Ang isa sa pinakamahalagang dahilan para sa pagkalkula ng saligan at pag-install ay ang pagprotekta nito sa mga tao, mga appliances sa bahay mula sa overvoltage. Kung biglang tumama ang kidlat sa isang bahay o sa ilang kadahilanan ay may power surge sa network, ngunit sa parehong oras ang electrical system ay grounded, ang lahat ng labis na kuryente na ito ay mapupunta sa lupa, kung hindi, magkakaroon ng pagsabog na maaaring sirain ang lahat. sa landas nito.
Mga kagamitan sa proteksyong elektrikal
Ang paglaki ng konsumo ng kuryente sa lahat ng bahagi ng buhay, sa bahay at sa trabaho, ay nangangailangan ng malinaw na mga panuntunan sa kaligtasan para sa buhay ng tao. Maraming pambansa at internasyonal na pamantayan ang namamahala sa mga kinakailangan para sa pagtatayo ng mga electrical system upang matiyak ang kaligtasan ng mga tao, alagang hayop at ari-arian kapag gumagamit ng mga electrical appliances.
Ang mga kagamitan sa proteksyong elektrikal na naka-install sa panahon ng pagtatayo ng mga tirahan at pampublikong gusali ay dapat na regular na suriin upang matiyak ang maaasahang operasyon sa loob ng maraming taon. Ang mga paglabag sa mga panuntunan sa kaligtasan sa mga sistema ng kuryente ay maaaring magkaroon ng mga negatibong kahihinatnan: banta sa buhay ng mga tao, pagkasira ng ari-arian opagkasira ng mga kable.
Itinakda ng mga regulasyon sa kaligtasan ang mga sumusunod na pinakamataas na limitasyon para sa ligtas na pakikipag-ugnayan ng tao sa mga live surface: 36 VAC sa mga tuyong gusali at 12 VAC sa mga basang lugar.
Grounding system
Ang Earthing system ay isang ganap na mahalagang teknikal na kagamitan para sa bawat gusali, kaya ito ang unang bahagi ng electrical installation na naka-install sa isang bagong pasilidad. Ang terminong grounding ay ginagamit sa electrical engineering para sadyang ikonekta ang mga electrical component sa earth.
Protective grounding pinoprotektahan ang mga tao mula sa electric shock kapag hinawakan ang mga de-koryenteng kagamitan kung sakaling magkaroon ng malfunction. Ang mga palo, bakod, kagamitan tulad ng mga tubo ng tubig o mga pipeline ng gas ay dapat na konektado sa isang protective cable sa pamamagitan ng pagkonekta sa isang terminal o grounding bar.
Mga problema sa functional na proteksyon
Ang functional na saligan ay hindi nagbibigay ng kaligtasan gaya ng iminumungkahi ng pangalan, sa halip ay lumilikha ito ng walang patid na operasyon ng mga electrical system at kagamitan. Ang functional grounding ay nag-aalis ng mga alon at pinagmumulan ng ingay sa mga earth test adapter, antenna, at iba pang device na tumatanggap ng mga radio wave.
Tinutukoy nila ang mga karaniwang potensyal na reference sa pagitan ng mga de-koryenteng kagamitan at device at sa gayon ay maiiwasan ang iba't ibang malfunction sa mga pribadong bahay, gaya ng TV o pagkutitap ng ilaw. Ang functional grounding ay hindi kailanman makakagawa ng mga proteksiyon na gawain.
Lahat ng mga kinakailangan para sa proteksyon laban sa electric shock ay makikita sa mga pambansang pamantayan. Ang pagtatatag ng proteksiyon na lupa ay mahalaga at samakatuwid ay palaging inuuna kaysa sa paggana.
Ultimate resistance ng mga protective device
Sa isang system na ligtas para sa mga tao, dapat gumana ang mga protective device sa sandaling ang boltahe ng fault sa system ay umabot sa isang halaga na maaaring mapanganib sa kanila. Upang kalkulahin ang parameter na ito, maaari mong gamitin ang data sa limitasyon ng boltahe sa itaas, piliin ang average na halaga U=25 VAC.
Ang mga natitirang kasalukuyang circuit breaker na naka-install sa mga residential na lugar ay hindi karaniwang pupunta sa lupa hanggang ang short circuit ay umabot sa 500 mA. Samakatuwid, ayon sa batas ng Ohm, na may U=R1 R=25 V / 0.5 A=50 ohms. Samakatuwid, upang sapat na maprotektahan ang kaligtasan ng mga tao at ari-arian, ang lupa ay dapat na may resistensyang mas mababa sa 50 ohms, o R earth<50.
Mga salik ng pagiging maaasahan ng electrode
Ayon sa mga pamantayan ng estado, ang mga sumusunod na elemento ay maaaring ituring bilang mga electrodes:
- patayong ipinasok na mga tambak na bakal o tubo;
- horizontally laid steel strips o wires;
- recessed metal plates;
- mga singsing na metal na inilagay sa paligid ng mga pundasyon o naka-embed sa mga pundasyon.
Mga tubo ng tubig at iba pang underground steel engineering network (kung may kasunduan sa mga may-ari).
Ang maaasahang grounding na may resistensyang mas mababa sa 50 ohms ay nakadepende sa tatlong salik:
- Land view.
- Uri at paglaban ng lupa.
- Ground line resistance.
Ang pagkalkula ng grounding device ay dapat magsimula sa pagtukoy ng resistivity ng lupa. Depende ito sa hugis ng mga electrodes. Earth resistivity r (Greek letter Rho) ay ipinahayag sa ohm meters. Ito ay tumutugma sa theoretical resistance ng isang 1 m grounding cylinder2, na ang cross section at taas ay 1 m. ay tumataas). Mga halimbawa ng resistivity ng lupa sa Ohm-m:
- marshy soil mula 1 hanggang 30;
- loess soil mula 20 hanggang 100;
- humus mula 10 hanggang 150;
- quartz sand mula 200 hanggang 3000;
- malambot na limestone mula 1500 hanggang 3000;
- maraming lupa mula 100 hanggang 300;
- mabatong lupain na walang halaman - 5.
Pag-install ng grounding device
Ang ground loop ay naka-mount mula sa isang istraktura na binubuo ng mga bakal na electrodes at connecting strips. Pagkatapos ng paglulubog sa lupa, ang aparato ay konektado sa electrical panel ng bahay na may wire o isang katulad na metal strip. Ang kahalumigmigan ng lupa ay nakakaapekto sa antas ng pagkakalagay ng istraktura.
May kabaligtaran na ugnayan sa pagitan ng haba ng rebar at antas ng tubig sa lupa. Ang maximum na distansya mula sa lugar ng konstruksiyon ay mula 1 m hanggang 10 m. Ang mga electrodes para sa pagkalkula ng saligan ay dapat pumasok sa lupa sa ibaba ng linya ng pagyeyelo ng lupa. Para sa mga cottage, ang circuit ay ini-mount gamit ang mga produktong metal: mga tubo, makinis na reinforcement, anggulo ng bakal, I-beam.
Dapat ibagay ang kanilang hugis para sa malalim na pagpasok sa lupa, ang cross-sectional area ng reinforcement ay higit sa 1.5 cm2. Ang reinforcement ay inilalagay sa isang hilera o sa anyo ng iba't ibang mga hugis, na direktang nakasalalay sa aktwal na lokasyon ng site at ang posibilidad ng pag-mount ng isang proteksiyon na aparato. Madalas na ginagamit ang scheme sa paligid ng perimeter ng object, gayunpaman, ang triangular grounding model pa rin ang pinakakaraniwan.
Sa kabila ng katotohanan na ang sistema ng proteksyon ay maaaring gawin nang nakapag-iisa gamit ang magagamit na materyal, maraming mga homebuilder ang bumibili ng mga factory kit. Kahit na ang mga ito ay hindi mura, ang mga ito ay madaling i-install at matibay sa paggamit. Karaniwan, ang naturang kit ay binubuo ng mga electrodes na may tansong plated na 1 m ang haba, na nilagyan ng sinulid na koneksyon para sa pag-mount.
Kabuuang pagkalkula ng streak
Walang pangkalahatang tuntunin para sa pagkalkula ng eksaktong bilang ng mga butas at sukat ng ground strip, ngunit ang discharge ng leakage current ay tiyak na nakadepende sa cross-sectional area ng materyal, kaya para sa anumang kagamitan, ang laki ng ground strip ay kinakalkula sa agos na dadalhin ng strip na ito.
Upang kalkulahin ang ground loop, unang kinakalkula ang leakage current at tinutukoy ang laki ng strip.
Para sa karamihan ng mga kagamitang elektrikal gaya ng transpormer,diesel generator, atbp., ang laki ng neutral na ground strip ay dapat na kaya nitong hawakan ang neutral na agos ng kagamitang ito.
Halimbawa, para sa isang 100kVA transformer, ang kabuuang kasalukuyang load ay humigit-kumulang 140A.
Ang konektadong strip ay dapat na makapagdala ng hindi bababa sa 70A (neutral current), ibig sabihin ay sapat na ang 25x3mm strip upang dalhin ang kasalukuyang.
Ang isang mas maliit na strip ay ginagamit upang i-ground ang case, na maaaring magdala ng agos na 35 A, sa kondisyon na 2 earth pits ang ginagamit para sa bawat bagay bilang isang backup na proteksyon. Kung ang isang strip ay hindi na magamit dahil sa kaagnasan, na sumisira sa integridad ng circuit, ang leakage current ay dumadaloy sa kabilang system, na nagbibigay ng proteksyon.
Pagkalkula ng bilang ng mga tubo ng proteksyon
Ang grounding resistance ng isang electrode rod o tube ay kinakalkula ayon sa:
R=ρ / 2 × 3, 14 × L (log (8xL / d) -1)
Saan:
ρ=Ground resistance (ohmmeter), L=Electrode length (meter), D=Electrode diameter (meter).
Pagkalkula sa lupa (halimbawa):
Kalkulahin ang resistensya ng ground insulating rod. Mayroon itong haba na 4 na metro at diameter na 12.2 mm, isang tiyak na gravity na 500 ohms.
R=500 / (2 × 3, 14 × 4) x (Log (8 × 4 / 0, 0125) -1)=156, 19 Ω.
Ang grounding resistance ng isang solong rod o tube electrode ay kinakalkula tulad ng sumusunod:
R=100xρ / 2 × 3, 14 × L (log (4xL / d))
Saan:
ρ=Ground resistance (ohmmeter), L=Electrode length (cm), D=Electrode diameter (cm).
Kahuluganistraktura ng saligan
Ang pagkalkula ng grounding ng isang electrical installation ay nagsisimula sa pagtukoy sa bilang ng mga grounding pipe na may diameter na 100 mm, 3 metro ang haba. Ang system ay may fault current na 50 KA para sa 1 segundo at ground resistivity na 72.44 ohms.
Kasalukuyang density sa ibabaw ng earth electrode:
Poppy. pinapahintulutang kasalukuyang density I=7.57 × 1000 / (√ρxt) A / m2
Poppy. pinapahintulutang kasalukuyang density=7.57 × 1000 / (√72.44X1)=889.419 A / m2
Ang ibabaw na lugar ng isang diameter ay 100 mm. 3m pipe=2 x 3, 14 L=2 x 3, 14 x 0.05 x 3=0.942 m2
Poppy. kasalukuyang nawala ng isang ground pipe=Kasalukuyang density x Electrode surface area.
Max. kasalukuyang nawala ng isang grounding pipe=889.419x 0.942=838A, Bilang ng earth pipe na kailangan=Fault current / Max.
Bilang ng ground pipe na kailangan=50000/838=60 piraso.
Earth pipe resistance (insulated) R=100xρ / 2 × 3, 14xLx (log (4XL / d))
Ground pipe resistance (insulated) R=100 × 72.44 / 2 × 3 × 14 × 300 × (log (4X300 / 10))=7.99 Ω / Pipe
Kabuuang resistensya ng 60 piraso ng lupa=7.99 / 60=0.133 Ohm.
Ground strip resistance
Ground strip resistance (R):
R=ρ / 2 × 3, 14xLx (log (2xLxL / wt))
Ang isang halimbawa ng pagkalkula ng loop grounding ay ibinigay sa ibaba.
Kalkulahin ang isang strip na 12 mm ang lapad, 2200 metro ang haba,nakabaon sa lupa sa lalim na 200 mm, ang resistivity ng lupa ay 72.44 ohms.
Ground strip resistance (Re)=72, 44 / 2 × 3, 14x2200x (log (2x2200x2200 /.2x.012))=0, 050 Ω
Mula sa kabuuang resistensya sa itaas ng 60 piraso ng grounding pipe (Rp)=0.133 ohms. At ito ay dahil sa magaspang na strip ng lupa. Dito netong earth resistance=(RpxRe) / (Rp + Re)
Net resistance=(0.133 × 0.05) / (0.133 + 0.05)=0.036 Ohm
Ground impedance at bilang ng mga electrodes bawat grupo (parallel connection). Sa mga kaso kung saan ang isang electrode ay hindi sapat upang magbigay ng kinakailangang earth resistance, higit sa isang electrode ang dapat gamitin. Ang paghihiwalay ng mga electrodes ay dapat na humigit-kumulang 4 m. Ang pinagsamang paglaban ng parallel electrodes ay isang kumplikadong pag-andar ng ilang mga kadahilanan tulad ng bilang at pagsasaayos ng elektrod. Kabuuang paglaban ng isang pangkat ng mga electrodes sa iba't ibang configuration ayon sa:
Ra=R (1 + λa / n), where a=ρ / 2X3.14xRxS
Saan: S=Distansya sa pagitan ng adjusting stem (meter).
λ=Salik na ipinapakita sa talahanayan sa ibaba.
n=Bilang ng mga electrodes.
ρ=Ground resistance (Ohmmeter).
R=Resistance ng isang rod sa pagkakabukod (Ω).
| Mga salik para sa parallel electrodes sa linya | |
| Bilang ng mga electrodes (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 |
Upang kalkulahin ang saligan ng mga electrodes nang pantay-pantay sa paligid ng isang guwang na parisukat, tulad ng perimeter ng isang gusali, ang mga equation sa itaas ay ginagamit na may halaga na λ na kinuha mula sa sumusunod na talahanayan. Para sa tatlong rod na matatagpuan sa isang equilateral triangle o sa isang L-formation, ang halaga λ=1, 66
| Mga salik para sa mga hollow square electrodes | |
| Bilang ng mga electrodes (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 |
Ang pagkalkula ng loop protective grounding para sa mga hollow square ay isinasagawa ayon sa formula ng kabuuang bilang ng mga electrodes (N)=(4n-1). Ang panuntunan ng hinlalaki ay ang parallel rods ay dapat na may pagitan ng hindi bababa sa dalawang beses ang haba upang lubos na mapakinabangan ang mga karagdagang electrodes.
Kung ang paghihiwalay ng mga electrodes ay higit na malaki kaysa sa haba ng mga ito, at kakaunti lamang ang mga electrodes na magkaparehas, kung gayon ang resulta ng earth resistance ay maaaring kalkulahin gamit ang karaniwang equation para sa resistance. Sa pagsasagawa, ang epektibong earth resistance ay karaniwang mas mataas kaysa sa nakalkula.
Karaniwan, ang 4-electrode array ay maaaring magbigay ng 2.5-3 beses na pagpapabuti.
Ang array ng 8 electrodes ay karaniwang nagbibigay ng improvement na marahil 5-6 beses. Ang resistensya ng orihinal na ground rod ay mababawasan ng 40% para sa pangalawang linya, 60% para sa ikatlong linya, 66% para sa ikaapat.
