Зачем нужно заземление дома и как его рассчитать, не обращаясь к специалистам

5 лет назад , 7 комментариев к записи Зачем нужно заземление дома и как его рассчитать, не обращаясь к специалистам, LoadingВ закладки

Рассчитать заземление – конечно, важная задача. Но давайте поставим вопрос по-другому: а нужно ли оно вообще? Зачем горбатиться и искать себе лишних приключений, если и без этой канители в доме есть электричество, если работают все электроприборы и жизнь идет своим чередом?

Заземление частного дома: не лишняя ли это забота?

Таким вопросом задаются многие начинающие домохозяева. Наш ответ наверняка вас не удивит: заземление – забота далеко не лишняя. Более того, заземление это необходимость! Попытаемся эту необходимость обосновать, не отсылая вас к нормативным документам и не жонглируя специфическими терминами.

Прежде всего, вероятно, необходимо понятным языком сказать, что же такое заземление.

Итак, заземление – это соединение с помощью проводника корпусов имеющегося в доме электрооборудования со спрятанным в земле заземляющим контуром.

Заземление
Такова стандартная структура устанавливаемого в доме заземления

Читайте также Как выявить имитацию заземления: 3 главных признака

Заземление чаще всего материализовано в виде медного провода Ø10 мм и более или пластины из стали. Эти элементы соединяются с электрощитком, куда подходят кабели от всех розеток, светильников и других потребителей электрической энергии.

Основная задача заземления – обезопасить жизнь людей.

Многие из нас знакомы с ситуацией, когда простое касание, например, старого холодильника или электроплитки сопровождается весьма ощутимым ударом тока. Случается это лишь в старых домах, где имеются всего лишь две фазы, а прокладываемый сейчас повсюду защитный провод отсутствует. Током же бьет из-за плохого состояния изоляции электроприборов, что обусловливает появление на их корпусе определенного электрического потенциала (напряжения).

Касаясь рукой такого бытового прибора, вы превращаетесь в своеобразное «заземление», и через ваше тело пробегает ток. При наличии в домашней электропроводке третьего защитного провода ток, обусловленный плохой изоляцией старого холодильника, пойдет именно через этот проводник, поскольку сопротивление провода несравнимо меньше электрического сопротивления вашего тела.

Заземление в частном доме необходимо и для того, чтобы защитить электроприборы. Из школьных учебников мы знаем, что зачастую люди являются носителями статического электричества. Ток при возникающих при этом разрядах бывает минимальным, а напряжение может достигать значительных величин, опасных для нежной электроники, которая в большинстве случаев присутствует в электроприборах.

Одно из проявлений наличия статического заряда в теле человека

При наличии заземления статический заряд, имеющийся как в теле человека, так и в корпусе домашних приборов, без труда отводится в землю.

Читайте также Сила земли: как правильно устроить заземление в частном доме

Так что заземление – забота вовсе не лишняя. Обустраивать его надо обязательно. Однако максимальная эффективность заземления может быть обеспечена лишь тогда, когда оно правильно рассчитано. Именно об этом мы и поведем в продолжении нашей статьи.

Зачем же нужен расчет заземления?

Необходимость для расчета заземления обусловлена тем, что точно должно быть определено сопротивление контура заземления, который сооружается, а также его размеры и форма. Контур, предназначенный для заземления, должен состоять из заземляющего проводника, а также вертикальных и горизонтальных заземлителей. Непосредственно в почву, на достаточно большую глубину, вбиваются вертикальные заземлители.

А вот горизонтальные заземлители, при правильном монтаже, должны соединять между собой, заземлители вертикальные. Далее необходимо установить заземляющий проводник, который будет соединять контур заземления с электрощитом.

Непосредственно от сопротивления заземления зависят не только количество заземлителей, но и их размеры. Учтено должно быть и расстояние между ними, а также удельное сопротивление грунта.

