Üks olulisemaid põhjuseid maanduse ja paigalduse arvutamisel on see, et see kaitseb inimesi ja majas olevaid seadmeid ülepinge eest. Kui äkki lööb majja välk või tekib mingil põhjusel võrgus voolutõus, kuid samal ajal on elektrisüsteem maandatud, läheb kogu see üleliigne elekter maasse, vastasel juhul toimub plahvatus, mis võib kõik hävitada. oma teel.
Elektrikaitseseadmed
Elektritarbimise kasv kõigis eluvaldkondades, nii kodus kui ka tööl, nõuab inimeluks selgeid ohutusreegleid. Elektrisüsteemide ehitamise nõudeid reguleerivad arvukad riiklikud ja rahvusvahelised standardid, et tagada inimeste, lemmikloomade ja vara ohutus elektriseadmete kasutamisel.
Elu- ja ühiskondlike hoonete ehitamisel paigaldatud elektrikaitseseadmeid tuleb regulaarselt kontrollida, et tagada töökindel töö paljude aastate jooksul. Elektrisüsteemide ohutusreeglite rikkumisel võivad olla negatiivsed tagajärjed: oht inimeste elule, vara hävimine võijuhtmestiku hävimine.
Ohutuseeskirjad kehtestavad järgmised ülempiirid inimeste ohutuks kokkupuuteks pingestatud pindadega: 36 VAC kuivades hoonetes ja 12 VAC märgades ruumides.
Maandussüsteem
Maandussüsteem on iga hoone jaoks hädavajalik tehniline varustus, seega on see esimene elektripaigaldise komponent, mis paigaldatakse uude objekti. Terminit maandus kasutatakse elektrotehnikas elektriliste komponentide sihipäraseks ühendamiseks maandusega.
Kaitsemaandus kaitseb rikke korral inimesi elektrilöögi eest, kui nad puudutavad elektriseadmeid. Mastid, aiad, kommuna alteenused, nagu veetorud või gaasitorud, tuleb ühendada kaitsekaabliga, ühendades need klemmi või maanduslatiga.
Funktsionaalse kaitse probleemid
Funktsionaalne maandus ei anna ohutust, nagu nimigi ütleb, vaid loob elektrisüsteemide ja -seadmete katkematu töö. Funktsionaalne maandus hajutab voolud ja müraallikad maandustesti adapteritesse, antennidesse ja muudesse raadiolaineid vastuvõtvatesse seadmetesse.
Need määravad kindlaks elektriseadmete ja seadmete ühised etalonpotentsiaalid ning hoiavad seeläbi ära erinevaid tõrkeid eramajades, nagu näiteks teler või valguse värelus. Funktsionaalne maandus ei saa kunagi täita kaitseülesandeid.
Kõik nõuded elektrilöögi eest kaitsmiseks leiate riiklikest standarditest. Kaitsemaanduse rajamine on ülioluline ja seetõttu on see alati funktsionaalsest ülimuslik.
Kaitseseadmete ülim vastupidavus
Inimestele ohutus süsteemis peavad kaitseseadmed tööle kohe, kui süsteemi rikkepinge saavutab väärtuse, mis võib olla neile ohtlik. Selle parameetri arvutamiseks võite kasutada ül altoodud pinge piirandmeid, valida keskmine väärtus U=25 VAC.
Elupiirkondadesse paigaldatud rikkevoolukaitselülitid ei lülitu tavaliselt maandusse enne, kui lühisevool jõuab 500 mA-ni. Seetõttu on Ohmi seaduse kohaselt U=R1 R=25 V / 0,5 A=50 oomi. Seetõttu peab inimeste ja vara ohutuse adekvaatseks kaitsmiseks maanduse takistus olema alla 50 oomi või R earth<50.
Elektroodide töökindlustegurid
Riigi standardite kohaselt võib elektroodidena lugeda järgmisi elemente:
- vertikaalselt sisestatud terasvaiad või torud;
- horisontaalselt paigaldatud terasribad või -traadid;
- süvistatavad metallplaadid;
- metallrõngad, mis on paigutatud vundamentide ümber või põimitud vundamenti.
Veetorud ja muud maa-alused terasest insenervõrgud (kui on kokkulepe omanikega).
Usaldusväärne maandus takistusega alla 50 oomi sõltub kolmest tegurist:
- Maavaade.
