En av de viktigste grunnene til å beregne jording og installasjon er at den beskytter mennesker, apparater i huset mot overspenning. Hvis lynet plutselig slår ned i et hus eller av en eller annen grunn er strømstøt i nettverket, men samtidig er det elektriske systemet jordet, vil all denne overflødige strømmen gå i bakken, ellers vil det være en eksplosjon som kan ødelegge alt i sin vei.
Elektrisk beskyttelsesutstyr
Vekst i strømforbruk på alle områder av livet, hjemme og på jobb, krever klare sikkerhetsregler for menneskeliv. Tallrike nasjonale og internasjonale standarder regulerer kravene til konstruksjon av elektriske systemer for å sikre sikkerheten til mennesker, kjæledyr og eiendom ved bruk av elektriske apparater.
Elektrisk beskyttelsesutstyr installert under bygging av boliger og offentlige bygninger må kontrolleres regelmessig for å sikre pålitelig drift i mange år. Brudd på sikkerhetsregler i elektriske systemer kan ha negative konsekvenser: trussel mot menneskers liv, ødeleggelse av eiendom ellerødeleggelse av ledninger.
Sikkerhetsforskrifter setter følgende øvre grenser for sikker menneskelig kontakt med strømførende overflater: 36 VAC i tørre bygninger og 12 VAC i våte områder.
jordingssystem
Jordingssystem er et helt nødvendig teknisk utstyr for ethvert bygg, så det er den første elektriske installasjonskomponenten som installeres i et nytt anlegg. Begrepet jording brukes i elektroteknikk for målrettet å koble elektriske komponenter til jord.
Beskyttende jording beskytter personer mot elektrisk støt ved berøring av elektrisk utstyr i tilfelle feil. Master, gjerder, verktøy som vannrør eller gassrørledninger må kobles til med en beskyttelseskabel ved å koble til en terminal eller jordingsstang.
Problemer med funksjonell beskyttelse
Funksjonell jording gir ikke sikkerhet som navnet tilsier, i stedet skaper den uavbrutt drift av elektriske systemer og utstyr. Funksjonell jording sprer strøm og støykilder til jordtestadaptere, antenner og andre enheter som mottar radiobølger.
De bestemmer felles referansepotensiale mellom elektrisk utstyr og enheter og forhindrer dermed ulike funksjonsfeil i private hjem, som TV eller lysflimmer. Funksjonell jording kan aldri utføre beskyttelsesoppgaver.
Alle krav til beskyttelse mot elektrisk støt finnes i nasjonale standarder. Å etablere en beskyttende jord er avgjørende og har derfor alltid forrang fremfor funksjonell.
Ultimat motstand for beskyttelsesenheter
I et system som er trygt for mennesker, må verneinnretninger fungere så snart feilspenningen i systemet når en verdi som kan være farlig for dem. For å beregne denne parameteren kan du bruke spenningsgrensedataene ovenfor, velg gjennomsnittsverdien U=25 VAC.
Feilstrømbrytere installert i boligområder vil norm alt ikke slå ut til jord før kortslutningsstrømmen når 500 mA. Derfor, i henhold til Ohms lov, med U=R1 R=25 V / 0,5 A=50 ohm. Derfor, for å beskytte sikkerheten til mennesker og eiendom, må jorden ha en motstand på mindre enn 50 ohm, eller R earth<50.
Elektrodens pålitelighetsfaktorer
I henhold til statlige standarder kan følgende elementer betraktes som elektroder:
- vertik alt innsatte stålpeler eller rør;
- horisont alt lagt stålstrimler eller wirer;
- innfelte metallplater;
- metallringer plassert rundt fundamenter eller innebygd i fundamenter.
Vannrør og andre underjordiske tekniske nettverk av stål (hvis det er avtale med eierne).
Pålitelig jording med motstand mindre enn 50 ohm avhenger av tre faktorer:
- Landutsikt.
- Type- og jordmotstand.
- Jordlinjemotstand.
