоответствия. Одно исследование, в котором они проводили измерения каждый год в течение 10 лет, показало, что 13–40 процентов их показаний отличались от остальных. Они также использовали тот же заземляющий стержень, что и мы. Таким образом, имеет значение, что выполняется несколько чтений.

    Я попросил еще одного подрядчика по электрике установить более надежное соединение провода заземления от здания к стержню заземления, чтобы предотвратить кражу меди в будущем.Они также провели еще одно измерение сопротивления заземления. Однако за несколько дней до того, как они сняли показания, прошел дождь, и они получили значение даже ниже, чем 7 Ом (я измерил его, когда было очень сухо). Судя по этим результатам, я считаю, что заземляющий стержень все еще в хорошей форме.

    Рис. 7: Проверка основного соединения системы заземления. Зажим используется для проверки сопротивления заземления, даже если система заземления подключена к заземляющему стержню.

    НЕКОТОРЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ

    Я переместил ограничитель перенапряжения 480 В в точку в цепи сразу после служебного входа, непосредственно рядом с главным выключателем.Раньше он находился внутри дома в углу. Это новое место ставит ограничитель перенапряжения на первое место при возникновении грозового перенапряжения. Во-вторых, он находится на кратчайшем расстоянии от заземляющего стержня. В предыдущей аранжировке ATS был впереди всех, и он всегда попадал первым. Трехфазные провода к ограничителю перенапряжения и его заземление были сделаны намного короче, чтобы уменьшить сопротивление.

    Я снова вернулся, чтобы исследовать странную проблему, почему ограничитель перенапряжения не работал, когда ATS взорвался во время этого грозового выброса.На этот раз я тщательно проверил все соединения заземления и нейтрали всей платы автоматического выключателя, резервного генератора и передатчика.

    Я обнаружил, что заземление панели главного выключателя отсутствует! Это также место, где ограничитель перенапряжения и ATS получают свое заземление (и, следовательно, причина, по которой ограничитель перенапряжения не работает).

    Причина его отсутствия заключается в том, что незадолго до установки ATS воры меди прервали соединение с этой панелью.Предыдущие инженеры вернули все провода заземления, но им не удалось восстановить заземление этой панели выключателя. Обрезанный провод было нелегко увидеть, потому что он находился сзади панели. Я исправил это соединение и сделал его более безопасным.

    Был установлен новый трехфазный АВР на 480 В, и три ферритовых тороидальных сердечника от Nautel были использованы на трехфазном входе АВР для дополнительной защиты. Я убедился, что счетчик ограничителя перенапряжения тоже работает, чтобы мы знали, когда произойдет скачок напряжения.

    Когда наступил сезон штормов, все шло гладко, и система ATS работала отлично. Однако предохранители полюсного трансформатора все еще сгорали, но на этот раз на АВР и все другое оборудование в здании перегрузка не повлияла.

    Мы обратились в энергокомпанию с просьбой проверить перегоревшие предохранители. Мне сказали, что объект находится в конце обслуживания трехфазной линии электропередачи и, следовательно, более подвержен проблемам перенапряжения. Они очистили полюс и установили несколько новых устройств поверх полюсных трансформаторов (я считаю, что это тоже своего рода ограничители перенапряжения), и это действительно предотвратило взрыв предохранителей.Я не знаю, делали ли они что-то еще на линии передачи, но что бы они ни делали, это сработало.

    Все это произошло в 2015 году, и с тех пор у нас не было проблем, связанных с скачками напряжения или грозами.

    Устранение проблем, связанных с скачком напряжения, иногда бывает непросто, и нужно быть осторожным и тщательным, чтобы убедиться, что все учтено с точки зрения проводки и подключения.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *