Жерге қосуды және орнатуды есептеудің маңызды себептерінің бірі - ол адамдарды, үйдегі құрылғыларды асқын кернеуден қорғайды. Егер кенеттен үйге найзағай соқса немесе қандай да бір себептермен желіде ток күшейіп кетсе, бірақ сонымен бірге электр жүйесі жерге тұйықталса, бұл артық электр энергиясының барлығы жерге түседі, әйтпесе бәрін жойып жіберуі мүмкін жарылыс болады. өз жолында.
Электрлік қорғаныс құралдары
Өмірдің барлық салаларында, үйде және жұмыста электр энергиясын тұтынудың өсуі адам өмірі үшін нақты қауіпсіздік ережелерін талап етеді. Көптеген ұлттық және халықаралық стандарттар электр құрылғыларын пайдалану кезінде адамдардың, үй жануарларының және мүліктің қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін электр жүйелерінің құрылысына қойылатын талаптарды реттейді.
Тұрғын үйлер мен қоғамдық ғимараттарды салу кезінде орнатылған электрлік қорғаныс құралдары ұзақ жылдар бойы сенімді жұмыс істеуі үшін жүйелі түрде тексеріліп тұруы керек. Электр жүйелеріндегі қауіпсіздік ережелерін бұзу жағымсыз салдарға әкелуі мүмкін: адамдардың өміріне қауіп төндіруі, мүліктің жойылуы немесесымдардың бұзылуы.
Қауіпсіздік ережелері адамның ток беттерімен қауіпсіз жанасуы үшін келесі жоғарғы шектерді белгілейді: құрғақ ғимараттарда 36 ВАС және ылғалды жерлерде 12 ВАС.
Жерге қосу жүйесі
Жерге қосу жүйесі әрбір ғимарат үшін өте маңызды техникалық жабдық болып табылады, сондықтан бұл жаңа нысанда орнатылатын бірінші электр қондырғысының құрамдас бөлігі. Жерге қосу термині электрлік құрамдастарды жерге мақсатты түрде қосу үшін электротехникада қолданылады.
Қорғаныш жерге тұйықтау ақаулық орын алған жағдайда электр жабдығын ұстаған кезде адамдарды электр тогының соғуынан қорғайды. Діңгектерді, қоршауларды, су құбырлары немесе газ құбырлары сияқты коммуникацияларды терминалға немесе жерге қосу жолағына қосу арқылы қорғаныс кабелімен қосу керек.
Функционалдық қорғаныс мәселелері
Функционалды жерге тұйықтау аты айтып тұрғандай қауіпсіздікті қамтамасыз етпейді, оның орнына электр жүйелері мен жабдықтарының үзіліссіз жұмысын жасайды. Функционалды жерге қосу токтар мен шу көздерін жерге сынақ адаптерлеріне, антенналарға және радиотолқындарды қабылдайтын басқа құрылғыларға таратады.
Олар электр жабдықтары мен құрылғылар арасындағы жалпы анықтамалық потенциалдарды анықтайды және осылайша жеке үйлердегі теледидар немесе жарықтың жыпылықтауы сияқты әртүрлі ақаулардың алдын алады. Функционалдық жерге қосу ешқашан қорғаныс тапсырмаларын орындай алмайды.
Ток соғуынан қорғауға қойылатын барлық талаптарды ұлттық стандарттардан табуға болады. Қорғаушы жерді орнату өте маңызды, сондықтан әрқашан функционалдықтан басым болады.
Қорғаныс құрылғыларының шекті кедергісі
Адамдар үшін қауіпсіз жүйеде қорғаныс құрылғылары жүйедегі ақаулық кернеу олар үшін қауіпті болуы мүмкін мәнге жеткенде жұмыс істеуі керек. Бұл параметрді есептеу үшін жоғарыда көрсетілген кернеудің шектік деректерін пайдалануға болады, орташа мәнді U=25 VAC таңдаңыз.
Тұрғын үйлерде орнатылған қалдық ток ажыратқыштары қысқа тұйықталу тогы 500 мА жеткенше әдетте жерге қосылмайды. Демек, Ом заңына сәйкес, U=R1 R=25 В / 0,5 A=50 Ом. Сондықтан, адамдар мен мүліктің қауіпсіздігін тиісті түрде қорғау үшін жердің кедергісі 50 Ом немесе R жер<50 кем болуы керек.
Электрод сенімділік факторлары
Мемлекеттік стандарттарға сәйкес келесі элементтерді электродтар ретінде қарастыруға болады:
- тігінен салынған болат қадалар немесе құбырлар;
- көлденең төселген болат жолақтар немесе сымдар;
- қайталанған металл тақталар;
- іргетастың айналасына салынған немесе іргетасқа салынған металл сақиналар.
Су құбырлары және басқа да жерасты болат инженерлік желілер (иелерімен келісім болған жағдайда).
50 Ом-нан аз кедергісі бар сенімді жерге қосу үш факторға байланысты:
- Жер көрінісі.
- Түрі мен топыраққа төзімділігі.
- Жер желісінің кедергісі.
Жерге қосу құрылғысын есептеуді топырақтың меншікті кедергісін анықтаудан бастау керек. Бұл электродтардың пішініне байланысты. Жер кедергісі r (грек әрпі Rho) Ом метрмен өрнектеледі. Бұл көлденең қимасы мен биіктігі 1 м болатын жерге қосу цилиндрінің 2 теориялық кедергісіне сәйкес келеді. жоғарылайды). Ом-м түріндегі топырақ кедергісінің мысалдары:
- батпақты топырақ 1-ден 30-ға дейін;
- лесс топырақ 20-дан 100-ге дейін;
- қарашірік 10-нан 150-ге дейін;
- кварц құмы 200-ден 3000-ға дейін;
- жұмсақ әктас 1500-ден 3000-ға дейін;
- шөпті топырақ 100-ден 300-ге дейін;
- өсімдіксіз тасты жер - 5.
Жерге қосу құрылғысын орнату
Жерге тұйықтау контуры болат электродтар мен байланыстырушы жолақтардан тұратын құрылымнан орнатылады. Жерге батырылғаннан кейін құрылғы үйдің электр панеліне сыммен немесе ұқсас металл жолақпен қосылады. Топырақтың ылғалдылығы құрылымның орналасу деңгейіне әсер етеді.
Арматура ұзындығы мен жер асты суларының деңгейі арасында кері байланыс бар. Құрылыс алаңынан максималды қашықтық 1 м-ден 10 м-ге дейін. Жерге қосуды есептеуге арналған электродтар топырақтың қату сызығынан төмен жерге түсуі керек. Коттедждер үшін схема металл бұйымдарын пайдаланып орнатылады: құбырлар, тегіс арматура, болат бұрыш, I-арқалық.
Олардың пішіні жерге терең ену үшін бейімделуі керек, арматураның көлденең қимасының ауданы 1,5 см-ден асады2. Арматура бір қатарға немесе әртүрлі пішіндер түрінде орналастырылады, олар сайттың нақты орналасуына және қорғаныс құрылғысын орнату мүмкіндігіне тікелей байланысты. Нысанның периметрі бойынша схема жиі пайдаланылады, дегенмен үшбұрышты жерге қосу үлгісі әлі де ең кең таралған.
Қорғаныс жүйесін қол жетімді материалды пайдаланып өз бетінше жасауға болатынына қарамастан, көптеген үй салушылар зауыттық жинақтарды сатып алады. Олар арзан болмаса да, орнату оңай және пайдалану кезінде берік. Әдетте мұндай жинақ монтаждау үшін бұрандалы қосылыммен жабдықталған ұзындығы 1 м мыс жалатылған электродтардан тұрады.
Толық жолақты есептеу
Тесіктердің нақты санын және жер жолағы өлшемдерін есептеудің жалпы ережесі жоқ, бірақ ағып кету тогының разряды сөзсіз материалдың көлденең қимасының ауданына байланысты, сондықтан кез келген жабдық үшін, жерге қосу жолағының өлшемі осы жолақ тасымалдайтын токпен есептеледі.
Жерге қосу контурын есептеу үшін алдымен ағып кету тогы есептеледі және жолақ өлшемі анықталады.
Трансформатор сияқты көптеген электр жабдықтары үшін,дизель генераторы және т.б. үшін бейтарап жерге қосу жолағының өлшемі осы жабдықтың бейтарап тогын көтере алатындай болуы керек.
Мысалы, 100кВА трансформатор үшін жалпы жүктеме тогы шамамен 140А болады.
Қосылған жолақ кем дегенде 70А (бейтарап ток) өткізе алуы керек, бұл токты өткізу үшін 25x3 мм жолақ жеткілікті екенін білдіреді.
Корпусты жерге қосу үшін 35 А ток өткізе алатын кішірек жолақ пайдаланылады, бұл ретте әрбір нысан үшін резервтік қорғаныс ретінде 2 жер шұңқыры пайдаланылған. Тізбектің тұтастығын бұзатын коррозияға байланысты бір жолақ жарамсыз болып қалса, ағып кету тогы басқа жүйе арқылы өтіп, қорғанысты қамтамасыз етеді.
Қорғау құбырларының санын есептеу
Бір электрод шыбықтың немесе түтіктің жерге тұйықталу кедергісі мыналарға сәйкес есептеледі:
R=ρ / 2 × 3, 14 × L (журнал (8xL/d) -1)
Мұнда:
ρ=Жерге қарсылық (омметр), L=Электрод ұзындығы (метр), D=Электрод диаметрі (метр).
