Расчет заземления: цель, правила и алгоритм вычислений

Краткие теоретические сведения.

Защитное заземление
– преднамеренное
электрическое соединение с землей или
ее эквивалентом металлических
нетоковедущих частей, которые могут
оказаться под напряжением.

Назначение
защитного заземления
– устранение опасности поражения людей
электрическим током при появлении
напряжения на конструктивных частях
электрооборудования, т.е. при замыкании
на корпус.

Принцип
действия защитного заземления
– снижение до безопасных значений
напряжений прикосновения и шага,
обусловленных замыканием на корпус.
Это достигается уменьшением потенциала
заземленного оборудования, а также
выравниванием потенциалов за счет
подъема потенциала основания, на котором
стоит человек, до потенциала, близкого
по значению к потенциалу заземленного
оборудования.

Заземляющим
устройством
называется совокупность вертикальных
заземлителей – металлических проводников,
находящихся в непосредственном
соприкосновении с землей, и горизонтальных
заземляющих проводников, соединяющих
заземляемые части электроустановки с
заземлителем.

Внутри помещений
выравнивание потенциала происходит
естественным путем через металлические
конструкции, трубопроводы, кабели и
подобные им проводящие предметы,
связанные с разветвленной сетью
заземления.

Защитному заземлению
подлежат металлические нетоковедущие
части оборудования, которые из-за
неисправности изоляции могут оказаться
под напряжением и к которым возможно
прикосновение людей. При этом в помещении
с повышенной опасностью и особо опасных
по условиям поражений током, а также в
наружных установках заземление является
обязательным при номинальном напряжении
электроустановки выше 42В переменного
и выше 110В постоянного тока, а в помещениях
без повышенной опасности – при напряжении
380В и выше переменного 440В и выше
постоянного тока. Лишь во взрывоопасных
помещениях заземление выполняется
независимо от назначения установки.

Различают заземлители
искусственные,
предназначенные исключительно для
целей заземления, и естественные
– находящиеся в земле металлические
предметы, используемые для иных целей
(проложенные в земле металлические
водопроводные трубы; трубы артезианских
скважин; металлические каркасы зданий
и сооружений и т.п.). Запрещается
использовать в качестве естественных
заземлителей трубопроводы горючих
жидкостей, горючих и взрывоопасных
газов, а также трубопроводы, покрытые
изоляцией для защиты от коррозии.
Естественные
заземлители обладают, как правило, малым
сопротивлением растеканию тока, и
поэтому использование их для целей
заземления дает большую экономию.
Недостатками естественных заземлителей
является их доступность и возможность
нарушения непрерывности соединения
протяженных заземлителей.

По форме расположения
заземлителей заземление бывает контурное
и выносное.

В
контурном заземлении
все электроды располагают по периметру
защищаемой территории. В выносных
( сосредоточенное или очаговое)
–заземлители располагают на расстоянии
друг от друга не менее длины электрода.

В соответствии с
требованиями механической прочности
и допустимого нагрева токами замыкания
на землю в установках напряжением свыше
1000В заземляющие стальные магистральные
проводники должны иметь сечение не
менее 120 мм2
, а в
установках до 1000В – не менее 100 мм2.

Дополнительная
информация (извлечения из ПУЭ – «Правила
устройства электроустановок», 2000г.)
приведена в Приложении 2.

2. Порядок
расчета.

2.1.
Определяют расчетный ток однофазного
короткого замыканияI₃
:

I₃
= U_л(35
l_к+l_в)/350(А) (1)

где
U_л
–
линейное напряжение сети, кВ;

l_к
и l_в–
длины электрически связанных кабельных
и воздушных линий; км.

2.2.
Рассчитывают необходимое сопротивление
заземляющего устройства R_зв
соответствии с табл. 11.
В случае, если R_з
больше
допустимого значения, то в дальнейших
расчетах R_зпринимают
равным допустимому значению.

2.3 Определяют
расчетное удельное сопротивление грунта
ρ_р

ρ_р
= ρ_изм
∙

, Ом∙
м
(2)

где ρ_изм
– удельное электрическое сопротивление
грунта, полученное измерением или из
справочной литературы (табл.2);
— коэффициента
сезонности,
значение
которого зависит от климатической зоны;
(для четвертой климатической зоны со
средними низшими температурами в январе
от 0 до – 5 С
и высшими в июле от +23 до +26 С
=
1,3).

При высоком удельном
сопротивлении земли применяют способы
искусственного снижения ρ_измв целях
уменьшения размеров и количества
используемых электродов и площади
территории, занимаемой заземлителем.
Существенного результата достигают
химической обработкой области вокруг
заземлителей с помощью электролитов,
либо путем укладки заземлителей в
котлованы с насыпным углем, коксом,
глиной.

Испытания заземления

Существует множество споров по поводу монтажа заземления и норм растекания тока по нему. Но в одном специалисты сходятся абсолютно единогласно — проверять качество установленного контура должен проверять специалист. Эта процедура позволит быть уверенным с правильном монтаже заземления в доме и позволит обезопасить себя и близких от опасного воздействия электрического тока. Испытания проводятся как на предприятиях, где часто работают генераторы и двигатели высокой мощности, так и в частных домах — измерение сопротивления заземления делается одним и тем же способом.

Существует две основных разновидности испытаний: приемо-сдаточные и эксплуатационные. Первые проводятся в случаях, когда установка (или участок сети) уже полностью смонтированы и готовы к непосредственному использованию. Перед тем, как измерить сопротивление заземления, определяют, готов ли контур к поглощению токов в случае необходимости и соответствуют ли его параметры заявленным требованиям. Помимо всего прочего, необходимо регулярно контролировать, чтобы установленное заземление не теряло своих свойств с течением времени. Для этого проводятся эксплуатационные испытания — специалист проверяет готовый участок сети, который уже используется. Для осуществления такой процедуры нужно освободить сеть от потребителей, так что весь процесс требует небольшой подготовки.

Схемы и расчет заземления

Правильно выполненная заземлительная система должна надежно контактировать с нулевым потенциалом грунта и с минимальным сопротивлением контура. При этом нужно учитывать, что в разных видах грунта сопротивление существенно разнится (смотрите таблицу).

Слои земли с самым маленьким сопротивлением обычно находятся глубоко под землей. Однако просто заглубления электродов бывает недостаточно. Поэтому для получения нужного сопротивления увеличивают количество проводников, дистанцию между ними или площадь контакта с землей. Для улучшения результата используют схемы, показанные на рисунке ниже.

Описание схем:

1. Схема «А». В данном случае создается замкнутый контур по периметру здания. Не очень глубоко вкопанные штыри соединяют по кольцу с помощью шины. Заземление на даче таким способом выполняется редко, так как требуется значительный объем земляных работ. Кроме того, схема часто нереализуема из-за расположения строений на участке.
2. Схема «Б». Это наиболее распространенный способ организации заземления для дачного дома. Система включает три или более закопанных на умеренную глубину штыря (электрода), объединенных между собой шиной.
3. Схема «В». Основана на использовании всего одного электрода, вкопанного на большую глубину. Такая схема применяется даже в подвале строения. Способ достаточно удобен, но не всегда реализуем, если речь идет о каменистой земле. Еще одна сложность — необходимость использования особых электродов, что требует повышенных финансовых затрат.
4. Схема «Г». Отличается удобством, но создавать такое заземление нужно еще при проектировании дачного дома, а выполнять — во время заливки фундамента. В уже построенном здании постройка такой системы сопряжена с высокими затратами.

Недопустимые схемы заземления

Не рекомендуется использование водопроводных труб и стояков отопления в качестве заземления. Такие трубопроводы часто оказываются сильно окислены или имеют недостаточный контакт с грунтом. Также в трубопроводах нередко имеются пластиковые детали, из-за которых происходит размыкание электрической цепи.

Обратите внимание! Нельзя наносить краску на металлические изделия, выполняющие роль электродов. Покраска ухудшает проводимость

Некоторые домашние мастера, желая удешевить систему заземления, идут таким путем: делают в розетке перемычку между контактами заземления и нуля. Такое решение может привести к неприятностям, поскольку если где-либо на участке цепи произойдет перефазовка или появится некачественный контакт рабочего нуля, на корпусе возникнет напряжение.

Совет! Проведение расчетов — достаточно сложная процедура, требующая знаний и опыта. Если таковых недостаточно, лучше обратиться в местный филиал Энергонадзора. Специалисты постоянно сталкиваются с подобными задачами, и у них наверняка имеется подходящая для местных условий схема организации заземления. Также не обойтись без профессиональных электриков при проведении проверки системы, когда работы по созданию заземлительной системы закончены.

Монтаж

Для монтажа потребуется универсальный набор ключей, инструмент для выкапывания траншеи и прибор для измерения сопротивления заземления. Чтобы смонтировать заземляющее устройство, нужно руководствоваться следующим порядком действий:

1. Выкопать траншею глубиной 70 см, длиной около 2200 см и шириной около 30 см.
2. Перед установкой электрода на дно готовой траншеи уложить околоэлектродный заполнитель.
3. Установить электрод на дно траншеи так, чтобы короткая часть трубы, с отверстием для заполнения, была направлена вверх.
4. Высыпать оставшийся заполнитель в траншею поверх уложенного электрода.
5. Смонтировать колодец в верхней части трубы.
6. Подсоединить заземляющий проводник с помощью зажима к трубе и заизолировать соединение специальной лентой.
7. В заливное отверстие электрода влить около 20 литров обычной воды, с помощью которой начнется процесс образования электролита.
8. Подключить заземляющий проводник к корпусу заземляемого электроприбора и произвести замер сопротивления. Если показания в норме, то заземляющий проводник на время отсоединяют от корпуса электроприбора для безопасного ведения работ. Если сопротивление слишком высокое, то нужно принять меры для его снижения.
9. После этого засыпают траншею, оставляя горловину электрода над поверхностью земли.
10. Затем подключают заземляющий проводник к корпусу заземляемого устройства.

Пример расчета контура заземления

Для изготовления заземлителя обычно используется металлический уголок длиной 2,5-3 метра и размером 50х50 мм. При установке расстояние между элементами должно соответствовать их длине, или 2,5-3 метра. Показатель сопротивления для глиняного грунта будет 60 Ом*м. Согласно таблице климатических зон, значение сезонности для средней полосы составит около 1,45. Сопротивление будет равно: 60*1,45=87 Ом*м.

Пошаговый алгоритм монтажа заземления:

1. Выкопать возле дома траншею по контуру глубиной 0,5 м.
2. Забить в ее дно металлический уголок. Габариты его полки подобрать с учетом условного диаметра электродного элемента, который вычисляется по формуле d=0.95*p=0.995*0.05=87 Ом*м.
3. Определить глубину залегания средней точки уголка: h=0.5*l+t=0,5*2,5*0,5=1,75 м.
4. Подставить данное значение в ранее описанную формулу для расчета величины сопротивления одного заземлителя. Полученный параметр в итоге составит 27,58 Ом.

Необходимое число электродов можно определить по формуле N=R1/(Kисп*Rнорм). В результате получится 7. Изначально в качестве Кисп применяется цифра 1. В соответствии с табличными данными, для семи заземлительных устройств значение составит 0,59. Подставив полученную величину в формулу расчета, получаем результат: для дачного участка необходимо использовать 12 электродных элементов.

Соответственно, производится новый перерасчет с учетом этого параметра. Кисп по таблице теперь составит 0,54. Если использовать это значение в формуле, то в результате получится 13 штук. Тогда величина сопротивления электродов будет равна 4 Ома.

Проверка наличия и правильности подключения защитного заземления

Как минимум, необходимо заглянуть в распределительный щит вашей квартиры (дома, мастерской).

По умолчанию принимаем условие: электропитание однофазное. Так будет проще разобраться в материале.

В щитке должно быть три независимых входных линии:

• Фаза (как правило, обозначается проводом с коричневой изоляцией). Идентифицируется индикаторной отверткой.
• Рабочий ноль (цветовая маркировка — синяя или голубая).
• Защитное заземление (желто-зеленая изоляция).

Если электропитающий вход выполнен именно так, скорее всего, заземление у вас есть. Далее проверяем независимость рабочего ноля и защитного заземления между собой. К сожалению, некоторые электрики (даже в профессиональных бригадах), вместо заземления используют так называемое зануление. В качестве защиты используется рабочий ноль: к нему просто подсоединяется заземляющая шина. Это является нарушением Правил устройства электроустановок, использование такой схемы опасно.

Как проверить, заземление или зануление подключено в качестве защиты?

Если соединение проводов очевидно — защитное заземление отсутствует: у вас организовано зануление. Однако видимое правильное подключение еще не означает, что «земля» есть и она работает. Проверка заземления включает в себя несколько этапов. Начинаем с измерения напряжения между защитным заземлением и рабочим нулем.

Фиксируем значение между нулем и фазой, и тут же проводим измерение между фазой и защитным заземлением. Если значения одинаковые — «земляная» шина имеет контакт с рабочим нулем после физического заземления. То есть, она соединена с нулевой шиной. Это запрещено ПУЭ, потребуется переделка системы подключения. Если показания отличаются друг от друга — у вас правильная «земля».

Дальнейшее измерение заземления проводится с помощью специального оборудования. На этом остановимся подробнее.

К расчету защитного заземления

	Возможные пределы колебаний	При влажности 10 – 20% к массе грунта
Глина	8 – 70	40
Суглинок	40 – 150	100
Песок	400 – 700	700
Супесок	150 – 400	300
Торф	10 – 30	20
Чернозем	9 – 53	20
Садовая земля	30 – 60	40
Каменистый	500 – 800	—
Скалистый	104 – 107	—
Вода:
	0,2 – 1	—
Речная	10 – 100	—
Прудовая	40 – 50	—
Грунтовая	20 – 70	—
в ручьях	10 – 60	—

_в

Число заземлителей
Электроды размещены в ряд (рис. 1.6, а)	Электроды размещены по контуру (рис. 1.6, б)
2	0,85	0,91	0,94	—	—	—
4	0,73	0,83	0,89	0,69	0,78	0,85
6	0,65	0,77	0,85	0,61	0,73	0,8
10	0,59	0,74	0,81	0,56	0,68	0,76
20	0,48	0,67	0,76	0,47	0,63	0,71
40	—	—	—	0,41	0,58	0,66
60	—	—	—	0,39	0,55	0,64
100	—	—	—	0,36	0,52	0,62

_г

Отношение расстояний между вертикальными электродами к их длине	Число вертикальных электродов
2	4	6	10	20	40	60	100
	Вертикальные электроды размещены в ряд
1	0,85	0,77	0,72	0,62	0,42	—	—	—
2	0,94	0,80	0,84	0,75	0,56	—	—	—
3	0,96	0,92	0,88	0,82	0,68	—	—	—
	Вертикальные электроды размещены по контуру
1	—	0,45	0,40	0,34	0,27	0,22	0,20	0,19
2	—	0,55	0,48	0,40	0,32	0,29	0,27	0,23
3	—	0,70	0,64	0,56	0,45	0,39	0,36	0,33

Характеристика климатической зоны
I	II	III	IV
Средняя многолетняя низшая температура (январь), С	От – 20 до – 15	От – 14 до – 10	От – 10 до 0	От 0 до + 5
Средняя многолетняя высшая температура (июль), С	0т + 16 до + 18	От + 18 до + 22	От + 22 до +24	От + 24 до + 26
Среднегодовое количество осадков, см	 40	 50	 50	30 – 40
Продолжительность замерзания вод, дни	190 – 170	 150	 100

Климатическая зона по табл.4	Условная толщина слоя сезонных изменений, м	Влажность земли во время измерений ее сопротивления
Повышенная	Нормальная	Малая
I	2,2	7,0	4,0	2,7
II	2,0	5,0	2,7	1,9
III	1,8	4,0	2,0	1,5
IV	1,6	2,5	1,4	1,1

Климатическая зона потабл. 4		Состояние земли во время измерений ее сопротивления при влажности
Повышенной	Нормальной	Малой
	Вертикальный электрод длиной 3 м
I	1,9	1,7	1,5
II	1,7	1,5	1,3
III	1,5	1,3	1,2
IV	1,3	1,1	1,0
	Вертикальный электрод длиной 5 м
I	1,5	1,4	1,3
II	1,4	1,3	1,2
III	1,3	1,2	1,1
IV	1,2	1,1	1,0
	Горизонтальный электрод длиной 10 м
I	9,3	5,5	4,1
II	5,9	3,5	2,6
III	4,2	2,5	2,0
IV	2,5	1,5	1,1
	Горизонтальный электрод длиной 50 м
I	7,2	4,5	3,6
II	4,8	3,0	2,4
III	3,2	2,0	1,6
IV	2,2	1,4	1,12

№п/п	Трансформаторная подстанция напряжением U, кВ	Размеры здания	Расчетное сопротивление естественного заземлителя, Rе, Ом	Протяженность линии электропередач	Параметры вертикального электрода	Параметры горизонтального электрода	Удельное сопротивление земли  измеренное, Ом  м	Климатическая зона
Длина L, м	Ширина В, м	lК.Л. ,км	LВ.Л., км	Длина lВ, м	Диаметр d, м	Сечение полосы, мм2
1	6/ 0,4	24	12	15	70	65	5	12	4 х 40	120	I
2	10/ 6	24	12	18	45	70	3	14	4 х 40	110	II
3	10/ 0,4	18	6	17	50	60	3	12	6 х 56	130	III
4	6/ 0,4	12	12	19	85	75	5	14	8 х 60	70	IV
5	10/ 6	24	18	13	92	63	5	12	4 х 32	80	I
6	10/ 6	18	12	16	75	54	5	14	6 х 60	110	II
7	6/ 0,4	12	18	18	84	65	3	12	6 х 50	90	III
8	10/ 0,4	30	12	16	73	68	5	14	4 х 48	114	IV
9	10/ 0,6	30	18	14	82	74	5	16	4 х 32	70	I
10	6/ 0,4	18	12	12	91	69	3	12	6 х 48	160	II
11	10/ 0,4	18	12	—	49	38	5	16	4 х 50	162	III
12	10/ 6	24	12	14	94	65	5	17	6 х 56	90	IV
13	10/ 0,4	24	18	—	78	65	3	18	8 х 50	80	I
14	6/ 0,4	12	6	18	73	62	5	19	4 х 56	162	II
15	10/ 6	18	12	10	86	63	5	20	8 х 48	150	III
16	10\ 0,4	12	18	11	93	54	3	22	4 х 56	122	IV
17	6/ 0,4	18	12	12	99	86	5	14	8 х 25	160	I
18	10/ 0.4	24	12	17	75	53	5	15	4 х 56	120	II
19	10/6	12	6	19	73	54	5	16	8 х 32	110	III
20	6/ 0,4	18	12	13	92	68	5	18	4 х 48	190	IV

5. Расчет защитного заземления

Принцип действия и цели заземления

Большая часть загородного сектора получает электропитание от сети переменного тока 220 вольт. Электрическая цепь существует за счет двух проводников — фазового и нулевого. Электроприборы оснащены защитными устройствами и изоляцией, помогающими избежать попадания напряжения на металлические части их корпусов. Однако вероятность появления там напряжения все же исключить нельзя, поскольку изоляционный слой иногда пробивается током, а элементы приборов выходят из строя.

Попав на корпус, электричество представляет угрозу жизни и здоровью человека, который прикоснется к поверхности прибора. Особенно опасно, если рядом с источником тока расположены предметы, выполняющие роль естественных заземлителей (металлические трубы, элементы конструкции здания и т.п.). При касании заземлителей происходит размыкание цепи, и ток направляется в сторону наименьшего потенциала, то есть в человека.

Для понимания принципа заземления и его важности вполне достаточно знаний в пределах школьного курса физики. Одно из физических свойств тока состоит в том, что он всегда находит проводник с наименьшим сопротивлением

Таким образом, для обеспечения безопасности человека нужно создать магистраль, в которой сопротивление будет значительно меньшим, чем в человеческом теле.

Сопротивление тела человека в среднем составляет 1000 Ом (хотя данная величина существенно отличается в зависимости от обстоятельств). Имеются сложные расчеты необходимой для заземления величины сопротивления, согласно которым оптимальной величиной являются 30 Ом (для бытовой электротехники). Если же речь идет о молниезащите частного дома, предпочтительная величина — 10 Ом.

Обратите внимание! Существует мнение, что для обеспечения безопасности достаточно иметь УЗО. Однако правильная работа устройства защитного отключения возможна лишь при наличии заземления

Задачи заземления:

1. Гарантированный отвод в землю напряжения с токопроводящих предметов.
2. Выравнивание потенциалов всех объектов, находящихся в дачном доме.
3. Создание условий для правильной работы всех систем электробезопасности, в том числе автоматов, устройств защитного отключения и плавких предохранителей.
4. Избежание ситуаций, когда на корпусах электробытовой техники скапливаются статические заряды.
5. Сохранение в исправном состоянии электроаппаратуры. К примеру, функционирование импульсных блоков питания на компьютерной технике нередко сопряжено с наведением напряжения на системные блоки. В результате разряда происходит поломка электронных компонентов и потеря информации.

Крупная бытовая техника обязательно должна быть защищена заземлительной системой:

1. Бойлер изготавливается из нержавейки, которая отрицательно реагирует на блуждающие токи, отводимые заземлением. При появлении блуждающего тока человек подвергается серьезной опасности: удар возможен во время приема душа или обычного касания бойлера.
2. Стиральная машина. Аппарат отличается высокой электрической емкостью, возникающей из-за повышенной влажности в помещении.
3. Компьютер. Блок питания устроен так, что рабочая утечка в этом элементе бывает даже выше, чем у стиралки.
4. Электроплита. Этот вид бытовой техники отличается высокой мощностью, следствием чего является повышенный риск пробоя.

Строить или не строить?

В уже изрядно забытую пору скудного количества бытовых электроприборов владельцы частных домов редко «баловались» устройством заземления. Считалось, что с задачей отведения утечки электричества превосходно справятся естественные заземлители, такие как:

• стальные или чугунные трубопроводы, если вокруг них не уложена изоляция, т.е. имеется непосредственный плотный контакт с почвой;
• стальная обсадка водяной скважины;
• металлические опоры оград, фонарей;
• свинцовая оплетка подземных кабельных сетей;
• арматура фундаментов, колонн, ферм, заглубленных ниже горизонта сезонного промерзания.

Обратите внимание, что алюминиевая оболочка подземных кабельных коммуникаций не может использоваться в качестве элемента заземления, т.к. покрыта антикоррозионным слоем

Защитное покрытие препятствует рассеиванию тока в грунте.

Оптимальным естественным заземлителем признан стальной водопровод, проложенный без изоляции. Благодаря значительной протяженности минимизируется сопротивление току растекания. К тому же наружный водопровод укладывают ниже отметки уровня сезонного промерзания. Значит, на параметры сопротивления не будут влиять морозы и засушливая летняя погода. В эти периоды уменьшается влажность грунта, и, как следствие, увеличивается сопротивление.

Стальной каркас подземных железобетонных конструкций может служить элементом системы заземления, если:

• с глинистым, суглинистым, супесчаным и влажным песчаным грунтом контактирует достаточная по нормам ПУЭ площадь;
• в период сооружения фундамента арматура в двух или более местах была выведена на дневную поверхность;
• стальные элементы данного естественного заземления были соединены между собой сваркой, а не проволочной связкой;
• сопротивление арматуры, играющей роль электродов, рассчитано согласно требованиям ПУЭ;
• установлена электрическая связь с заземляющей шиной.

Без соблюдения перечисленных условий подземные ж/б сооружения не смогут выполнить функцию надежного заземления.

Из всего набора вышеперечисленных естественных заземлителей расчетам подлежат только подземные ж/б конструкции. Точно вычислить сопротивление растеканию тока трубопроводов, металлической брони и каналов подземных силовых сетей не представляется возможным. Особенно если их прокладка осуществлялась пару десятилетий назад, и поверхность существенно изъедена коррозией.

Эффективность естественных заземлителей определяется путем банальных измерений, для производства чего нужно вызвать сотрудника местной энергослужбы. Показания его прибора подскажут, нужен или нет владельцу загородной собственности повторный заземляющий контур в качестве дополнения к существующим мерам заземления, выполненным компанией-поставщиком электроэнергии.

При наличии на участке естественных заземлителей с соответствующими нормам ПУЭ значениями сопротивления, устраивать защитное заземление нецелесообразно. Т.е. если прибор «агента» энергоуправления показал меньше 4 Ом, организацию контура заземления можно отложить «на потом». Однако лучше перестраховаться и предупредить вероятные риски, для чего и сооружается искусственное заземляющее устройство.

Естественные заземлители

Расчёт заземления зависит от типа и характеристик защищаемого объекта. Однако для некоторых типов зданий, в частности частных домов и коттеджей, представляется вполне возможным воспользоваться естественными заземлителями.

Самым лучшим из них по праву считается какая-либо коммуникация, проведённая в дом посредством металлических труб, проложенных под землёй. Домовладельцам, в распоряжении которых такая подводка имеется, в принципе, можно и не проводить расчёт заземления. Пример – водопровод из стальных труб или линия канализации от дома до септика, выполненная из чугуна.

За счёт своей протяженности такие коммуникации имеют обычно отличные показатели по величине сопротивления растеканию. Особенно хорошо работает именно водопроводная линия. Дело в том, что во избежание перемораживания труб в зимнее время такие линии закапывают ниже глубины максимального промерзания грунта в данной местности. А это, в свою очередь, предохраняет систему от возрастания сопротивления, вызванного как превращением грунтовой влаги в лёд, так и наоборот – пересыханием грунта.

Вторым вариантом естественного заземлителя может служить арматура бетонного фундамента. Однако есть одно условие – годится только арматура со сварным каркасом, так как между прутьями, связанными при помощи вязальной проволоки, нет достаточно надёжного контакта.

Расчет заземления частного дома в формулах

Для расчета нужно выбрать формулу расчёта заземления в зависимости от типа заземлителя. Формула расчета учитывает количество электродов, их толщину и длину, а также параметры грунта возле дома.

Для начала посмотрим, как можно монтировать заземлители. На фото вы видите четыре варианта монтажа:

а — Вертикально у поверхности земли;

б — Вертикально с заглублением на 70 см (предпочтительно);

в — Горизонтально по поверхности земли;

г — Горизонтально в траншее 50-70 см.

Теперь сами расчеты.

Любое заземляющее устройство состоит из вертикальных и горизонтальных заземлителей, которые рассчитываются отдельно.

Расчет одиночного вертикального заземлителя не закопанного в землю рассчитывается следующим образом:

Расчет одиночного вертикального заземлителя углубленного в землю на 70 см рассчитывается так:

Расчет горизонтального заземлителя у поверхности:

Расчет горизонтального заземлителя в траншее 70 см, рассчитывается следующим образом:

Суммарное сопротивление заземлителя рассчитывается по формуле.

Коэффициент η берется из таблицы:

расчет заземления частного дома

Совет дня

Как видите, расчет заземления частного доме не прост. Советую воспользоваться для расчетов online калькуляторами расчета заземлителя, которых много в Интернет. Они дают достаточно точные результаты не только для однослойных, но и многослойных грунтов.

Ehto.ru

Бизнес и финансы

БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумагиУправлениеОткрытые акционерные обществаПроектыДокументыЦенные бумаги — контрольЦенные бумаги — оценкиОблигацииДолгиВалютаНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыСтрахованиеБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииГосударственные предприятияЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалогиАудитМеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетикаАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьерОрганизация и управление производством

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организацииМуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммыОтчетыпо упоминаниямДокументная базаЦенные бумагиПоложенияФинансовые документыПостановленияРубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датамРегламентыТерминыНаучная терминологияФинансоваяЭкономическаяВремяДаты2015 год2016 годДокументы в финансовой сферев инвестиционной

Установка системы заземления

В качестве примера рассмотрим монтаж системы заземления в виде треугольника с металлическими штырями в вершинах.

Понадобятся такие материалы для создания электродов:

• уголок из стали толщиной 4 мм (минимум);
• прут арматурный сечением 10–12 мм;
• труба, у которой сечение стенок составляет от 3 до 5 мм;
• стальная полоса шириной 50 мм.

Арматура подойдет исключительно с гладкой поверхностью. Рифленая арматура не создает достаточно прочного контакта проводника с грунтом, так как после вкапывания образуются пустоты, а это ухудшает качество заземления.

Длина штырей должна быть в пределах 2,5–3 метров. Для обвязки подойдет металлическая полоса или арматура. Все соединения выполняются путем сварки.

В продаже имеются готовые комплекты для заземления. В качестве примера приведем содержание одного из таких комплектов (для глубинного заземления):

• оцинкованный стержень длиной 1,5 м и диаметром 20 мм (5 единиц);
• универсальный зажим;
• наконечник для погружения электрода;
• водоотталкивающая лента;
• обух для вбивания электрода в грунт;
• металлическая полоса (30×5 мм);
• биметаллический зажим.

Инструкция по выполнению работ

Вначале подбираем место под установку контура и очищаем пространство от всего лишнего. Оптимальная дистанция от электрода до силового шкафа — 10 метров. Дальнейшие действия осуществляем в таком порядке:

1. Готовим траншею. Она должна быть треугольной формы. Котлован копаем также, как готовили бы яму под ленточный фундамент. Рекомендуемая глубина траншеи — 1 м, а ширина — 50 см. Дистанция от электрода до электрода — 120 см. От любого из углов треугольника прокапываем канаву к силовому щиту.
2. Забиваем в землю электроды по вершинам треугольника. Если грунт плотный, бурим шурфы. При сложностях с погружением в землю штырей берем чуть более короткие электроды, но тогда их общее количество в системе нужно увеличить.
3. Подготавливаем стальные уголки и устанавливаем их по углам треугольной траншеи. Вкопанные стержни должны выступать над поверхностью земли. Это обеспечит возможность соединения их между собой шиной. Шурфы прикапываем землей, перемешанной с солью. Такая мера позволяет уменьшить сопротивление электродов (однако ускорит их коррозию).
4. Обвязываем установленные уголки путем их сваривания. Обвязку привариваем к электродам. От одного из электродов по ранее приготовленной траншее направляем металлическую полосу в сторону распредшкафа. К щиту прикрепляем проводник с помощью приваренного болта.
5. Проверяем сопротивление и, если все в порядке, закапываем траншею.

Проверка системы

Для проверки заземлительной системы используем омметр или мегомметр. Норма сопротивления для дачного дома — до 10 Ом. Однако более оптимальным показателем считается 4 Ом. Если показатель сопротивления высокий, забиваем еще несколько электродов и связываем их с уже установленными.

Если нужные приборы отсутствуют, берем обычную лампу накаливания, далее присоединяем к одному из ее контактов провод фазы, а к другому — провод, идущий на заземление. Яркость света от лампочки должна быть такой же, как и в ее обычном состоянии (речь идет о сети 220 вольт). Если свечение отличается от нормального, необходимо проверить все соединения элементов контура, чтобы улучшить качество контактов между ними.

Общие рекомендации по измерению УСГ

Прежде чем сооружать цепь заземления, к примеру для газового котла, следует получить точные сведения о том, в область каких грунтов будет закладываться заземляющий электрод. Часто для определения значений “p” грунта предлагается обращаться к существующим таблицам.

Однако этот вариант с таблицами даёт чисто ориентировочные данные. Поэтому полагаться на них не стоит. Истинные значения сопротивления грунта могут отличаться в разы.

Вариант #1: однослойный грунт

Если грунт имеет однородную составляющую, его удельное сопротивление измеряют методикой «пробного электрода».

Структура однородного грунта. При таких условиях измерить и вычислить сопротивление значительно проще, чем проделывать ту же самую работу на многослойных грунтах

Метод предполагает выполнение определённой процедуры в два этапа:

1. Берут стержневой контрольный зонд длиной чуть больше глубины проектной закладки.
2. Погружают зонд в землю строго вертикально на глубину проектной закладки.
3. Оставшийся над поверхностью земли конец используют для замера сопротивления растекания (Rr).
4. Определяют УСГ по формуле p = Rr * Ψ.

Желательно выполнить процедуру несколько раз в различных точках рабочей площадки. Альтернативные замеры помогают достичь точных результатов измерений сопротивления грунта.

Вариант #2: многослойный грунт

Для такой ситуации замер УСГ выполняют методом ступенчатого зондирования. То есть контрольный зонд погружается до рабочей глубины ступенями и в положении каждой ступени выполняются измерения удельного сопротивления.  Вычисления среднего УСГ производятся с помощью формул для каждого отдельного измерения.

Многослойный грунт. При таких условиях приходится вычислять сопротивление каждого отдельно взятого слоя. Расчёты по многослойным грунтам требуют больше работы

Затем, исходя из климатических особенностей местности, находят значения для сезонных изменений. Таким способом (достаточно сложным) получают расчётные значения УСГ верхних слоёв. Нижележащие слои рассматриваются как не подверженные сезонным изменениям и потому расчёт для них ограничивается несколько упрощённым измерением и вычислением.

Требования к исполнению работ

Работы подобного плана, конечно же, выполняются квалифицированным персоналом, представляющим специализированные организации. Так, за эксплуатацию силовых щитков в жилых домах, как правило, отвечают коммунальные службы. Производить какие-либо измерения в этих точках разрешается только через обращение к этим службам.

Электрические цепи относятся к опасным системам. Несмотря на то, что коммуникации бытового сектора рассчитаны под напряжение менее 1000В, это напряжение смертельно для человека. Требуется соблюдать все необходимые меры безопасности при обращении с электрическим оборудованием. Обывателю зачастую такие меры попросту неведомы.

С особенностями сооружения заземления для ванны в городской квартире ознакомит следующая статья, содержащая правила и руководство по проведению работы.