программы расчета защитного контура, допустимого сопротивления
Заземление необходимо для обеспечения безопасности в случае повреждения электроустройств, изоляции силовой проводки, замыкания проводников. Суть заземления сводится к снижению потенциала в месте прикосновения к заземлённой электроустановке до максимально допустимых значений.
Заземление предприятия
Снижение потенциала выполняется двумя способами:
- Зануление – соединение корпуса устройства с нулевым проводником, идущим к подстанции;
- Заземление – подсоединение корпуса к заземляющему контуру, расположенному в грунте за пределами здания.
Первый вариант осуществляется проще, но в случае повреждения нулевого проводника перестает выполнять свои функции, а это опасно. Поэтому наличие контура заземления является обязательным условием обеспечения безопасности.
Расчет заземления предполагает определение сопротивления заземляющего устройства, которое не должно быть больше заданного техническими нормами.
Заземляющий контур
Заземляться должны все без исключения электроустановки, как на подстанции, так и на предприятии или в быту.
Наиболее распространенной конструкцией заземляющего контура является один или несколько металлических штырей (заземлителей), заглубленных в землю и соединенных между собой сварным соединением. При помощи металлического проводника контур заземления соединяется с заземляемыми устройствами.
Контур заземления
В качестве заземлителей используются неокрашенные стальные или стальные обмедненные материалы, размеры которых не должны быть меньше приведенных ниже:
- Прокат круглый – диаметр не менее 12 мм;
- Уголок – не менее 50х50х4 мм;
- Трубы – диаметром не менее 25 мм с толщиной стенок не менее 4 мм.
Чем лучше проводимость заземлителей, тем эффективнее работает заземление, поэтому самый предпочтительный вариант – использование медных электродов, но на практике это не встречается, ввиду высокой стоимости меди.
Ничем не покрытая сталь имеет высокую коррозионную способность, особенно на границе влажного грунта и воздуха, поэтому определена минимальная толщина стенок металла (4 мм).
Оцинкованный металл хорошо сопротивляется коррозии, но не в случае протекания токов. Даже самый минимальный ток вызовет электрохимический процесс, в результате чего тонкий слой цинка прослужит минимальное время.
Современные системы заземления выполняются на основе обмедненной стали. Поскольку количество меди для изготовления невысоко, то стоимость готовых материалов ненамного превышает стальные, а срок службы многократно возрастает.
Заземлитель из уголка
Наиболее распространенными конструкциями контуров заземления являются треугольное или рядное размещение электродов. Расстояние между соседними электродами должно составлять 1.2-2 м, а глубина закладки – 2-3 м. Глубина закладки (длина электродов) во многом зависит от характеристик грунта. Чем выше его электрическое сопротивление, тем глубже должны залегать электроды.
Там, где возможно протекание токов высокого значения, к примеру, на подстанции или предприятии с мощным оборудованием, подход к выбору конструкции контура заземления и его расчет имеют очень большое значение для безопасности.
Факторы сопротивления заземления
Расчет защитного заземляющего устройства зависит от многих условий, среди которых можно выделить основные, которые используются при дальнейших расчетах:
- Сопротивление грунта;
- Материал электродов;
- Глубина закладки электродов;
- Расположение заземлителей относительно друг друга;
- Погодные условия.
Сопротивление грунта
Сам по себе грунт, за несколькими исключениями, обладает низкой электропроводностью. Данная характеристика меняется, в зависимости от содержания влаги, поскольку вода с растворенными в ней солями является хорошим проводником.
Структура грунта
Распространенные типы грунта и их характеристики
| Тип грунта | Удельное сопротивление ρ, Ом•м |
|---|---|
| Скала | 4000 |
| Суглинок | 100 |
| Чернозем | 30 |
| Песок | 500 |
| Супесь | 300 |
| Известняк | 2000 |
| Садовая земля | 50 |
| Глина | 70 |
Из таблицы видно, что удельное сопротивление может отличаться на несколько порядков. В реальных условиях ситуация осложняется тем, что на разных глубинах тип грунта может быть различным и без четко выраженных границ между слоями.
Материал электродов
Эта часть расчетов наиболее проста, поскольку при изготовлении заземления используется только несколько разновидностей материалов:
- Сталь;
- Обмедненная сталь;
- Оцинкованная сталь.
Медь в чистом виде не используется по причине высокой стоимости, наиболее часто применяемые материалы – это чистая и оцинкованная сталь. В последнее время все чаще стали встречаться системы заземления, в которых используется сталь, покрытая слоем меди. Такие электроды имеют наименьшее сопротивление, которое имеет хорошую стабильность во времени, поскольку медный слой хорошо сопротивляется коррозии.
Наихудшие характеристики имеет ничем не покрытая сталь, поскольку слой коррозии (ржавчина) увеличивает переходное сопротивление на границе электрод-грунт.
Обмедненные электроды
Глубина закладки
От глубины закладки электродов зависят линейная протяженность границы касания электрода и грунта и величина слоя земли, который участвует в цепи протекания тока. Чем больше этот слой, тем меньшее значение сопротивления он будет иметь.
На заметку. Кроме этого при установке электродов следует иметь в виду, что чем глубже они располагаются, тем ближе будут находиться к водоносному слою.
Расположение электродов
Данная характеристика наименее очевидна и трудна для понимания. Следует знать, что каждый электрод заземления имеет некоторое влияние на соседние, и чем ближе они будут расположены, тем меньше будет их эффективность. Точное обоснование эффекта довольно сложное, просто следует его учитывать при расчетах и строительстве.
Проще объяснить зависимость эффективности от количества электродов. Здесь можно привести аналогию с параллельно соединенными резисторами. Чем их больше, тем меньше суммарное сопротивление.
Расположение заземлителей в один ряд
Погодные условия
Наилучшие параметры заземляющее устройство имеет при повышенной влажности грунта. В сухую и морозную погоду сопротивление грунта резко возрастает и при достижении некоторых условий (полное высыхание или промерзание) принимает максимальное значение.
Обратите внимание! Для того чтобы минимизировать влияние погодных условий, глубина закладки электродов должна быть ниже максимальной глубины промерзания зимой или доходить до водоносного слоя для исключения пересыхания.
Важно! Последующие расчеты необходимо производить для наихудших условий эксплуатации, поскольку во всех иных случаях сопротивление заземления будет снижаться.
Методика расчета
Основным параметром расчета является необходимое значение сопротивления заземления, которое регламентируется нормативными документами, в зависимости от величины напряжения питания, типа электроустановок, условий их использования.
Строгий расчет защитного заземления, который дает значения количества и длины электродов, не существует, поэтому он выполняется на основе некоторых приближенных данных и допусков.
Для начала учитывается тип грунта, и определяется примерная длина электродов заземления, их материал и количество. Далее выполняется расчет, порядок которого следующий:
- Определяется сопротивление растекания тока для одного электрода;
- Рассчитывается количество вертикальных заземлителей с учетом их взаимного расположения.
Одиночный заземлитель
Сопротивление растекания тока рассчитаем, согласно формуле:
Формула 1
В данном выражении:
ρ – удельное эквивалентное сопротивление грунта;
l – длина электрода;
d – диаметр;
t – расстояние от поверхности земли до центра электрода.
При использовании уголка вместо трубы или проката принимают:
d = b·0.95, где b – ширина полки уголка.
Эквивалентное сопротивление многослойного грунта:
Формула 2
где:
- ρ1 и ρ2 – удельные сопротивления слоев грунта;
- Н – толщина верхнего слоя;
- Ψ – сезонный коэффициент.
Сезонный коэффициент зависит от климатической зоны. Также в него вносятся поправки, в зависимости от количества использованных электродов. Ориентировочные значения сезонного коэффициента составляют от 1.0 до 1.5.
Количество электродов
Необходимое количество электродов определяется из выражения:
n = Rз/(К·R), где:
- Rз – допустимое максимальное сопротивление заземляющего устройства;
- К – коэффициент использования.
Коэффициент использования выбирается. в соответствии с выбранным количеством заземлителей, их взаимного расположения и расстояния между ними.
Рядное расположение электродов
| Отношение расстояния между электродами к их длине | Количество электродов | Коэффициент |
|---|---|---|
| 1 | 4 6 10 | 0,66-0,72 0,58-0,65 0,52-0,58 |
| 2 | 4 6 10 | 0,76-0,8 0,71-0,75 0,66-0,71 |
| 3 | 4 6 10 | 0,84-0,86 0,78-0,82 0,74-0,78 |
Контурное размещение электродов
| Отношение расстояния между электродами к их длине | Количество электродов | Коэффициент |
|---|---|---|
| 1 | 4 6 10 | 0,84-0,87 0,76-0,80 0,67-0,72 |
| 2 | 4 6 10 | 0,90-0,92 0,85-0,88 0,79-0,83 |
| 3 | 4 6 10 | 0,93-0,95 0,90-0,92 0,85-0,88 |
Не всегда расчет контура заземления выдает необходимое значение, поэтому, возможно, его потребуется произвести несколько раз, изменяя количество и геометрические размеры заземляющих электродов.
Измерение заземления
Для измерения сопротивления заземления используются специальные измерительные приборы. Правом измерения заземления обладают организации с соответствующим разрешением. Обычно это энергетические организации и лаборатории. Измеренные параметры вносятся в протокол измерения и хранятся на предприятии (в цеху, на подстанции).
Прибор для измерения заземления
Расчет сопротивления заземления представляет сложную задачу, в которой необходимо учитывать множество условий, поэтому рациональнее воспользоваться помощью организаций, которые специализируются в данной области. Для решения задачи можно произвести расчеты на он-лайн калькуляторе, пример которых можно найти в интернете в свободном доступе. Программа калькулятора сама подскажет, какие данные необходимо учитывать при вычислениях.
Видео
Контур заземления, его устройство, расчет и схема
Устройство контура заземления, установка и проверка уровня сопротивления контура – это работы, необходимость которых обусловлена спасением жизни человека и предохранением зданий от пожаров.
Для производства работ следует выполнять требования ПУЭ, знать способы производства работ по монтажу защитного контура.
Каждый новичок хочет знать, что же это такое заземление и его контур.
Устройство и принцип действия заземления
Защитное устройство и его основное назначение – соединение всех потребителей электричества, при помощи заземляющего провода с контуром защиты. Систем заземления 3, но в жилом помещении наиболее часто устанавливают систему с маркировкой TN – 5. Эта система предусматривает проведение ноля и земли двумя отдельными проводами.
При коротком замыкании или утечке тока с корпуса приборов снимается опасное напряжение и по проводу подается на контур защитного заземления. Он должен монтироваться и изготавливаться, выполняя требования ГОСТа. Нормы, предусматривают оборудование контура с учетом уровня сопротивления. На его величину влияют:
- виды почвы;
- влажность и уровень грунтовых вод;
- глубина погружения заземлителей;
- количества заземлителей в контуре;
- материалы электрода и всех составляющих устройства.
По форме, контур заземления, согласно нормам СНиП, делают в форме равностороннего треугольника, из вертикальных заземлителей и горизонтальных электродов. Они должны располагаться на определенной глубине. Из этого значения и свойства грунта производится расчет контура заземления. Каждый вид грунта имеет свой уровень сопротивления растекания токов КЗ.
Для обустройства контура защиты лучшим вариантом будет:
- торфяник;
- суглинистая почва;
- глинистая, с близко расположенными грунтовыми водами.
Худшими свойствами обладают каменистые участки грунта и монолитные скалы. На выбор влияют климатические особенности региона установки.
Проведение расчета защитного контура
Сопротивление контура заземления следует проводить, определив несколько значений:
- Определить удельное сопротивление почвы на участке.
- Выявить влажность грунта.
- Уровень солености почвы.
- Средней температуры в регионе.
- Расстояние от фундамента до контура.
- Размеров заземлителей и других деталей устройства.
Методика расчетов «проста» — нужно знать множество физических формул и иметь инженерное образование. Но, как правило, никакая методика выполнения расчетов не может учитывать все значения. Поэтому, проведя монтаж наружного контура заземления и измерив, значение сопротивления защиты – вы увидите, что расчет не совпадает с фактическим результатом.
По этой причине, для обустройства в данном регионе выполняется типовой проект, остается только провести изменения, учитывая удаление устройства от здания. И затем проводят измерение сопротивления контура, вносят изменения до достижения номинального значения сопротивления, не более 4 Ом в жилищном строительстве.
Поэтому, выбрав лучшую схему, соблюдая все размеры и глубину забивания заземлителей, подобрав качественный материал, правильно сделать работу для вашего жилья не составит труда. А рассчитать заземление нужно обязательно для крупных промышленных и торговых зданий.
Объекты, требующие оснащения контуром
Для безопасного проживания и условий труда, каждое помещение, в котором установлены промышленные или бытовые электроустановки обязано быть защищено.
Для этого, оборудуется как внутренний контур заземления, так и наружный. Защита должна быть установлена в помещениях:
- С различными по мощности железными кожухами и корпусами приборов, станков и осветительных устройств.
- В электрощитовых, в которых находятся стальные корпуса щитков, шкафов и другого электротехнического оборудования, а также в комплектных трансформаторных подстанциях (ктп).
- В местах с металлоконструкциями, оболочками кабелей, проводов различного сечения, а также защитных стальных трубопроводов для кабелей.
- Вторичная обмотка измерительного трансформатора.
Заземление не проводится:
- для арматуры изоляторов и штырей, крепления их на опорах электропередачи;
- оборудования установленного на заземленные корпуса электроустановок;
- электроизмерительные устройства, автоматы защиты, установленные в электрощитках или на одной из стен камеры распределяющего устройства.
При особо оговоренных условиях может не заземляться металлическая защитная оболочка контрольного кабеля.
Наружный контур заземления потребует проведения земляных работ, поэтому, приготовьтесь к тяжелой и небыстрой работе.
Установка контура заземления
Способов установки несколько. Новая, но более затратная методика модульно-штырьевого монтажа всем хороша. Но этот способ мы рассмотрим несколько позже. Мы разберем классический монтаж контура заземления.
Сначала проводятся подготовительные работы.
Подготовка к монтажу
Определяемся с местом установки защиты. Лучшим решением будет расположение контура недалеко от здания и со стороны установки распределительного электрощита.
Исходя из требований пункта 1.7.111 ПУЭ — все вертикально и горизонтально расположенные электроды должны изготавливаться из меди, оцинкованного или обычного стального уголка или другого профиля. Окрашивать поверхность заземлителей нельзя, для лучшего токоотведения и обнаружения дефектов.
Для обустройства, нам потребуется 50 уголков толщиной полок — 5 мм и полоса шириной — 40 мм. Это основные материалы для изготовления самого контура. Также нам потребуются провода достаточного сечения, для обустройства внутреннего контура заземления и разделения проводки на нулевой провод и проводник земли.
Теперь готовим к работе лопату и начинаем выполнение основного этапа работ.
Монтаж защитного устройства
Копаем треугольную траншею — длиной стороны 3 м, на ширину штыка лопаты и глубиной не менее полуметра. Можно выполнить прямую траншею — длиной не менее 6 м (таким способом оснащаются устройства с недавнего времени). Если делаем по старой методе, в углах равностороннего треугольника кувалдой забиваем заземлители до необходимой глубины. Его нельзя засовывать в готовую скважину, он должен плотно и без зазоров погрузится на глубине не более 3 м.
При оснащении прямолинейной системы, через каждый метр, забиваем по 1-му заземлителю, но не более 5-ти штук. Для лучшего захода в землю, заострите края уголка на заточном станке или обрежьте их болгаркой. Погрузиться в грунт колья должны не полностью, над поверхностью земли должен быть отрезок уголка не менее 200 мм.
Надеваем сварочный костюм и маску, готовим аппарат и подвариваем к вертикальным заземлителям горизонтальные электроды, из полосы шириной не менее 40 мм. От нее, к стене здания, по выкопанной траншее проводим полосу или отрезок силового кабеля достаточного сечения. Теперь, заводим в здание и подводим к входящему электрощиту, а от него выполняем заземление внутридомовой системы.
При проведении заземляющего проводника, с помощью силового кабеля, работы выполняют следующим способом: на вертикальный заземлитель, болтом и гайкой с надежным гровером, закрепляем, запакованный в концевой контакт отрезок кабеля. Для выполнения этой работы понадобится:
- медная шина сечение которой более 10 мм2;
- алюминиевая, сечением более 16 мм2;
- металлический проводник более 75 мм2 сечением.
Все места сварки, проверив качество шва, покрываем грунтовкой или растопленной смолой. В месте сварки металл ослаблен из-за высокой температуры при сваривании и сильнее поддается коррозии. Выполнив все завершающие работы, засыпаем траншею. Сначала слоем песка, а потом заполняем вынутым грунтом.
Все основные работы выполнены, теперь нам остается выполнить измерение сопротивления контура заземления.
Замер сопротивления защитного устройства
Выполнять эту работу лучше в летнее или зимнее время. В эти моменты грунт имеет наибольшую величину электрического сопротивления. В разных условиях применения величина может быть различной. Для жилого здания, это значение не должно превышать 30 Ом. Для измерения сопротивления применяют специальные измерители сопротивления «МС- 08» или «М-416». Выполняется с использованием системы пробных электродов.
Выполнение замеров разбито на несколько этапов.
Между контуром и зданием расположен потенциальный зонд на расстоянии не менее 20–ти метров, а второй выносной электрод располагаем на прямой линии с потенциальным электродом и контуром, на расстоянии не более 40 метров. Подключаем напряжение и выполняем замер уровня сопротивления. Выполняем эту операцию несколько раз, приближая выносной кол на расстояние не менее 5 метров. Выполнив эти замеры, определяем сопротивление контура.
При замерах в обширных подземных коммуникациях, потребуется выполнение дополнительного измерения данной физической величины. Такие замеры проводятся на различных расстояниях между заземлителями и по разным направлениям.
Но во всех измерениях, номинальной величиной сопротивления заземления будет наихудший результат выполненных замеров. В любое время года и в различных погодных условиях, значение сопротивления защиты не должно быть выше наибольшей допустимой величины.
После выполнения замеров и определения сопротивления электрического тока цепи защитного устройства, комиссия составляет акт проведения и контрольного измерения заземления здания. В процессе пользования необходимо проверять надежность обтяжки болта на подключении к заземляющему проводнику, а также при очень высокой температуре, не забывайте смачивать места заглубления электродов.
Проведя все работы по монтажу и контрольному замеру, мы получаем безопасное жилое помещение, защищенное от токов короткого замыкания.
Контур заземления — его конструкция и выбор заземлителя
Устройство так называемого заглубленного контура заземления внешне представляет собой электроды - металлические стержни, которые забиты в землю и соединены меж собой. Наиболее эффективной считается конструкция, в которой электроды располагаются в одну линию. Однако при благоприятных условиях вполне сгодится и конструкция, в которой стержни располагаются треугольником.
Устройство заземления в случае расположения штырей в одну линию
Устройство заземления в случае расположения штырей в виде треугольника
Расположение треугольником несколько хуже, поскольку электроды гораздо больше друг друга экранируют, а это значит, расход материала при организации такой конструкции при остальных равных условиях станет больше. С иной стороны на небольшом расстоянии треугольное расположение значительно уменьшает число земляных работ, и между собой соединять штыри с шиной значительно удобнее в яме треугольной формы, нежели в узкой траншее.
Конструкция контура глубинного заземления с помощью уголка: 1. Уголок из стали 50 на 50 на 5 миллиметров, 2. соединительная полоска из стали 50 на 5 миллиметров, 3. Стальная шина заземления 50 на 5 миллиметров.
Расстояние заземлительного контура от домовых стен должно быть не менее 1-ного метра.
Электроды заземления следует закопать на приличную глубину возможного промерзания грунта. Всё дело в том, что будучи замерзшим грунт весьма плохо проводит электрический ток. В частности, при замерзании самого верхнего грунтового слоя высотой полметра, сопротивление его увеличивается приблизительно в десять раз, а на глубине около метра — раза в три. Летом же поверхностные слои грунта (примерно до метра глубиной) заметно высыхают, что довольно резко повышает показатели его сопротивления. Потому и необходимо поглубже закапывать электроды в так называемые стабильные почвенные слои, которые залегают на глубине 1-2 метров. На подобной глубине грунтовые параметры грунта почти не меняются в течение всего года.
Конечно, вполне можно взять и более длинные электроды из металла, однако это увеличит материальный расход. Расчет заземлительного контура приведен в статье под названием «Расчёт заземления» на нашем ресурсе. Кроме того, стоит отметить, что забить вручную в землю стержни заземлителя свыше 2,5 метров длиной бывает довольно-таки проблематично.
Таблица 1-вая Коэффициенты применения 3-ёх электродов, которые размещены в ряд
Отношение расстояния между 3 стержнями | Коэффициент использования, η | Отношение расстояния между 3 стержнями | Коэффициент использования, η |
0,5 | 0,62-0,68 | 2 | 0,85-0,88 |
1 | 0,76-0,8 | 3 | 0,9-0,92 |
Арматура Строительная не подходит для заземлительных стержней
В таблице 1-вой видно, каким образом расстояние меж 3-емя стержнями оказывает влияние на коэффициент их применения. Отношение расстояния меж стержнями является отношением используемой стержневой длинны к расстоянию меж ними. К примеру, если взять пару электродов длинной 2,5 метра, полностью углублённых в землю на необходимую глубину промерзания (используется вся их длина) и расположить их на расстоянии два с половиной метра от друг друга, то отношение их будет равно 1=2,5/2,5.
Глядя на таблицу, можно сделать такой вывод, что самое оптимальное расстояние меж стержнями заземлительного контура бывает равно обычно их длине. При увеличенном расстоянии эффективностный прирост будет небольшим при довольно большом объёме работ на земле и расходе материала на проведение соединения стержней шиной.
Для производства глубинных электродов использовать можно любые материалы, имеющие минимальные размеры, указанные в таблице 2.
Следует обратить внимание, что в таблице 2 не присутствует арматуры с так называемым периодическим профилем, которую обычно применяют для выполнения армирования бетона. Стержни такого рода арматуры совершенно не подходят для глубинного заземления, поскольку при вбивании в землю они разрыхляют её возле себя, что ведет к повышению сопротивления.