Жерді есептеу (мысал):
Жердегі оқшаулағыш шыбықтың кедергісін есептеңіз. Оның ұзындығы 4 метр және диаметрі 12,2 мм, меншікті салмағы 500 Ом.
R=500 / (2 × 3, 14 × 4) x (Журнал (8 × 4 / 0, 0125) -1)=156, 19 Ом.
Бір шыбықтың немесе түтік электродының жерге қосу кедергісі келесідей есептеледі:
R=100xρ / 2 × 3, 14 × L (журнал (4xL / д))
Мұнда:
ρ=Жерге қарсылық (омметр), L=Электрод ұзындығы (см), D=Электрод диаметрі (см).
Анықтамажерге қосу құрылымы
Электр қондырғысын жерге қосуды есептеу диаметрі 100 мм, ұзындығы 3 метр жерге тұйықтау құбырларының санын анықтаудан басталады. Жүйеде 1 секунд ішінде 50 КА ақаулық тогы және жерге кедергісі 72,44 Ом.
Жер электродының бетіндегі ток тығыздығы:
Көкнәр. рұқсат етілген ток тығыздығы I=7,57 × 1000 / (√ρxt) A / m2
Көкнәр. рұқсат етілген ток тығыздығы=7,57 × 1000 / (√72,44X1)=889,419 А / м2
Бір диаметрлі бетінің ауданы 100 мм. 3м құбыр=2 x 3, 14 L=2 x 3, 14 x 0,05 x 3=0,942 м2
Көкнәр. бір жердегі құбыр арқылы таралатын ток=Ток тығыздығы x Электрод бетінің ауданы.
Макс. бір жерге тұйықтау құбырымен бөлінген ток=889,419x 0,942=838А, Қажетті жерге қосу құбырының саны=Ақаулық ток / Макс.
Тергеу құбырының қажетті саны=50000/838=60 дана.
Жер құбырының кедергісі (оқшауланған) R=100xρ / 2 × 3, 14xLx (лог (4XL / d))
Жердегі құбыр кедергісі (оқшауланған) R=100 × 72,44 / 2 × 3 × 14 × 300 × (журнал (4X300 / 10))=7,99 Ом / Құбыр
60 дана жердің жалпы кедергісі=7,99 / 60=0,133 Ом.
Жерге қарсылық
Жер жолағын кедергісі (R):
R=ρ / 2 × 3, 14xLx (журнал (2xLxL / масса))
Төменде контурды жерге қосуды есептеу мысалы келтірілген.
Ені 12 мм, ұзындығы 2200 метр жолақты есептеңіз,200 мм тереңдікте жерге көмілген, топырақ кедергісі 72,44 Ом.
Жер жолағын кедергісі (Re)=72, 44 / 2 × 3, 14x2200x (журнал (2x2200x2200 /.2x.012))=0, 050 Ом
Жоғарыда келтірілген 60 дана жерге тұйықтау құбырларының жалпы кедергісі (Rp)=0,133 Ом. Және бұл өрескел жер жолағына байланысты. Мұнда таза жерге кедергі=(RpxRe) / (Rp + Re)
Таза кедергі=(0,133 × 0,05) / (0,133 + 0,05)=0,036 Ом
Жер кедергісі және бір топтағы электродтар саны (параллель қосылу). Жерге қажетті кедергіні қамтамасыз ету үшін бір электрод жеткіліксіз болған жағдайда бірнеше электродты пайдалану қажет. Электродтарды бөлу шамамен 4 м болуы керек Параллель электродтардың аралас кедергісі электродтың саны мен конфигурациясы сияқты бірнеше факторлардың күрделі функциясы болып табылады. Әртүрлі конфигурациялардағы электродтар тобының жалпы кедергісі:
Ra=R (1 + λa / n), мұнда a=ρ / 2X3,14xRxS
Мұндағы: S=Реттеу діңгегі (метр) арасындағы қашықтық.
λ=Төмендегі кестеде көрсетілген фактор.
n=Электродтар саны.
ρ=Жер кедергісі (Омметр).
R=Оқшаулаудағы бір шыбықтың кедергісі (Ω).
| Желідегі параллель электродтарға арналған факторлар | |
| Электодтар саны (n) | Фактор (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 |
Ғимараттың периметрі сияқты қуыс шаршының айналасында біркелкі орналасқан электродтарды жерге қосуды есептеу үшін жоғарыдағы теңдеулер келесі кестеден алынған λ мәнімен пайдаланылады. Тең бүйірлі үшбұрышта немесе L-қалыпта орналасқан үш өзек үшін λ=1, 66 мәні
| Шұңқыр шаршы электродтарға арналған факторлар | |
| Электодтар саны (n) | Фактор (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 |
Қуыс квадраттар үшін ілмекті қорғаныс жерлендіруді есептеу электродтардың жалпы саны (N)=(4n-1) формуласы бойынша жүзеге асырылады. Негізгі ереже - қосымша электродтарды толық пайдалану үшін параллель шыбықтар кем дегенде екі есе ұзағырақ орналасуы керек.
