Расчет контура заземления

Расчет контура заземления

Расчет контура заземления и заземляющих устройств с помощью онлайн-калькулятора – расчет заземления по СНиП для частного дома онлайн и формулы.

Перемотайте вниз чтобы НАЧАТЬ (место для вашего контента)

На данной странице вы можете выполнить расчет заземления с помощью онлайн-калькулятора или самостоятельно по формулам. Теоретическое обоснование, рекомендации и пример расчета представлены ниже. В качестве источников использовались материалы из документов: Правила устройства электроустановок, Нормы устройства сетей заземления, Заземляющие устройства электроустановок (Карякин Р. Н.), справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования (Барыбин Ю. Г.), Справочник по электроснабжению промышленных предприятий (Федоров А. А., Сербиновскй Г. В.). Чтобы начать расчет, нажмите кнопку «Рассчитать».

Смежные нормативные документы:

• СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа»
• СП 76.13330.2016 «Электротехнические устройства»
• ГОСТ Р 57190-2016 «Заземлители и заземляющие устройства различного назначения»
• ГОСТ 12.1.030-81 «Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление. Система стандартов безопасности труда»
• ПУЭ 7 «Правила устройства электроустановок»

Принципы и методики расчета защитного заземления

Заземление по праву считается одним из важнейших элементов электрических установок. Оно не только обеспечивает безопасное функционирование всей системы, но еще и защищает жильцов дома от возможного удара током при контакте с различными элементами электроустановки.

В современных правилах устройства электроустановок можно найти следующие определения для заземления:

— заземлением считается намеренное соединение заземляющего устройства с точкой электрической сети, элементами электрустановки или электрическим оборудованием;

— защитным заземлением называют такое заземление, которое устанавливается в электрической сети из расчета безопасности;

— рабочим заземлением принято называть заземление, необходимое для правильного функционирования электрической сети, его могут устанавливать на отдельных точках или токоведущих элементах цепи;

— защитным занулением в электрической сети называют намеренное соединение открытых элементов проводки с заземленной нейтралью трансформатора или генератора.

Все зазмелители можно разделить на два вида: искусственные и естественные. Искусственные заземляющие элементы представляют собой стальные элементы, размещенные на требуемой глубине в грунте, их принято соединять сваркой со стальной арматурой на глубине от 50 см. Все соединения заземлителей осуществляются только посредством сварки, причем, каждый отдельный элемент заземления подключается к электрической сети через отдельную линию.

Пример проекта электроснабжения дома с расчетом заземления

Естественными заземлителями выступают расположенные в грунте различные стальные элементы конструкции сооружения, в том числе оболочки кабелей, трубопроводы и т.д.

При организации заземления, специалисты обычно стремятся максимально снизить шаг напряжения и прикосновения. Сделать это можно за счет использования контурных заземлителей с полосами уравнения, позволяющими распределять весь потенциал сети по большой площади. Для реализации такого типа заземления осуществляется расчет заземления на подстанциях.

Заземлители внутренние обязательно должны соединяться с наружным контуром через несколько линий. Чтобы снизить вероятность возникновения слишком большой разницы потенциалов, в частности, в местах выхода и входа на подстанцию, обычно дополнительно устанавливают несколько стальных полос, выполненных в форме козырька, размещение которых постепенно снижается до 2-х метров. Такое техническое решение позволяет достичь пологого спада потенциала.

Расчёт заземления

Типовой расчёт сопротивления растеканию электрического тока заземляющего устройства, состоящего из вертикальных заземлителей, выполняется по приведённым ниже формулам:

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

h1 — расстояние до середины вертикального заземлителя

h2 — расстояние до середины горизонтального заземлителя

k1 — климатический коэффициент для вертикальных заземлителей

k2 — климатический коэффициент для горизонтальных заземлителей

η — коэффициент использования для вертикальных электродов

Заземление зданий. Требования

Если расчет заземления частного дома, как и решение о необходимости его монтажа, полностью лежит на совести владельца, то о производственных зданиях и помещениях, многоквартирных жилых домах этого не скажешь. Так, согласно существующим правилам устройства электроустановок, наличие и характеристики системы заземления зависят не только от напряжения, под которым работают машины, но также и от микроклимата внутри конкретных помещений здания.