Halimbawa ng pagkalkula ng electrode
Pagkalkula ng kabuuang paglaban ng isang ground rod na 200 unit na magkatulad, sa pagitan ng 4m bawat isa, at kung konektado sila sa isang parisukat. Ang ground rod ay 4metro at diameter na 12.2 mm, paglaban sa ibabaw 500 ohms. Una, kinakalkula ang paglaban ng isang solong ground rod: R=500 / (2 × 3, 14 × 4) x (Log (8 × 4 / 0, 0125) -1)=136, 23 ohms.
Susunod, ang kabuuang paglaban ng ground rod sa halagang 200 unit na magkatulad: a=500 / (2 × 3, 14x136x4)=0.146 Ra (parallel line)=136.23x (1 + 10 × 0.146 / 200)=1.67 Ohm.
Kung ang ground rod ay konektado sa isang guwang na lugar 200=(4N-1), Ra (sa isang bakanteng parisukat)=136, 23x (1 + 9, 4 × 0, 146 / 200)=1, 61 Ohm.
Ground Calculator
Tulad ng nakikita mo, ang pagkalkula ng grounding ay isang napakakomplikadong proseso, gumagamit ito ng maraming salik at kumplikadong empirical formula na available lang sa mga sinanay na engineer na may mga kumplikadong software system.
Ang user ay makakagawa lamang ng magaspang na pagkalkula gamit ang mga online na serbisyo, halimbawa, Allcalc. Para sa mas tumpak na mga kalkulasyon, kailangan mo pa ring makipag-ugnayan sa organisasyon ng disenyo.
Allcalc online calculator ay tutulong sa iyo nang mabilis at tumpak na kalkulahin ang proteksiyon na saligan sa isang dalawang-layer na lupa na binubuo ng patayong lupa.
Pagkalkula ng mga parameter ng system:
- Ang tuktok na layer ng lupa ay napakabasa ng buhangin.
- Climatic coefficient- 1.
- Ang ilalim na layer ng lupa ay sobrang basang buhangin.
- Bilang ng mga patayong saligan - 1.
- Itaas na lalim ng lupa H (m) - 1.
- Haba ng patayong seksyon, L1 (m) - 5.
- Lalim ng pahalang na seksyon h2 (m)- 0.7.
- Haba ng strip ng koneksyon, L3 (m) - 1.
- Diameter ng patayong seksyon, D (m) - 0.025.
- Lapad ng pahalang na istante ng seksyon, b (m) - 0.04.
- Electrical soil resistance (ohm/m) - 61.755.
- Resistance ng isang vertical section (Ohm) - 12.589.
- Haba ng pahalang na seksyon (m) - 1.0000.
Horizontal grounding resistance (Ohm) - 202.07.
Nakumpleto ang pagkalkula ng proteksiyon na paglaban sa lupa. Ang kabuuang pagtutol sa pagpapalaganap ng electric current (Ohm) - 11.850.
Ang Ground ay nagbibigay ng isang karaniwang reference point para sa maraming pinagmumulan ng boltahe sa isang electrical system. Ang isa sa mga dahilan kung bakit nakakatulong ang grounding upang mapanatiling ligtas ang isang tao ay ang mundo ang pinakamalaking konduktor sa mundo, at ang sobrang kuryente ay palaging dumadaan sa landas na hindi gaanong lumalaban. Sa pamamagitan ng pag-ground sa electrical system sa bahay, hinahayaan ng isang tao na mapunta ang agos sa lupa, na nagliligtas sa kanyang buhay at buhay ng iba.
Kung walang maayos na grounded na sistema ng kuryente sa bahay, ang gumagamit ay nagdudulot hindi lamang ng mga gamit sa bahay, kundi pati na rin ang kanilang buhay. Kaya naman sa bawat bahay ay kinakailangan hindi lamang lumikha ng isang grounding network, ngunit taun-taon ding subaybayan ang pagganap nito gamit ang mga espesyal na instrumento sa pagsukat.