Beregningen av jordingsanordningen må begynne med bestemmelse av jordresistiviteten. Det avhenger av formen på elektrodene. Jordresistivitet r (gresk bokstav Rho) uttrykkes i ohmmeter. Dette tilsvarer den teoretiske motstanden til en 1 m jordingssylinder2, hvis tverrsnitt og høyde er 1 m. blir høyere). Eksempler på jordresistivitet i Ohm-m:
- myrjord fra 1 til 30;
- løs jord fra 20 til 100;
- humus fra 10 til 150;
- kvartssand fra 200 til 3000;
- myk kalkstein fra 1500 til 3000;
- gressjord fra 100 til 300;
- steinete land uten vegetasjon - 5.
Installasjon av jordingsenhet
Jordsløyfen er montert fra en struktur bestående av stålelektroder og koblingslister. Etter nedsenking i bakken kobles enheten til husets elektriske panel med en ledning eller en lignende metallstrimmel. Jordfuktighet påvirker plasseringsnivået til strukturen.
Det er et omvendt forhold mellom armeringsjernslengde og grunnvannstand. Maksimal avstand fra byggeplassen varierer fra 1 m til 10 m. Elektroder for jordingsberegning skal gå inn i bakken under jordfryselinjen. For hytter er kretsen montert ved hjelp av metallprodukter: rør, glatt armering, stålvinkel, I-bjelke.
Formen deres må tilpasses for dyp inntrengning i bakken, armeringens tverrsnittsareal er mer enn 1,5 cm2. Forsterkningen er plassert på rad eller i form av forskjellige former, som direkte avhenger av stedets faktiske plassering og muligheten for å montere en beskyttelsesanordning. Opplegget rundt omkretsen av objektet brukes ofte, men den trekantede jordingsmodellen er fortsatt den vanligste.
Til tross for at beskyttelsessystemet kan lages uavhengig av det tilgjengelige materialet, kjøper mange husbyggere fabrikksett. Selv om de ikke er billige, er de enkle å installere og holdbare i bruk. Vanligvis består et slikt sett av kobberbelagte elektroder 1 m lange, utstyrt med en gjenget tilkobling for montering.
Total strekberegning
Det er ingen generell regel for å beregne nøyaktig antall hull og dimensjoner på jordstripen, men utladningen av lekkasjestrømmen er definitivt avhengig av materialets tverrsnittsareal, så for alt utstyr, er størrelsen på jordstripen beregnet på strømmen som vil føres av denne stripen.
For å beregne jordsløyfen, beregnes først lekkasjestrømmen og strimmelstørrelsen bestemmes.
For det meste elektrisk utstyr som transformator,dieselgenerator osv., størrelsen på nøytral jordingsstrimmel må være slik at den kan håndtere nøytralstrømmen til dette utstyret.
For eksempel, for en 100kVA transformator, er den totale belastningsstrømmen omtrent 140A.
Den tilkoblede stripen må kunne bære minst 70A (nøytral strøm), som betyr at en 25x3mm stripe er tilstrekkelig til å bære strømmen.
Det brukes en mindre stripe for å jorde kabinettet, som kan føre en strøm på 35 A, forutsatt at det brukes 2 jordgroper for hvert objekt som reservebeskyttelse. Hvis en stripe blir ubrukelig på grunn av korrosjon, som bryter integriteten til kretsen, flyter lekkasjestrømmen gjennom det andre systemet og gir beskyttelse.
Beregning av antall beskyttelsesrør
Jordingsmotstanden til en enkelt elektrodestav eller rør beregnes i henhold til:
R=ρ / 2 × 3, 14 × L (log (8xL / d) -1)
Hvor:
ρ=Jordmotstand (ohmmeter), L=Elektrodelengde (meter), D=Elektrodediameter (meter).
Grunnberegning (eksempel):
Beregn motstanden til den jordisolerende stangen. Den har en lengde på 4 meter og en diameter på 12,2 mm, en egenvekt på 500 ohm.
R=500 / (2 × 3, 14 × 4) x (Logg (8 × 4 / 0, 0125) -1)=156, 19 Ω.
Jordingsmotstanden til en enkelt stang eller rørelektrode beregnes som følger:
R=100xρ / 2 × 3, 14 × L (logg (4xL / d))
Hvor:
ρ=Jordmotstand (ohmmeter), L=Elektrodelengde (cm), D=Elektrodediameter (cm).
Definisjonjordingsstruktur
Beregning av jording av en elektrisk installasjon begynner med å bestemme antall jordingsrør med en diameter på 100 mm, 3 meter lang. Systemet har en feilstrøm på 50 KA i 1 sekund og en jordresistivitet på 72,44 ohm.
Strømtetthet ved overflaten av jordelektroden:
Valmue. tillatt strømtetthet I=7,57 × 1000 / (√ρxt) A / m2
Valmue. tillatt strømtetthet=7,57 × 1000 / (√72,44X1)=889,419 A / m2
Overflatearealet på én diameter er 100 mm. 3m rør=2 x 3, 14 L=2 x 3, 14 x 0,05 x 3=0,942 m2
Valmue. strøm dissipert av ett jordrør=Strømtetthet x elektrodeoverflate.
Maks. strøm avledet av ett jordingsrør=889,419x 0,942=838A, Nødvendig antall jordingsrør=Feilstrøm / Maks.
Nødvendig antall jordrør=50000/838=60 stykker.
Jordrørmotstand (isolert) R=100xρ / 2 × 3, 14xLx (log (4XL / d))
Jordrørmotstand (isolert) R=100 × 72,44 / 2 × 3 × 14 × 300 × (log (4X300 / 10))=7,99 Ω / Pipe
Total motstand på 60 stykker jord=7,99 / 60=0,133 Ohm.
Jordstrimmelmotstand
Bakkestrimmelmotstand (R):
R=ρ / 2 × 3, 14xLx (log (2xLxL / wt))
Et eksempel på sløyfejordingsberegning er gitt nedenfor.
Beregn en strimmel 12 mm bred, 2200 meter lang,begravd i bakken på en dybde på 200 mm, er jordresistiviteten 72,44 ohm.
Motstand mot jordbånd (Re)=72, 44 / 2 × 3, 14x2200x (log (2x2200x2200 /.2x.012))=0, 050 Ω
Fra den ovennevnte totale motstanden på 60 stykker jordingsrør (Rp)=0,133 ohm. Og dette er på grunn av den grove bakkestripen. Her netto jordmotstand=(RpxRe) / (Rp + Re)
Nettomotstand=(0,133 × 0,05) / (0,133 + 0,05)=0,036 Ohm
Jordimpedans og antall elektroder per gruppe (parallellkobling). I tilfeller der én elektrode er utilstrekkelig til å gi nødvendig jordmotstand, må mer enn én elektrode brukes. Avstanden mellom elektrodene bør være ca. 4 m. Den kombinerte motstanden til de parallelle elektrodene er en kompleks funksjon av flere faktorer som antall og konfigurasjon av elektroden. Total motstand for en gruppe elektroder i forskjellige konfigurasjoner i henhold til:
Ra=R (1 + λa / n), hvor a=ρ / 2X3.14xRxS
Hvor: S=Avstand mellom justeringsstang (meter).
λ=Faktor vist i tabellen nedenfor.
n=Antall elektroder.
ρ=Jordmotstand (ohmmeter).
R=Motstand til en enkelt stang i isolasjon (Ω).
| Faktorer for parallelle elektroder på linje | |
| Antall elektroder (n) | Factor (λ) |
| 2 | 1, 0 |
| 3 | 1, 66 |
| 4 | 2, 15 |
| 5 | 2, 54 |
| 6 | 2, 87 |
| 7 | 3.15 |
| 8 | 3, 39 |
| 9 | 3, 61 |
| 10 | 3, 8 |
For å beregne jordingen til elektrodene jevnt fordelt rundt et hult kvadrat, for eksempel omkretsen av en bygning, brukes ligningene ovenfor med verdien λ hentet fra følgende tabell. For tre stenger plassert i en likesidet trekant eller i en L-formasjon, er verdien λ=1, 66
| Faktorer for hule firkantede elektroder | |
| Antall elektroder (n) | Factor (λ) |
| 2 | 2, 71 |
| 3 | 4, 51 |
| 4 | 5, 48 |
| 5 | 6, 13 |
| 6 | 6, 63 |
| 7 | 7, 03 |
| 8 | 7, 36 |
| 9 | 7, 65 |
| 10 | 7, 9 |
| 12 | 8, 3 |
| 14 | 8, 6 |
| 16 | 8, 9 |
| 18 | 9, 2 |
| 20 | 9, 4 |
Beregning av sløyfebeskyttende jording for hule firkanter utføres i henhold til formelen for tot alt antall elektroder (N)=(4n-1). Tommelfingerregelen er at parallelle stenger bør ha minst dobbelt så lang avstand for å dra full nytte av tilleggselektrodene.
Hvis separasjonen mellom elektrodene er mye større enn deres lengde, og bare noen få elektroder er parallelle, kan den resulterende jordmotstanden beregnes ved å bruke den vanlige resistansligningen. I praksis vil den effektive jordmotstanden vanligvis være høyere enn den beregnede.
Vanligvis kan en 4-elektrodegruppe gi 2,5-3 ganger forbedring.
En rekke med 8 elektroder gir vanligvis en forbedring på kanskje 5-6 ganger. Motstanden til den originale jordstangen vil reduseres med 40 % for den andre linjen, 60 % for den tredje linjen, 66 % for den fjerde.
Eksempel på elektrodeberegning
Beregning av den totale motstanden til en jordstang 200 enheter parallelt, med 4m intervaller hver, og om de er koblet i en firkant. Jordstangen er 4meter og en diameter på 12,2 mm, overflatemotstand 500 ohm. Først beregnes motstanden til en enkelt jordstang: R=500 / (2 × 3, 14 × 4) x (Log (8 × 4 / 0, 0125) -1)=136, 23 ohm.
Neste, den totale motstanden til jordstangen i mengden 200 enheter parallelt: a=500 / (2 × 3, 14x136x4)=0,146 Ra (parallell linje)=136,23x (1 + 10 × 0,146 / 200)=1,67 Ohm.
Hvis jordstangen er koblet til et hult område 200=(4N-1), Ra (på en tom firkant)=136, 23x (1 + 9, 4 × 0, 146 / 200)=1, 61 Ohm.
Ground Calculator
Som du kan se, er beregningen av jording en veldig kompleks prosess, den bruker mange faktorer og komplekse empiriske formler som kun er tilgjengelig for trente ingeniører med komplekse programvaresystemer.
Brukeren kan kun foreta en grov beregning ved å bruke nettjenester, for eksempel Allcalc. For mer nøyaktige beregninger må du fortsatt kontakte designorganisasjonen.
Allcalc online kalkulator vil hjelpe deg raskt og nøyaktig å beregne den beskyttende jordingen i en to-lags jord som består av en vertikal grunn.
Beregning av systemparametere:
- Det øverste jordlaget er svært fuktet sand.
- Klimatisk koeffisient- 1.
- Det nederste jordlaget er svært fuktet sand.
- Antall vertikale jordinger - 1.
- Toppjorddybde H (m) - 1.
- Vertikal seksjonslengde, L1 (m) - 5.
- Dybde av den horisontale seksjonen h2 (m)- 0,7.
- Koblingslistlengde, L3 (m) - 1.
- Diameter av den vertikale seksjonen, D (m) - 0,025.
- Bredde på den horisontale seksjonshyllen, b (m) - 0,04.
- Elektrisk jordmotstand (ohm/m) - 61.755.
- Motstand av én vertikal seksjon (Ohm) - 12.589.
- Lengde på den horisontale delen (m) - 1.0000.
Horisontal jordingsmotstand (Ohm) - 202.07.
Beregning av beskyttelsesjordmotstanden er fullført. Total motstand mot forplantning av elektrisk strøm (Ohm) - 11.850.
Jord gir et felles referansepunkt for mange spenningskilder i et elektrisk system. En av grunnene til at jording bidrar til å holde en person trygg er at jorden er den største lederen i verden, og overflødig elektrisitet tar alltid minst motstands vei. Ved å jorde det elektriske systemet hjemme lar en person strømmen gå ned i bakken, noe som redder livet hans og andres liv.
Uten et skikkelig jordet elektrisk system hjemme risikerer brukeren ikke bare husholdningsapparater, men også livet. Derfor er det i hvert hus nødvendig ikke bare å opprette et jordingsnettverk, men også å årlig overvåke ytelsen ved hjelp av spesielle måleinstrumenter.