Расчет заземления электрооборудования производится на стадии проектирования. Согласно ГОСТ 12.1.030-81, в помещениях, где пользуются переменным током с напряжением 380 В и выше или постоянным более 440 В, устройство заземления или зануления обязательно во всех случаях. При напряжении от 42 В до 380 В переменного тока или от 110 В до 440 В постоянного тока заземление устраивается в случае, если работа в помещении сопряжена с условиями повышенной опасности или особо опасными по ГОСТ 12.1.013-78.

Обязательному заземлению подлежат и электроустановки, расположенные под открытым небом.

Машины, работающие от электрической сети с напряжением, менее указанных величин, должны быть заземлены только в помещениях с большой влажностью или на производствах, где есть опасность образования газовоздушных или газопылевых взрывоопасных смесей.

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.

Все заземлители искусственного типа должны иметь определённые размеры, которые следует учитывать, проводя расчёт контура заземления. В противном случае их использование не принесёт результата.

От чего зависит сопротивление заземления

Как уже говорилось выше, у тока есть одна важная особенность — он течет по тому участку цепи, который меньше всего этому сопротивляется. Сама величина сопротивления зависит от множества факторов:

1. Материала. Ряд материалов имеет особую (атомарную) структуру, которая подразумевает наличие большого числа свободных электронов. Если такие материалы попадают в действие любого магнитного поля или покдлючаются к источнику питания, то легко проводят электрический ток. В своем большинстве это утверждение относится к металлам. Другие материалы не имеют свободных электронов и их сопротивление току крайне высоко. Если напряжение (сила, «толкающая» электроны) ниже допустимого значения, то проводимость будет равняться нулю или крайне малым значениям. При превышении показателя произойдет пробой и образовавшийся нагар будет иметь свойства проводника. Логично, что материалом для заземления могут быть именно только представители первой группы материалов — именно она обеспечивает минимальное сопротивление.
2. Его температуры. Темпатура определяет, насколько быстро электроны передвигаются внутри материала. Следовательно, чем ниже она у проводника, тем лучше он проводит заряд. Обратная зависимость тоже носит характер прямой пропорции — после ее повышения его сопротивление будет падать. Расчет сопротивления заземления должен производиться с учетом этого параметра.
3. Наличия примесей. Основная часть проводников делается из меди. Старые провода изготавливаливались из алюминия, но такие решения имеют сразу несколько недостатков. К сожалению, кабеля и провода из этого материала быстрее перегреваются и плавятся, да и сопротивление промышленно добываемого алюминия ниже, чем таковое у меди. Химически чистый же металл является лучшим проводником, превосходя по проводимости даже серебро. Дело в примесях: они имеют гораздо более высокие показатели сопротивления. Этот же момент стоит учитывать при расчете заземления.

Понятное дело, что в идеале сопротивление должно быть минимальным — для этого нужно использовать медный контур большого сечения. Но дело в том, что медь быстро окисляется, да и стоимость такого решения будет крайне высокой. Следовательно, были разработаны нормы для минимального порога заземления. Этот показатель не нужно превышать для того, чтобы в нужный момент под нагрузкой контур выполнил возложенную на него функцию и отвел заряд в землю.

Коэффициент сезонности при замере сопротивления заземления

#1 Costyan

• Пол: Мужчина
• Город: Саратов

• 0

• Наверх

#2 Харитонов Антон

• Пол: Мужчина
• Город: Москва

• 0

• Наверх

#3 Costyan

• Пол: Мужчина
• Город: Саратов

Здравствуйте, Costyan.
Сезонный коэффициент необходимо учитывать при измерении ЗУ прибором MPI-511. Его схема измерения отличается от классической трехполюсной только отсутствием собственного генератора сигнала. В качестве его используется сеть 220В.
P.S. Обращаю Ваше внимание, что измерение сопротивления ЗУ прибором MPI-511 носит оценочный характер (хотя с очень неплохой точностью).

• 0

• Наверх

#4 Барчук Вадим

• Пол: Мужчина
• Город: Москва

Какой прибор может произвести точный замер сопротивления ЗУ ?

Полноценную реализацию этого метода измерения имеет специализированная для этих задач серия MRU: MRU-20; MRU-105; MRU-120; MRU-200.

Также эта функция присутствует в новых моделях многофункциональных измерителей MPI-520 и MPI-525.

p.s. но коэффициент сезонности в любом случае следует учитывать.

Сообщение отредактировал Барчук Вадим: 18 августа 2011 — 05:38