Таблица 2-рая Минимальные размеры электродов заземляющих с точки зрения механической и коррозионной стойкости
Материал | Поверхность | Профиль | Минимальный размер | |||
Диаметр, мм | Площадь сечения, мм2 | Толщина, мм | Толщина покрытия, мк | |||
Сталь | Черный1 металл без антикоррозионного покрытия | Прямоугольный2 |
| 150 | 5 |
|
Угловой |
| 150 | 5 |
| ||
Круглые стержни для заглублённых электродов3 | 18 |
|
|
| ||
Круглая проволока для поверхностных электродов4 | 12 |
|
|
| ||
Трубный | 32 |
| 3.5 |
| ||
Горячего цинкования5 или нержавеющая сталь5,6 | Прямоугольный |
| 90 | 3 | 70 | |
Угловой |
| 90 | 3 | 70 | ||
Круглые стержни для заглублённых электродов3 | 16 |
|
| 70 | ||
Круглая проволока для поверхностных электродов4 | 10 |
|
| 507 | ||
Трубный | 25 |
| 2 | 55 | ||
В медной оболочке | Круглые стержни для заглублённых электродов3 | 15 |
|
| 2000 | |
С гальваническим медным покрытием | Круглые стержни для заглублённых электродов3 | 14 |
|
| 100 | |
Медь | Без покрытия5 | Прямоугольный |
| 50 | 2 |
|
Круглый провод Для поверхностных электродов4 |
| 258 |
|
| ||
Трос | 1,8 каждой проволоки | 25 |
| 5 | ||
Трубный | 20 |
| 2 |
| ||
Луженная | Трос | 1,8 каждой проволоки | 25 |
| 5 | |
Оцинкованная | Прямоугольный9 |
| 50 | 2 | 40 | |
1 Срок службы 25-30 лет при скорости коррозии в нормальных грунтах 0,06 мм/год. 2 Прокат или нарезанная полоса со скругленными краями. 3 Заземляющие электроды рассматриваются как заглублённые, когда они установлены на глубине более 0,5 м. 4 Заземляющие электроды рассматриваются как поверхностные, когда они установлены на глубине не более 0,5 м. 5 Может так же использоваться для электродов, уложенных (заделанных) в бетоне. 6 Применяется без покрытия. 7 В случае использования проволоки, изготовленной методом непрерывного горячего цинкования, толщина покрытия в 50 мк принята в соответствии с настоящими техническими возможностями. 8 Если экспериментально доказано, что вероятность повреждения от коррозии и механических воздействий мала, то может использоваться сечение 16 мм2. 9 Нарезанная полоса со скруглёнными краями. | ||||||
Хомуты оцинкованные для проведения скрепления заземлителей
Осуществление соединения оцинкованного стержня с также оцинкованной полосой с помощью хомута на болтах
С целью соединения контурных стержней с шиной заземления и соединителями используются два способа:
— в случае использования оцинкованного проката можно применять соединение без применения сварки, при помощи обжимных резьбовых хомутов. Причём место соединения обязательно должно быть защищенным от коррозии при помощи антикоррозийного бинта, либо обмазки горячим битумом;
— при применении проката из черной стали без каких-либо покрытий он соединяется с помощью использования дуговой электросварки.
Проведение антикоррозийной обработки соединения на хомутах
Касаемо провода (так называемый защитный проводник), что подключают непосредственно к заземляющей конструкции (то есть к шине заземления), лучше всего применять провод из меди. Размер минимального сечения заземляющего провода следует выбирать по таблице 3. К примеру, если попросту подключить провод из меди к стальной шине при помощи резьбового оцинкованного соединения, причём соединение находится в распределительной пластиковой коробке, сам же провод скрыт в пластиковой гофре, то такого рода подключение надо считать плохо защищённым от коррозийного воздействия, поскольку оно напрямую контактирует с воздухом. Однако соединение заземлительного контура такого рода и проводника защищено механически, а значит минимально возможное сечение провода из меди будет равным 10 миллиметрам2. Детали по обустройству защитного домового заземления собственноручно приведены в статье под названием «Монтаж контура заземления самостоятельно».
Наличие защиты | Сечение провода мм2 | |
Механически защищенные | Механически незащищённые | |
Защищённые от коррозии | 6 | 16 |
Незащищённые от коррозии | 10 | 25 |
Всего комментариев: 0
Устройство заземления. Виды и особенности. Правила и монтаж
Большая часть домов в нашей стране оснащена системой электропередач, не имеющей заземления, по старому образцу. Необходимо помнить, что работа современных бытовых устройств без наличия заземляющего контура способствует возникновению в их деятельности различных неисправностей, и, как следствие, выходу из строя. Владельцам домов приходится самостоятельно производить устройство заземления, которое необходимо для создания электробезопасности.
Основной задачей заземления является отключение напряжения сети при возникновении утечки тока. Это может быть выражено в виде прикосновения человека к токоведущим частям, повреждения изоляции электрических проводов. Другой, не менее важной функцией заземления является создание нормальных условий для работы бытовых электрических устройств.
Некоторые устройства требуют кроме заземляющего контакта в розетке, еще и прямого подключения к шине заземления. Для этого имеются специальные зажимы.
Например, микроволновая печь может создавать фон, опасный для человека, если ее не подключить напрямую к заземляющей шине. На задней стенке корпуса печи может находиться специальная клемма для заземления. А если прикоснуться влажными руками к стиральной машине без заземления, то руки может неприятно щипать. Решить эту проблему можно только, подключив «землю» на корпус стиральной машины. С электрической духовкой ситуация похожа на предыдущие случаи.
Также своеобразно реагирует на наличие заземления бытовой компьютер. Если сделать заземление на корпус системного блока, то может повыситься скорость Интернета, и исчезнут всевозможные зависания.
Не менее важным является устройство заземления в частных домах. Тем более, если дом деревянный. Все дело в возможных ударах молнии. На частных усадьбах много различных частей, которые притягивают молнии: скважины, трубы, колодцы и т. д. При отсутствии молниеотвода и контура заземления, удар молнии с большой вероятностью может привести к пожару. Обычно в сельской местности нет пожарной части, или она удалена, поэтому жилые и подсобные помещения могут пострадать или полностью выгореть за короткий срок. Вместе с заземлением рекомендуется выполнять устройство молниеотвода.
Правила устройство заземления
Искусственные системы заземления используют в случаях, когда естественные элементы заземления не удовлетворяют правилам. В качестве естественных элементов могут служить водопроводные стальные трубы, находящиеся в земле, артезианские скважины, элементы зданий из металла, соединенные с землей и т.п.
Запрещается применять бензопроводы, нефтепроводы и газопроводные трубы в виде естественных заземлителей.
Для самодельных элементов заземления рекомендуется использовать металлический уголок 50 х 50 мм, в длину 3 метра. Эти отрезки забивают в землю в траншее, имеющей глубину 0,7 метра. При этом оставляют 10 см отрезков над дном. К ним приваривают проложенный в траншее стальной пруток диаметром от 10 до 16 мм, либо стальную полосу аналогичного сечения по всему контуру объекта.
По правилам в электрических установках до 1000 вольт сопротивление контура заземления должно быть не выше 4 Ом. Для установок более 1000 вольт сопротивление заземления должно быть не выше 0,5 Ом.
Варианты и особенности
Всего существует 6 систем заземления, но в частных постройках используется чаще всего 2 схемы: TN — C — S и TT. В последнее время популярна первая из этих систем. В ней имеется глухозаземленная нейтраль. Шина РЕ и нейтраль N проводится одним проводом РЕN, на входе в здание устройство заземления разделяется на отдельные ветки.
В такой схеме защита осуществляется электрическими автоматами, при этом не обязательно монтировать устройства защитного отключения. Недостатком такой схемы можно назвать следующий момент. Если повреждается проводник РЕN между подстанцией и домом, то на шине заземления в доме возникнет напряжение фазы. При этом оно не отключается никакой защитой. В связи с этим правила требуют обязательное наличие механической защиты проводника РЕN, и резервное заземление на столбах через каждые 200 метров.
Однако, в селах электрические сети в основном не удовлетворяют этим требованиям. Поэтому целесообразно применять схему ТТ. Эту схему лучше применять для отдельных построек, имеющих грунтовый пол, так как есть вероятность прикосновения сразу к заземлению и грунту, что опасно при схеме TN – C — S.
Отличие состоит в том, что «земля» идет на щит от индивидуального заземления, а не от подстанции. Эта система более устойчива к возникновению повреждений защитного проводника, но требует обязательной установки устройства защитного отключения. Иначе не будет защиты от удара током. Поэтому правила называют такую схему резервной.
Монтаж заземления
Устройство заземления существует двух видов, отличающиеся способом монтажа и свойствами материалов. Один вид состоит из модульной штыревой конструкции заводского исполнения с несколькими электродами, а второй вид выполняется самостоятельно из кусков металлопроката. Эти виды отличаются заглубленными частями, а надземная часть и проводники аналогичны друг другу.
Устройство заземления приобретенное в торговой сети, имеет свои преимущества:
- Продается комплектом, элементы набора разработаны специалистами с соблюдением всех требований правил, изготовлены на заводском оборудовании.
- Не требуются сварочные работы, и почти не нужны земляные работы.
- Дает возможность углубиться в землю на значительную глубину с получением малого сопротивления всего устройства заземления.
Устройство заземления заводского исполнения имеет недостаток это высокая стоимость набора.
Материалы и инструменты
Заземлители, изготовленные самостоятельно, должны быть выполнены из оцинкованного металлопроката: прутка, уголка, либо трубы.
Купленные наборы состоят из омедненных штырей с резьбой. Они соединяются муфтами из латуни. Провод заземления соединяется со штырем зажимом из нержавейки с применением специальной пасты. Заземлители запрещается смазывать или окрашивать.
При выборе сечения проката необходимо учесть тот факт, что при воздействии коррозии со временем сечение уменьшится.
Наименьшие сечения проката выбираются:
- Оцинкованный пруток – 6 мм.
- Пруток из металла без покрытия – 10 мм.
- Прямоугольный прокат – 48 мм2.
Штыри соединяют полосой, проволокой или уголком. Ими подводят заземление до электрического щита. Размеры соединяющего проката: пруток – диаметром 5 мм, прямоугольный профиль – 24 мм2.
Сечение провода заземления в здании не должно быть меньше сечения провода фазы. К этим проводникам имеются требования по диаметру жил:
- Алюминиевый без изоляции – 6 мм.
- Медный без изоляции – 4 мм.
- Изолированный алюминиевый – 2,5 мм.
- Изолированный медный – 1,5 мм.
Для соединения всех проводников заземления нужно применять заземляющие шины, выполненные из электротехнической бронзы. По схеме ТТ элементы щита крепятся на стенку ящика.
Заземлители, изготовленные самостоятельно, забивают в землю кувалдой, а заводские элементы с помощью отбойного молотка. В обоих вариантах целесообразно использовать стремянку. Прокат из черного металла сваривается ручной сваркой.
Земляные работы
Заземлители располагают от фундамента на расстоянии 1 метра. Размечается контур заземления в виде треугольника, окружности или линии. Расстояние между штырями должно быть не менее 1,2 м. Рекомендуется сделать треугольник с 3-метровой стороной, и длиной штырей 3 метра.
Затем копают траншею глубиной 0,8 м. Ее ширина должна быть удобной для сварки проводников. Чаще всего делают траншею шириной 0,7 м.
Подготовка электрода (штыря)
Электрод заостряется с помощью болгарки. Если металлопрокат, бывший в употреблении, то необходимо его очистить от старого покрытия. На штырь заводского исполнения навинчивается острая головка, место соединения смазывается специальной пастой.
Заглубление электродов
Электроды забивают в землю с помощью кувалды. Начинать удары лучше, находясь на стремянке или подмостьях. При мягком металле удары наносят через деревянные бруски. Штыри забиваются не до конца, над поверхностью дна оставляют 10-20 см для выполнения соединения с контуром.
Заводские электроды забивают отбойным молотком. После заглубления штыря, на него навинчивают муфту и другой заземлитель. Далее процесс повторяют до достижения необходимой глубины.
Соединение электродов
Штыри обычно соединяют полосой 40 х 4 мм. Для проката из черного металла используют сварочное соединение, так как болты быстро подвергнутся коррозии, что увеличит сопротивление контура. Сваривать необходимо качественным швом.
Заземление от готового контура проводится полосой к дому, загибается и крепится на фундаменте. На краю полосы приваривают болт для крепления провода от щита.
На последний электрод монтируется крепежный хомут и закрепляется провод. Зажим герметизируют специальной лентой.
Засыпка траншеи
Для засыпания траншеи целесообразно использовать плотную однородную почву.
Устройство заземления, приобретенное в магазине, с одним штырем, может иметь в комплекте пластмассовый колодец для ревизии.
Проведение в щит
Распределительный щит фиксируется на стене здания, кроме мест с высокой влажностью. Сквозь стены провод проводят с применением трубных гильз. В щитке провод заземления соединяется с заземляющей шиной, установленной на корпусе щита, болтовым соединением.
Сопротивление заземления проверяют мультиметром. Если оно оказывается больше 4 Ом, то нужно увеличить число электродов. На разъем шины заземления также подключаются провода заземления в желтой изоляции, которые приходят в щит от потребителей. При присоединении светильников, розеток, различных устройств желтые провода заземления также подключают к своим клеммам. Например, в розетках такая клемма с винтом расположена в центре.
Похожие темы:
HeatSpring Magazine - 4-этапное руководство по проектированию геотермальных систем
Первая часть к пониманию любого аспекта геотермальной промышленности, будь то маркетинг, продажи, дизайн или установка, - это понять, как работает технология и как она устроена. Понимая процесс проектирования, даже если вы никогда не собираетесь заниматься дизайном самостоятельно, вы лучше поймете, как продается технология, будете уверены в разговоре с клиентами, будете знать, какую информацию необходимо собрать при посещении объекта, а какую у потенциальных клиентов больше, чем у других.Если вы планируете работать над установкой, понимание конструкции даст вам знания, необходимые для понимания различных частей установки и их стоимости.
Если вы новичок в отрасли геотермальных тепловых насосов, прочтите список литературы по геотермальной энергии 101. В нем есть бесплатные инструменты и статьи по проектированию и установке геотермальных источников, а также по передовым методам продаж и маркетинга. Вот еще несколько бесплатных ресурсов:
Бесплатный мини-курс: Установка и ввод в эксплуатацию систем геотермального мониторинга в реальном времени
Статья: Уроки, извлеченные из определения размеров контура заземления на основе более 100000 часов данных геотермального мониторинга в реальном времени
Статья: Уроки, извлеченные из эксплуатации COP на основе более 100 000 часов геотермальных данных в реальном времени
Статья: Контракты на основе результатов - будущее геотермальной энергетики в жилых домах
Вот четыре основных этапа проектирования геотермального теплового насоса.В этой статье речь пойдет о жилом доме на одну семью.
4 ступени
- Расчет потерь / усиления тепла
- Тепловой насос размера
- Размер поля цикла
- Размер центра распределения воздуха / воды
Шаг 1: Расчет тепловых потерь / прироста
Промышленным стандартом для жилых зданий является Руководство ACCA J. По словам Райана Карда, недостаточное количество времени на расчет потерь / теплопередачи является одной из главных ошибок, которые допускают проектировщики геотермальной энергии.
Давайте просто сосредоточимся на потерях тепла в этом примере, а не на охлаждении. Руководство по ACCA J предоставит вам как блочную нагрузку для всего дома, так и оценку потерь тепла для каждой комнаты. От 16 до 23 БТЕ на квадратный фут в час - стандартное практическое правило. Основными движущими силами являются климат и качество строительства, хотя строительная площадка также может иметь небольшое влияние, особенно если здание стремится использовать пассивную солнечную энергию.
Следовательно, мы можем предположить, что здание площадью 1900 квадратных футов в штате Мэн может иметь пиковую потерю тепла 20 БТЕ на квадратный фут в час.Таким образом, наши максимальные потери тепла, которые мы будем использовать для определения размеров теплового насоса, будут умножены на 1900 на 20, что составит 38000 БТЕ в час.
Шаг 2. Выбор теплового насоса
Нам необходимо производить 38 000 БТЕ / ч, чтобы удовлетворить потребности в тепле. Мы будем использовать это число, чтобы выбрать тепловой насос, способный выдержать нагрузку. 12 000 БТЕ в час - это одна тонна мощности, поэтому нам понадобится 3-тонная установка. Имейте в виду, что номинальные характеристики тепловых насосов разных производителей будут отличаться, и не все 3-тонные тепловые насосы будут производить точно 36 000 БТЕ в час.Однако это солидная оценка. Чтобы найти тепловой насос, отвечающий вашим потребностям в отоплении, вам нужно будет проверить лист технических характеристик каждого производителя.
Шаг 3. Определение размера поля цикла
Ключевыми переменными при определении размера области контура являются температура воды и количество воды. В этом примере мы будем обсуждать только системы с обратной связью. Стандартной практикой является определение размера поля контура для минимальной температуры воды на входе (EWT) 30 ° F в наихудшем сценарии.
Основными факторами, определяющими, сколько футов ствола вам понадобится или футов горизонтальной трубы, является температура на глубине в вашем регионе, характеристики почвы и характеристики площадки. В северном климате с преобладанием тепла обычно требуется от 150 до 200 футов вертикального ствола на тонну. На шаге 2 мы указали 3-тонный агрегат, поэтому можно предположить, что нам потребуется 600 футов ствола (200 футов умноженные на 3).
При определении размеров самого контура необходимо учитывать расход, который потребуется тепловому насосу.Это повлияет на размеры трубы и размер циркуляционного насоса, который вы выберете для циркуляции жидкости. На каждую тонну теплопроизводительности потребуется 3 галлона в минуту (галлонов в минуту) потока. 3 тонны равняются 9 галлонам в минуту.
Шаг 4. Определение размера распределительной системы
Промышленным стандартом является использование руководства ACCA D для определения размера системы воздуховодов, если вы используете систему воздух-вода. Для расчета размеров воздуховодов вам также понадобится инструкция ACCA Manual J для отдельных помещений. 400 кубических футов в минуту (CFM) на тонну - это стандартный объем необходимого воздушного потока.Таким образом, нам нужно будет поставить в этот дом 1200 кубических футов в минуту (400 умноженных на 3 тонны). Также необходимо пропорционально обогревать каждую комнату. Например, если на ванную комнату приходится 10% теплопотерь всего дома (см. Руководство ACCA J для каждой комнаты), вам необходимо подать 120 кубических футов в минуту в это пространство (1200, умноженное на 10%).
Дополнительные темы не рассматриваются
Это был краткий обзор основ дизайна и не затрагивал многие более сложные темы. Пара, но не все, включает:
- Малый агрегат против большого агрегата - Часто при выборе теплового насоса вы будете иметь тепловые потери дома, которые находятся между меньшим агрегатом (3 или 4 тонны) и большим агрегатом (6 тонн) и вами вам нужно будет принять решение между установкой небольшого блока, который будет время от времени использовать электрическое тепло, но будет иметь меньшее и более дешевое поле контура, или большего блока, который сможет производить много БТЕ, но будет иметь большой и дорогой контур поле.
- Компромисс контура заземления - Контур заземления - самая дорогая часть геотермальной установки, и сокращение его длины существенно снизит затраты на установку. Используя термоусиленный раствор, конструкторы могут увеличить теплопроводность петли, позволяя ей быстрее извлекать больше БТЕ из земли, а это означает, что требуется меньше футов ствола. Однако термоусиленный раствор стоит дорого, поэтому важно понимать, какой компромисс между большим количеством раствора и меньшим количеством футов внутреннего диаметра.
- T Типичная стоимость установки - Стоимость установки геотермальной энергии сильно различается в зависимости от рынка, нового или старого строительства, а также от того, использует ли система вертикальный или горизонтальный контур.
8 правил заземления печатных плат | EAGLE
Заземление не так уж важно, правда? Это просто фундамент, на котором мы строим все наши электронные устройства. Но как насчет этих сигналов! По правде говоря, заземление - самая важная часть всего вашего дизайна, и мы все склонны игнорировать его, пока это не станет огромной проблемой.Без стабильного заземления вы никогда не будете передавать чистые сигналы от одного устройства к другому.
Может быть, вы разработали цифровое устройство с некоторыми отклонениями в вашей среде, и данные все еще могут безопасно перемещаться. Однако рассмотрите что-то вроде высоконадежной медицинской системы. Если на это устройство попадает высоковольтный заряд электростатического разряда, лучше надеяться, что вы правильно спроектировали свое заземление. В таких чувствительных электронных устройствах правильное заземление может означать разницу между жизнью и смертью.
Вот 8 правил заземления печатных плат, которыми вы можете следовать своей инженерной жизни, держите их в заднем кармане!
# 1 - Ничего не оставлять без привязки
Ничего не должно оставаться незакрепленным на вашей топологии печатной платы. Если на вашей плате есть свободное пространство, заполните его медью и переходными отверстиями для соединения с заземляющим слоем. Это создаст структурированный путь для всех ваших сигналов, чтобы эффективно добраться до земли.
# 2 - Никогда не режьте слой земли
Большинство инженеров, работающих над четырехслойными платами, имеют специальный слой заземления.Это отлично работает, если вы не прокладываете трассировки на этом слое. Как только вы это сделаете, вы фактически создали контур заземления. Всегда держите слой земли целым.
Этот обратный путь стал громоздким из-за самолета с зазором. (Источник изображения)
# 3 - Всегда обеспечивайте общую точку заземления
Электронная система, будь то одноплатная или многоплатная система, нуждается в одной точке для объединения всех заземлений. Это может быть металлический каркас на шасси или специальный слой заземления на вашей печатной плате.Часто можно услышать, что эта точка общего заземления называется заземлением звезды.
(Источник изображения)
# 4 - Минимизировать серийные переходные отверстия
Обязательно минимизируйте последовательные переходные отверстия на дорожках заземления и вместо этого отправьте заземление компонентов непосредственно на выделенную заземляющую плоскость. Чем больше переходных отверстий вы добавите на свою плату, тем с большим сопротивлением вам придется иметь дело. Это особенно важно для быстрых переходных токов, которые могут превратить путь полного сопротивления в перепад напряжения.
# 5 - Заземление перед разводкой
Плохо спроектированное заземление подвергает опасности все ваше устройство. То же самое нельзя сказать о нарушении единственного сигнала. Убедитесь, что вы правильно спроектировали землю, прежде чем выполнять любую трассировку. Это послужит основой для всего процесса маршрутизации.
# 6 - Знайте, куда идут ваши токи
Многие разработчики думают только о том, куда направляется их сигнал, но у каждого сигнала есть обратный путь, который проходит через землю.Как отправляющий, так и обратный путь вашего сигнала будут иметь одинаковый ток, что может повлиять на стабильность мощности и отскок земли. Вы можете использовать закон Кирхгофа, чтобы понять, как ток будет проходить по вашей цепи.
(Источник изображения)
# 7 - План динамического отклонения между землями
Всегда планируйте динамическое отклонение при отправке заземляющих соединений между платами в многоплатной системе. Это особенно актуально при работе с приложениями, требующими кабелей большой протяженности.В таких ситуациях вы можете использовать низковольтные дифференциальные сигналы, оптические изоляторы и синфазные дроссели, чтобы контролировать отклонения.
# 8 - Не забывайте планировать этаж для смешанных сигналов
Аналоговые части вашей платы необходимо хранить отдельно. Сюда входят аналого-цифровые преобразователи и цифро-аналоговые преобразователи. При разработке «плана этажа» вашей печатной платы убедитесь, что эти области изолированы. Земля АЦП может быть связана с общей точкой заземления, откуда цифровые сигналы могут передаваться на другие части вашей печатной платы.
(Источник изображения)
Когда сомневаешься, опровергай его
Земля - это фундамент всего вашего дома электроники. Об этом легко забыть, сосредоточив все внимание на маршрутизации сигналов. Однако без четкого обратного пути все время, потраченное на беспокойство о сигналах, будет потрачено зря. Не игнорируйте свою почву, пока она не станет проблемой, сделайте это своим приоритетом! Живите по 8 правилам, указанным выше, и у вас будет прочный фундамент, на котором можно расти до конца своей инженерной жизни.
Подпишитесь сегодня и начните заземление завтра.
Изолятор контура заземления на целлет, портативный 3,5-миллиметровый разъем между гнездом и гнездом Aux Аудио-шумовой фильтр Изолятор контура заземления (кабель 12 дюймов, штекер 3,5 мм в комплекте) - Walmart.com
БЕСПЛАТНО на следующий день Доставка!
"," tooltipDuration ":" 5 "," tempUnavailableMessage ":" Скоро вернусь! "," TempUnavailableTooltipText ":"Мы прилагаем все усилия, чтобы снова начать работу.
- Временно приостановлено в связи с высоким спросом.
- Продолжайте проверять наличие.