Расчёт сопротивления заземления
В любом помещении, подключенному к электричеству, система заземления является очень важным элементом, который отвечает не только за стабильную работу приборов, но и за безопасность жильцов. Расчет сопротивления заземления позволяет своевременно выявить утечку электричества на металлические токоведущие элементы, чтобы избежать поражения током. Создать систему защиты не так просто, как может показаться на первый взгляд, поэтому соответствующие расчёты являются неотъемлемым элементом.
Немного о естественном заземлении
Наверняка многие помнят времена, когда из электрических приборов в доме был только телевизор, холодильник и стиральная машинка. Из-за такого небольшого количества приборов заземление применяли крайне редко. Расчёт сопротивления заземления не проводили, так как от утечки тока защищали естественные заземлители, в том числе:
- оплётка кабельных сетей;
- обсадка скважин под воду;
- металлические трубы, на которых нет изоляции;
- фонари на улице и элементы заборов из металла;
- элементы колонн и фундаментов, изготовленных из стали.
Одним из лучших вариантов естественного заземления заслуженно считают стальную водопроводную магистраль. Эти элементы имеют значительную длину, за счёт чего сопротивление току к растеканию сводится к минимуму. Кроме того, водопроводы демонстрируют высокую эффективность ещё и по причине прокладки ниже уровня промерзания грунта, за счёт чего на них никак не влияет ни чрезмерно высокие, ни низкие температуры.
В качестве системы заземления могут выступать и металлические изделия железобетонных конструкций, если они соответствуют определённым критериям:
- имеют электрическую связь с заземляющей шиной;
- арматура имеет сопротивление, регламентированное нормами ПУЭ;
- у элементов из металла есть сварные соединения;
- есть значительный контакт (всё это регламентировано ПУЭ) с основой, которая, может быть песчаной, глинистой или супесчаной.
Расчёт сопротивления контура заземления — это необходимая процедура, даже если речь идёт об естественной системе. Проводить соответствующую процедуру должно лишь уполномоченное лицо, то есть, представитель энергонадзора. Но гораздо разумнее обратиться за помощью к представителям компании «Мегаватт». После проведения процедуры специалист сможет дать рекомендации относительно того, нужно ли проводить дополнительный контур заземления к уже существующему естественному. Но если естественная защита отвечает всем требованиям, то, в соответствии с нормами ПУЭ, в этом нет необходимости.
Как рассчитать искусственное заземление
Сразу стоит отметить, что совершенно точный расчёт заземления провести фактически невозможно. Даже если манипуляции проводят профессиональные проектировщики, они вынуждены оперировать лишь приблизительными данными об электродах и расстоянии между ними.
Но почему так сложно провести правильные расчёты? Основная проблема заключается в большом количестве внешних факторов, которые, так или иначе, оказывают влияние на систему. То есть, невозможно точно выявить уровень влажности. Далеко не всегда возможно точно определить плотность грунта, его удельное сопротивление и прочие нюансы. Именно неполнота изначально введенных данных сказывается на точности результатов, которые в итоге имеют небольшое отличие от базовых значений.
Как-то нивелировать разницу между проектируемыми и реальными показателями возможно благодаря установке дополнительных электродов или за счёт увеличения длины стержней. Однако предварительный расчёт получаемого сопротивления заземления позволяет получить определённые преимущества:
- позволяет составить наиболее подходящий план действий;
- помогает выбрать лучшую конфигурацию заземляющей системы;
- отказаться от лишних расходов или свести их к минимуму, когда необходимо проводить земляные работы и закупать материалы.
Специалисты для облегчения расчётов часто используют особое программное обеспечение. Однако разобраться в их работе и полученных результатах непросто, так как требуются некоторые познания в характере и принципе вычислений.
Элементы защиты
Основой любого защитного заземления являются электроды, которые ставят в землю. Между собой они соединены особой электросвязью с заземляющей шиной.
Среди главных элементов системы выделяют:
- Проводник, который соединяет заземлитель, располагающийся в почве, и шину, имеющую прямую связь с защищаемым оборудованием.
- Проводник из металла, который объединяет ряд заземлителей в одну систему. В большинстве случаев роль подобного элемента на себя берет проводник, который может выглядеть как уголок, прутик или полоса. Элемент обязательно тщательно приваривают к концам электродов, которые закопаны в землю.
- Стержни из металла. В системе есть один или сразу несколько стержней из металла, которые направляют ток растекания в почву. В большинстве случаев в качестве электродов применяют отрезки длинномерного металла. Обычно выбор падает на уголки, трубы или круглые металлические изделия. Изредка применяют листовую сталь.
При этом, первый и второй элементы называют одинаково — заземляющие проводники, так как они берут на себя аналогичную функцию. Однако кое-какие различия между ними тоже есть. Металлосвязь обязательно располагается в почве, в то время как проводник заземления подключения к шине находится на поверхности. Этот незначительный, на первый взгляд, нюанс влияет на требования к антикоррозийному покрытию, которым оснащены элементы.
Правила и принципы вычислений
Почва является одним из наиболее важных элементов системы заземления. Расчёт заземляющих устройств обязательно проводят с учётом параметров грунта. Данный факт важен также, как и длина металлических элементов.
Во время проведения расчётов эксперты обычно ориентируются на формулы, которые отмечены в ПУЭ. В процессе используют переменные данные, которые собирает установщик системы. Также есть и постоянные параметры, которые внесены в специальные таблицы. Среди постоянных данных выделяют в том числе и сопротивление грунта.
Подбор подходящего контура
В первую очередь специалисты определяются с формой контура. Чаще всего подобные конструкции создают в виде определённой геометрической фигуры или прямой линии. Выбор той или иной конфигурации будет связан с формой и размерами участка.
По мнению специалистов, меньше всего проблем возникает с линейной схемой. Чтобы установить электроды, нужно будет лишь выкопать прямую траншею. Но необходимо учитывать, что электроды, установленные в линию, начинают экранировать, из-за чего появляются определённые проблемы с током растекания. Поэтому во время проведения я расчётов линейного заземления обязательно учитывают поправочный коэффициент.
Среди самых популярных схем контура можно выделить треугольную. Электроды в данном случае устанавливали по вершинам треугольного основания. Важно чтобы металлические штыри были на достаточном отдалении друг от друга и никак не мешали рассеиванию токов, которые в них поступают. По мнению специалистов, для обустройства качественной защитной системы для частного дома обычно достаточно трех электродов. Главное правильно подобрать длину стержней.
О параметрах проводников
Эффективность системы защиты напрямую связана с длиной металлических прутьев, поэтому на них стоит заострить повышенное внимание. Также важную роль играет длина элементов металлосвязи. К слову, эти параметры напрямую влияют на затраты, касающиеся обустройства заземления.
Показатель сопротивления вертикальных электродов будет напрямую связан с их высотой. Однако их толщина фактически никак не влияет на степень защиты. Однако в нормах ПУЭ прописаны рекомендованные сечения. Но этот показатель важен в первую очередь в плане устойчивости к коррозии. Средний срок службы электродов колеблется от пяти до десяти лет.
Если соблюдать основные условия, то начинает действовать одно правило: чем больше в металлической схеме будет элементов, тем выше окажется показатель безопасности контура. Чтобы организовать качественное заземление, придётся приложить немало усилий. То есть, чем больше будет заземлителей, тем больше придётся выполнять земляных работ. И чем длиннее стержни, тем глубже их забивают.
