Как рассчитать контур заземления

Прошли те времена, когда застройщики и не слыхали о контуре заземления. Сейчас они прекрасно знают, что нужно думать о своей безопасности, о защите многочисленного оборудования, в приобретение которого были вложены немалые деньги. Чтобы заземляющий контур максимально эффективно выполнял свои функции, его нужно грамотно рассчитать. Все, о чем пойдет речь ниже, как раз и посвящено решению этого вопроса.

Содержание

Исходные для расчета контура заземления
- Материал, требуемый для устройства контура заземления
Что мы должны иметь по окончании расчета сопротивления контура заземления
- Рассчитываем нужное количество стержней
Измерение контура заземления

Исходные для расчета контура заземления

Заземление призвано осуществлять главнейшее назначение: снизить напряжение до такой степени, чтобы при контактировании с корпусом электроприборов, оно не составляло угрозы для обитающих в жилище. Конфигурацию и сопротивление контура заземления дома определяют:

длиной и числом электродов;
длиной диапазона, на котором они располагаются по отношению друг к другу. Замерив электрод по длине и взяв от результата 2,2 части, получим расстояние, меньше которого не допускается;
глубиной установки электродов, а регламентируется она 70 см и не меньше;
электропроводящими свойствами земли на этом конкретном участке.

Поэтому в расчете будут участвовать эти исходные.

Материал, требуемый для устройства контура заземления

Прежде чем начинать расчет контура заземления, необходимо продумать из чего он будет создаваться и затем выполнять расчет для выбранного материала. Контур заземления устраивают из:

труб со стенками минимум 0,35 см;
арматуры или круга. Подходит прокат диаметром не менее 1,6 см;
металлического уголка с полками не тоньше 0,4 см.

Связующим звеном между электродами служит полоса стальная с размерами 0,4х1,2 см. Заземляющие электроды размещают:

в ряд;
треугольником;
наподобие квадрата или иной геометрической фигуры.

Что мы должны иметь по окончании расчета сопротивления контура заземления

Выполнение расчета контура заземления — это не вопрос теории, плодом наших усилий будет ответ на вполне практические вопросы:

сколько же заземляющих стержней будет размещено в монтируемом нами контуре;
для полосы, соединяющей их, мы найдем длину.

Главнейший параметр при расчете контура заземления — это его сопротивление. В ПУЭ на этот счет есть такие указания:

для электросети с напряжением 220 В — 8 Ом;
с напряжением 380 В — 4 Ом.

Формула, по которой будем рассчитывать, имеет вид: R= R0/ ?в*N:

R0 здесь обозначает сопротивление отдельно взятого электрода;
R — сопротивление в целом;
?в — коэффициент, характеризующий востребованность электрической цепи, другими словами — коэффициент использования заземлителей;
N — количество электродов в контуре заземления.

А вот формула, по которой мы определим сопротивление одного составляющего электрической цепи:

где:

?экв — обозначает удельное сопротивление грунта эквивалентное. Измеряется в Ом*м. Определить его можно из таблицы. Подходит она в том случае, если грунт однородный;

L — длина заземляющего стержня. Чем больше ?экв, тем больше L . Если грунт такой, что электроды, длину которых мы рассчитали,в него не войдут, то выход в увеличении их количества;
d — диаметр электрода;
Т — длина промежутка земля-середина электрода.

При этом последние 3 значения берем в м. Если грунт имеет неоднородное строение и состоит из 2 слоев, то придется делать расчет по формуле:

В этой формуле: ? — коэффициент сезонный климатический; удельное сопротивление 1 и 2 слоя земли обозначается соответственно ?1 и ?2; символом ? обозначено толщину 1 слоя; t — глубина траншеи, которую необходимо вырыть под электрод. Значение ? найдем, воспользовавшись таблицей:

Устройство контура заземления при данных обстоятельствах выполняется при опускании стержней на всю толщу 1 слоя и частичном задействовании второго.

Рассчитываем нужное количество стержней

Для того чтобы узнать, сколько же стержней нам потребуется, определим из ниже приведенной таблицы Rн, т.е. сопротивление нормируемое:

Если параллельно расположенный элемент не брать во внимание, то количество стержней определяется так:

берем сопротивление R0;
умножаем его на коэффициент климатический сезонный ?;
делим произведение на нормируемое сопротивление Rн.

n0 = R0/ ? х Rн. Теперь уделим внимание параллельному заземлителю. Вот так выглядит формула для определения его сопротивления:

Для вычислений потребуются данные о длине стержня. Для заземлителей, расположенных в ряд и по контуру, формулы разные. В 1 случае Lг определим так:

от найденного ранее n0, отнимаем 1;
умножаем полученное на a — промежуток между стержнями.

Во 2 случае Lг = a . Теперь у нас есть все данные для определения сопротивления стержней, расположенных перпендикулярно к земле — Rв, учитывая горизонтальные заземлители. Для этого:

умножаем сопротивление горизонтального заземлителя Rг на нормируемое сопротивление Rн;
затем находим разницу между Rг и Rн;
умножаем первый результат на второй.

Осталось подставить полученное в формулу и найти общее количество заземлителей:

здесь:

?в — коэффициент использования. На его значение влияет пролет между электродами. В случае, если в качестве заземляющих электродов выбраны трубы выстроенные в одну линию и объединенные полосой, то значение коэффициента можно выбрать из таблицы;

n — количество заземляющих электродов;
если в результате получится число дробное, то результат округлим в сторону большую.

Измерение контура заземления

Чтобы полностью удостовериться в безупречной работе заземления, необходимо произвести измерения контура заземления, для чего существуют специально предназначенные для этого приборы. Своевременно проведенные измерения помогут:

эксплуатировать электроприборы, не опасаясь поражения электрическим током;
своевременно выявить слабые параметры и характеристики, ведь могут измениться характеристики грунта или вдруг заржавеет какой-то элемент.

Контур заземления, схема которого приведена ниже, подходит идеально для частного дома.

Опыт показывает, что для среднестатистического особняка достаточно 3 электродов, которые в плане создают равнобедренный треугольник со сторонами 120 см.

О заземлении и его составляющих доступным языком, вы узнаете из этого видео: