Расчет заземляющего устройства

Расчет заземляющего устройства

Добрый день, друзья.

Кто еще не знаком со мной, представлюсь. Меня зовут Александр, я бригадир-строитель. В этой статье я поделюсь информацией о расчете контура заземления в доме и порядке монтажных работ. Все мои советы и рекомендации основываются на собственном многолетнем опыте строительства жилых и коммерческих объектов. Итак, приступаем

Расчет заземляющего устройства

Если вы не собираетесь монтировать систем заземления самостоятельно, можете смело пропускать данный раздел. Для тех кому интересно, я подробно остановлюсь на особенностях расчета заземляющего устройства. Приведенные ниже формулы – это не моя фантазия, а данные из учебников и нормативных документов.

Проводимость заземлителя – это основной параметр, который необходимо рассчитать. Проводимость заземлителя зависит от площади контакт электрода с землей и удельного сопротивления грунта. То есть чем больше заземлитель, тем меньше сопротивление и тем больше тока принимает на себя грунт.

Таким образом, следует подобрать электрод, чтобы сопротивление заземляющего устройства не превышало нормативное. По правилам устройства электроустановок допустимым максимумом являются:

• 2 Ом – для линейного напряжения однофазного тока 380 вольт;

• 4 Ом – для 220 вольт;

• 8 Ом - для 127 вольт.

При трехфазном токе максимальное сопротивление будет:

• 2 Ом – 660 вольт;

• 4 Ом – 380 вольт;

• 8 Ом – 127 вольт.

Расчет сопротивления заземления производится как расчет горизонтального электрода в виде трубы длиной 2,4 метра с учетом влияния электролита на окружающий грунт:

Где:

Ρ – удельное сопротивление грунта (Ом*м) ;

L – длина заземлителя (м);

D – диаметр заземлителя (м);

T – заглубление (м);

Π – математическая константа  (3,141592);

Ln – натуральный логарифм;

С – коэффициент содержания электролита в окружающем грунте (от 0,5 до 0,005).

Чем меньше удельное сопротивление грунта, тем более проводимым будет заземление и более эффективной защита.

Кроме того, важно учесть климатические условия, состав и тип почвы. У нас в Сибири постоянные зимние температуры ниже нуля, сопротивление грунтов повышается из-за замерзания, что приводит к осложнениям с заземлением в районах. Для того чтобы определить реальное сопротивление, я делаю замеры делают непосредственно перед монтажом контуров. Если сопротивление грунтов велико, то увеличиваю количество заземлителей или степень их заглубления.

Если для обустройства заземлителя используется несколько электродов, то порядок расчет делается по следующей формуле.

Где:

R1 – сопротивление одиночного заземлителя/электрода (Ом);
Ки – коэффициент использования;
N – количество электродов в заземлителе.

Чтобы рассчитать количество заземлителей необходимо применить формулу:

Где:
] [ – округление результата в большую сторону;
R – необходимое сопротивление многоэлектродного заземлителя (Ом);
R1 – сопротивление одиночного заземлителя/электрода (Ом);
Ки – коэффициент использования.

Удельное сопротивление грунта можно посмотреть в следующей таблице:

Как я выполняю разметку и земляные работы

Прежде чем приступать к земляным работам, мои парни согласовывают с заказчиком способы установки электродов:

Штыревой. Один электрод вбивается очень глубоко по частям – сначала вбивается один отрезок, следом второй, и так до достижения необходимой длины электрода. Такая система довольно компактна, но требует привлечение специальной техники.

Линейный. Все стрежни располагаются в один ряд на большой протяженности. Недостаток такого соединения в том, что если первая перемычка будет повреждена, то вся система выйдет из строя.

Замкнутый. Может иметь форму круга, треугольника, овала, прямоугольника и т.д. Преимущество такой схемы в том, что если первая перемычка придет в негодность, то система продолжит работать. Поэтому эта схема используется чаще при обустройстве заземления. На мой взгляд, замкнутый контур самый надежный и простой при монтаже. Я стараюсь убедить клиентов в организации контура заземления по такой схеме.

Для соединения заземляющих электродов между собой и с заземляющим проводником я использую медную катанку либо стальную полосу.

Площадь сечения проводника часто выбирается - 50 мм² для меди и 150 мм² для стали. Распространено использование обычной стальной полосы 5*30 мм.

Для частного дома без молниеприёмника будет достаточным площадь сечения медного провода 16-25 мм².

Я рекомендую монтировать заземлители в землю на расстоянии 1 метра от фундамента. В соответствии со схемой контура делаю разметку. Расстояние между электродами целесообразно соблюдать в пределах 1,2 м.

1 И так, для начала подготавливается траншея глубиной 70-80 см. Ширина траншеи в точках заглубления электродов должна обеспечивать удобство для сваривания проводников, для этого выкапываем откосы 0,5-0,7 метра. Для забивания одноэлектродного составного заземления потребуется только один приямок размером 50х50х50 см.

2 Для удобства забивания электродов в землю я предварительно их обрабатываю. Так пруты затачиваются, трубам делается косой срез, металлопрокат заостряется при помощи болгарки и т.д., на модульный штырь накручивается остроконечная головка.

3 Затем электроды забиваю в грунт таким образом, чтобы оголовок возвышался над дном траншеи на 15-20 см.

4 После чего заземлители соединяются горизонтальным проводником, для чего я использую полосу 40х4 мм.

5 От полученного контура необходимо отвести в сторону дома полосу, изогнуть ее и зафиксировать на цоколь. На конце полосы я привариваю болт М8, через который будет присоединён защитный заземляющий проводник, идущий из щита.

6 Зажим фиксирую на последний штырь и обматываю специальной гидроизоляционной лентой.

Наша бригада для засыпки траншеи использует плотные однородные мелкозернистые составы.

Отвод заземления в распределительный щит мы выполняем при помощи металлических или пластиковых труб-гильз. После обжатия болтовым соединителем подключается к шине заземления, которая установлена на корпусе бокса. При креплении на участках с повышенной влажностью производится качественная гидроизоляцию.

При помощи мультиметра проверяется сопротивление заземляющего устройства и если оно превышает 4 Ом, то увеличивается количество электродов.

Выбор схемы подключения предусматривает учет особенностей конкретной электрической сети. Я используют один из двух основных вариантов.

Самая простая схема монтажа автоматов и защитного устройства. Она может быть применена для подключения от одной до нескольких нагрузок, соединенных параллельно. Самым главным недостатком такой схемы является – трудность в выявлении конкретного места повреждения.

Второй способ предусматривает наличие таких аппаратов на каждой индивидуальной линии. При сбое на одной из них, все остальные будут в рабочем состоянии. Для реализации этой схемы требуется более габаритный щиток и большие финансовые затраты. Решение в каждом случае принимается совместно с клиентом.

Вот, в целом, и все, что я хотел вам рассказать об организации контура заземления в частном доме. Если есть вопросы – пишите в комментариях. Постараюсь подробно и оперативно ответить. В следующей статье речь пойдет об организации системы полива на участке. Не пропустите! А на этом я прощаюсь с вами, всем хорошего дня!