Егер электродтардың бөлінуі олардың ұзындығынан әлдеқайда көп болса және тек бірнеше электродтар параллель болса, онда алынған жерге тұйықтау кедергісін әдеттегі қарсылық теңдеуімен есептеуге болады. Іс жүзінде тиімді жерге қарсылық әдетте есептелгеннен жоғары болады.
Әдетте 4 электродты массив 2,5-3 есе жақсартуды қамтамасыз ете алады.
8 электродтық массив әдетте 5-6 есе жақсартуға мүмкіндік береді. Бастапқы жерге тұйықтау штангасының кедергісі екінші жол үшін 40%, үшінші жол үшін 60%, төртінші үшін 66% төмендейді.
Электроды есептеу мысалы
Тергеу штангасының жалпы кедергісін есептеу 200 бірлік параллельді, әрқайсысы 4м аралықпен және егер олар шаршыға қосылған болса. Жердегі штанга 4метр және диаметрі 12,2 мм, бетінің кедергісі 500 Ом. Біріншіден, бір жерге тұйықтағыштың кедергісі есептеледі: R=500 / (2 × 3, 14 × 4) x (Log (8 × 4 / 0, 0125) -1)=136, 23 Ом.
Одан әрі параллельді 200 бірлік көлеміндегі жерге тұйықтағыштың жалпы кедергісі: a=500 / (2 × 3, 14x136x4)=0,146 Ra (параллель сызық)=136,23x (1 + 10 × 0,146) / 200)=1,67 Ом.
Егер жердегі штанга қуыс аймаққа жалғанса 200=(4N-1), Ra (бос шаршыда)=136, 23x (1 + 9, 4 × 0, 146 / 200)=1, 61 Ом.
Жер калькуляторы
Көріп отырғаныңыздай, жерге қосуды есептеу өте күрделі процесс, ол көптеген факторлар мен күрделі эмпирикалық формулаларды пайдаланады, олар тек күрделі бағдарламалық қамтамасыз ету жүйесі бар оқытылған инженерлерге ғана қолжетімді.
Пайдаланушы тек онлайн қызметтерді, мысалы, Allcalc көмегімен дөрекі есептеулер жасай алады. Дәлірек есептеулер үшін әлі де жобалау ұйымына хабарласу керек.
Allcalc онлайн калькуляторы тік жерден тұратын екі қабатты топырақта қорғаныш жерге қосуды жылдам және дәл есептеуге көмектеседі.
Жүйе параметрлерін есептеу:
- Топырақтың үстіңгі қабаты жоғары ылғалданған құм.
- Климаттық коэффициент- 1.
- Топырақтың төменгі қабаты жоғары ылғалданған құм.
- Тік жерге қосу саны - 1.
- Топырақтың жоғарғы тереңдігі H (м) - 1.
- Тік қима ұзындығы, L1 (м) - 5.
- Көлденең қиманың тереңдігі h2 (м)- 0,7.
- Байланыс жолағы ұзындығы, L3 (м) - 1.
- Тік қиманың диаметрі, D (м) - 0,025.
- Көлденең қима сөресінің ені, b (м) - 0,04.
- Топырақтың электр кедергісі (ом/м) - 61,755.
- Бір тік қиманың кедергісі (Ом) - 12,589.
- Көлденең қиманың ұзындығы (м) - 1,0000.
Көлденең жерге қосу кедергісі (Ом) - 202.07.
Қорғаушы жерге тұйықтау кедергісін есептеу аяқталды. Электр тогының таралуына жалпы кедергі (Ом) - 11,850.
Жер электр жүйесіндегі көптеген кернеу көздері үшін жалпы анықтамалық нүктені қамтамасыз етеді. Жерге қосу адамның қауіпсіздігін сақтауға көмектесетін себептердің бірі жер әлемдегі ең үлкен өткізгіш болып табылады және артық электр әрқашан ең аз қарсылық жолын алады. Үйдегі электр жүйесін жерге қосу арқылы адам токтың жерге түсуіне мүмкіндік береді, бұл өзінің және басқалардың өмірін сақтайды.
Үйде дұрыс жерге тұйықталған электр жүйесі болмаса, пайдаланушы тек тұрмыстық техникаға ғана емес, сонымен қатар өз өміріне де қауіп төндіреді. Сондықтан әр үйде тек жерге тұйықтау желісін жасап қана қоймай, оның жұмысын арнайы өлшеу құралдары арқылы жыл сайын бақылап отыру қажет.