- Tüüp ja mullakindlus.
- Maasliini takistus.
Maandusseadme arvutamine peab algama pinnase eritakistuse määramisega. See sõltub elektroodide kujust. Maa eritakistust r (kreeka täht Rho) väljendatakse oommeetrites. See vastab 1 m maandussilindri teoreetilisele takistusele2, mille ristlõige ja kõrgus on 1 m. tõuseb). Mulla takistuse näited oomi-m:
- soone pinnas 1 kuni 30;
- lössmuld 20 kuni 100;
- huumus 10 kuni 150;
- kvartsliiv 200 kuni 3000;
- pehme lubjakivi vahemikus 1500 kuni 3000;
- rohune muld 100 kuni 300;
- kaljune maa ilma taimestikuta - 5.
Maandusseadme paigaldamine
Maandusahel on monteeritud teraselektroodidest ja ühendusribadest koosnevast konstruktsioonist. Pärast maasse sukeldamist ühendatakse seade maja elektrikilbiga traadi või sarnase metallribaga. Mulla niiskus mõjutab konstruktsiooni paigutustaset.
Armatuuri pikkuse ja põhjavee taseme vahel on pöördvõrdeline seos. Maksimaalne kaugus ehitusplatsist on 1 m kuni 10 m. Maanduse arvutamiseks mõeldud elektroodid peaksid sisenema maapinnale allpool mulla külmumisjoont. Suvilate puhul paigaldatakse vooluring metalltoodete abil: torud, sile tugevdus, terasnurk, I-tala.
Nende kuju peab olema kohandatud sügavale maasse sisenemiseks, armatuuri ristlõikepindala on üle 1,5 cm2. Tugevdus asetatakse reas või mitmesuguste kujunditena, mis sõltuvad otseselt saidi tegelikust asukohast ja kaitseseadme paigaldamise võimalusest. Sageli kasutatakse objekti perimeetrit ümbritsevat skeemi, kuid siiski on kolmnurkse maandusmudel kõige levinum.
Hoolimata asjaolust, et kaitsesüsteemi saab olemasoleva materjali abil iseseisv alt valmistada, ostavad paljud koduehitajad tehasekomplekte. Kuigi need ei ole odavad, on neid lihtne paigaldada ja need on kasutamisel vastupidavad. Tavaliselt koosneb selline komplekt 1 m pikkustest vasega kaetud elektroodidest, mis on varustatud keermestatud ühendusega paigaldamiseks.
Kogu seeria arvutamine
Maastusriba aukude täpse arvu ja mõõtmete arvutamiseks pole üldreeglit, kuid lekkevoolu tühjenemine sõltub kindlasti materjali ristlõike pindalast, nii et kõigi seadmete puhul, arvutatakse maandusriba suurus sellel ribal kantaval voolul.
Maandusahela arvutamiseks arvutatakse esm alt lekkevool ja määratakse riba suurus.
Enamiku elektriseadmete (nt trafo) puhuldiiselgeneraator jne, peab neutraalse maandusriba suurus olema selline, et see taluks selle seadme nullvoolu.
Näiteks 100 kVA trafo puhul on kogu koormusvool umbes 140 A.
Ühendatud riba peab kandma vähem alt 70A (neutraalvool), mis tähendab, et voolu ülekandmiseks piisab 25x3 mm ribast.
Korpuse maandamiseks kasutatakse väiksemat riba, mis suudab kanda voolu 35 A, eeldusel, et iga objekti jaoks kasutatakse varukaitsena 2 maandusava. Kui üks riba muutub korrosiooni tõttu kasutuskõlbmatuks, mis rikub vooluahela terviklikkust, voolab lekkevool läbi teise süsteemi, pakkudes kaitset.
Kaitsetorude arvu arvutamine
Ühe elektroodi varda või toru maandustakistus arvutatakse järgmiselt:
R=ρ / 2 × 3, 14 × L (log (8xL / d) -1)
Kus:
ρ=maandustakistus (oommeeter), L=elektroodi pikkus (meeter), D=elektroodi läbimõõt (meeter).
Alusarvutus (näide):
Arvutage maanduse isolatsioonivarda takistus. Selle pikkus on 4 meetrit ja läbimõõt 12,2 mm, erikaal 500 oomi.
R=500 / (2 × 3, 14 × 4) x (log (8 × 4 / 0, 0125) -1)=156, 19 Ω.
Ühe varda või toru elektroodi maandustakistus arvutatakse järgmiselt:
R=100xρ / 2 × 3, 14 × L (log (4xL / d))
Kus:
ρ=maandustakistus (oommeeter), L=elektroodi pikkus (cm), D=elektroodi läbimõõt (cm).
Definitsioonmaanduskonstruktsioon
Elektripaigaldise maanduse arvutamine algab 100 mm läbimõõduga 3 meetri pikkuste maandustorude arvu määramisest. Süsteemi rikkevool on 50 KA 1 sekundi jooksul ja maandustakistus 72,44 oomi.
Voolutihedus maanduselektroodi pinnal:
Mon. lubatud voolutihedus I=7,57 × 1000 / (√ρxt) A / m2
Mon. lubatud voolutihedus=7,57 × 1000 / (√72,44X1)=889,419 A / m2
Ühe läbimõõduga pindala on 100 mm. 3 m toru=2 x 3, 14 L=2 x 3, 14 x 0,05 x 3=0,942 m2
Mon. ühe maandustoru poolt hajutatud vool=voolutihedus x elektroodi pindala.
Maks. ühe maandustoru poolt hajutatud vool=889,419 x 0,942=838 A, Vajalik maandustoru arv=rikkevool / max.
Vajalik maandustoru arv=50000/838=60 tükki.
Maandustoru takistus (isoleeritud) R=100xρ / 2 × 3, 14xLx (log (4XL / d))
Maandustoru takistus (isoleeritud) R=100 × 72,44 / 2 × 3 × 14 × 300 × (log (4x300 / 10))=7,99 Ω / toru
60 maandustüki kogutakistus=7,99 / 60=0,133 oomi.
Maastusriba takistus
Maandusriba takistus (R):
R=ρ / 2 × 3, 14xLx (log (2xLxL / mass))
Allpool on toodud kontuuri maanduse arvutamise näide.
Arvutage 12 mm laiune ja 2200 meetri pikkune riba,200 mm sügavusele maasse maetud, on pinnase eritakistus 72,44 oomi.
Maandusriba takistus (Re)=72, 44 / 2 × 3, 14 × 2200 × (log (2 × 2200 × 2200 / 0,2 × 012))=0, 050 Ω
Alates ül altoodud 60 maandustoru tüki kogutakistusest (Rp)=0,133 oomi. Ja see on tingitud töötlemata maapinnast. Siin maandustakistus=(RpxRe) / (Rp + Re)
Netotakistus=(0,133 × 0,05) / (0,133 + 0,05)=0,036 oomi
Maanduse impedants ja elektroodide arv rühma kohta (rööpühendus). Juhtudel, kui ühest elektroodist ei piisa vajaliku maandustakistuse tagamiseks, tuleb kasutada rohkem kui ühte elektroodi. Elektroodide vaheline kaugus peaks olema umbes 4 m. Paralleelelektroodide kombineeritud takistus on mitme teguri, näiteks elektroodi arvu ja konfiguratsiooni, kompleksfunktsioon. Erinevate konfiguratsioonidega elektroodide rühma kogutakistus vastav alt:
Ra=R (1 + λa / n), kus a=ρ / 2X3,14xRxS
Kus: S=reguleerimisvarre vaheline kaugus (meeter).
λ=allolevas tabelis näidatud tegur.
n=elektroodide arv.
ρ=maandustakistus (oommeeter).
R=üksiku varda takistus isolatsioonis (Ω).
| Rööpelektroodide tegurid joonel | |
| Elektroodide arv (n) | Tegur (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 |
Ümber õõnsa ruudu, näiteks hoone perimeetri, ühtlaselt paigutatud elektroodide maanduse arvutamiseks kasutatakse ül altoodud võrrandeid järgmisest tabelist võetud väärtusega λ. Kolme varda puhul, mis asuvad võrdkülgses kolmnurgas või L-vormingus, on väärtus λ=1, 66
| Õõneskandiliste elektroodide tegurid | |
| Elektroodide arv (n) | Tegur (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 |
Õõnesruutude silmuse kaitsemaanduse arvutamine toimub vastav alt valemile elektroodide koguarv (N)=(4n-1). Rusikareegel on, et täiendavate elektroodide täielikuks ärakasutamiseks peaksid paralleelsed vardad olema vähem alt kaks korda pikemate vahedega.
Kui elektroodide kaugus on nende pikkusest palju suurem ja paralleelsed on vaid mõned elektroodid, saab saadud maandustakistuse arvutada tavalise takistuse võrrandi abil. Praktikas on efektiivne maandustakistus tavaliselt suurem kui arvutatud.
Tavaliselt võib 4-elektroodiline massiiv pakkuda 2,5–3-kordset paranemist.
8 elektroodi massiiv annab tavaliselt 5–6-kordse paranemise. Algse maandusvarda takistus väheneb teise liini puhul 40%, kolmanda liini puhul 60%, neljanda liini puhul 66%.
Elektroodi arvutamise näide
Maastusvarda kogutakistuse arvutamine 200 ühikut paralleelselt, igaüks 4m intervalliga ja kui need on ruudukujuliselt ühendatud. Maandusvarras on 4meetrit ja läbimõõt 12,2 mm, pinnatakistus 500 oomi. Esiteks arvutatakse välja ühe maandusvarda takistus: R=500 / (2 × 3, 14 × 4) x (log (8 × 4 / 0, 0125) -1)=136, 23 oomi.
Järgmisena on maandusvarda kogutakistus 200 ühikut paralleelselt: a=500 / (2 × 3, 14x136x4)=0,146 Ra (paralleeljoon)=136,23x (1 + 10 × 0,146) / 200)=1,67 oomi.
Kui maandusvarras on ühendatud õõnsa alaga 200=(4N-1), Ra (tühjal ruudul)=136, 23x (1 + 9, 4 × 0, 146 / 200)=1, 61 oomi.
Maapealne kalkulaator
Nagu näete, on maanduse arvutamine väga keeruline protsess, see kasutab paljusid tegureid ja keerulisi empiirilisi valemeid, mis on saadaval ainult keerukate tarkvarasüsteemidega koolitatud inseneridele.
Kasutaja saab teha ainult ligikaudseid arvutusi, kasutades võrguteenuseid, näiteks Allcalc. Täpsemate arvutuste tegemiseks peate siiski võtma ühendust projekteerimisorganisatsiooniga.
Allcalc veebikalkulaator aitab teil kiiresti ja täpselt arvutada kaitsemaanduse kahekihilises pinnases, mis koosneb vertikaalsest maandusest.
Süsteemi parameetrite arvutamine:
- Pulla pealmine kiht on tugev alt niisutatud liiv.
- Kliimakoefitsient- 1.
- Alumine pinnasekiht on tugev alt niisutatud liiv.
- Vertikaalsete maanduste arv – 1.
- Pullapinna sügavus H (m) – 1.
- Vertikaalse lõigu pikkus, L1 (m) - 5.
- Rõhtlõike sügavus h2 (m)- 0,7.
- Ühendusriba pikkus, L3 (m) - 1.
- Vertikaalse lõigu läbimõõt, D (m) - 0,025.
- Rõhtsektsiooniriiuli laius, b (m) - 0,04.
- Elektriline pinnasetakistus (oomi/m) – 61 755.
- Ühe vertikaalse lõigu takistus (oomi) - 12,589.
- Rõhtlõike pikkus (m) – 1 0000.
Horisontaalne maandustakistus (oomi) – 202.07.
Kaitsemaandustakistuse arvutamine on lõpetatud. Kogutakistus elektrivoolu levimisele (oomi) - 11.850.
Maandus annab ühise võrdluspunkti paljudele elektrisüsteemi pingeallikatele. Üks põhjus, miks maandus aitab inimest turvaliselt hoida, on see, et maa on maailma suurim juht ning liigne elekter läheb alati väiksema takistuse teed. Kodus elektrisüsteemi maandades laseb inimene voolul maasse minna, mis säästab nii enda kui ka teiste elusid.
Ilma kodus korralikult maandatud elektrisüsteemita riskib kasutaja mitte ainult kodumasinatega, vaid ka oma eluga. Seetõttu on igas majas vaja mitte ainult luua maandusvõrk, vaid ka igal aastal jälgida selle toimivust spetsiaalsete mõõtevahendite abil.