Читайте также Заземление: используемые кабели и особенности монтажа

Как выполняется расчет заземления

Безопасная величина напряжения соприкосновения – основная цель заземления. При правильно выполненных работах по заземлению, опасный потенциал электроэнергии уходит в землю. Что даёт возможность безопасной эксплуатации каких-либо электроприборов человеком.

От сопротивления заземляющего контура зависит величина стекания тока непосредственно в землю. Величина потенциала электроэнергии, которая может быть опасна для человека, будет тем меньше, чем меньше будет установлено.

Распределение опасного потенциала, а также величины при сопротивлении тока, который растекается, — это основные требования для заземляющих устройств.

Показатель определения сопротивления растекания тока заземлителя и есть основа расчета защитного заземления. Непосредственно сопротивление тогда установлено правильно, а значит и эксплуатация электрооборудования безопасна, когда выверены все размеры и количество проводников, которые заземлены, а их расположение произошло на безопасную глубину проводимости грунта.

То, что нужно для расчета заземления

  1. Проведение точных замеров заземлителей – это основные условия для правильного сооружения заземляющих устройств.
  2. В качестве заземлителя могут быть использованы уголок, полоса и круглая сталь. Их минимальные размеры следующие:
  • — уголок – 4 мм2 / 4 м2;
  • — сталь круглая – 10;
  • — полоса – 4 /12. Не больше 48 мм2 должна быть её площадь;
  • — труба стальная. Толщина одной её стенки может быть на уровне или меньше 3,5 миллиметров.Исходные данные для расчета заземления
  1. 2. Длина стержня, который применяется для заземления, должна быть на уровне 2 метров, но можно и 1,5.Длина заземляющего стержня
  2. 3. Соотношение длины между стержнями и является основой для определения их расстояния. Если а – это расстояние, то

а = 1хL;

а = 2хL;

а = 3хL.

Расстояния между заземляющими стержнями

Заземляющие стрежни могут быть размещены в виде треугольника, квадрата и какой-нибудь ещё геометрической фигуры, а также просто в ряд. Её выбор должен быть обусловлен наличием площади, которая позволяет его выполнить, а также простотой монтажа при заземлении стержней.

Читайте также Как проверить заземление в розетке

Какую цель имеет расчет защитного заземления?

Определение количества заземляющих стержней, а также длины полосы, которая должна их соединять, – основная цель для расчета заземления.

Примерный расчет заземления

Для одного вертикального стержня – заземлителя сопротивление растекания тока должно рассчитываться так:

R = P / 2 • (1n• (2 L / d) + 0, 5 1n (4T + L / 4T – L)).

В этой формуле символы имеют следующие обозначения:

Р – удельное сопротивление грунта в эквиваленте, измеряется в Ом / м;

L – длина для стержня, указывается в метрах;

d – диаметр стержня, показатель измеряется в миллиметрах;

Т – расстояние от середины стержня до поверхности земли.

Эта формула должна применяться при заземлении в простой грунт. Когда же подобные работы предстоит выполнять в грунте неоднородном, двухслойном, то применима следующая формула:

P = Ψ • ρ1 •p2 • L / ( p1 • (L – H + t) = p2 • (H – t)), где

Ψ – климатический коэффициент. Его показатель не может быть абсолютным и зависит он от сезона.

ρ1 – сопротивление, признанное удельным, в верхнем слое грунта.

ρ2 – сопротивление, признанное удельным, в нижнем слое грунта.

Н – толщина, которую имеет верхний слой грунта.

t – глубина траншеи, на которую будет расположен вертикальный заземлитель.

В любом случае заземлитель должен быть расположен на глубину не меньше 70 сантиметров. А ещё при расчёте удельного сопротивления грунта необходимо учитывать его влажность, стабильность сопротивления заземлителя и то, в каких климатических условиях проходит заземление.

Читайте также Как сделать заземление своими руками

ТАБЛИЦА 1

Удельное сопротивление грунта при заземлении.

                       ГРУНТ                      СОПРОТИВЛЕНИЕ
Чернозем, другая почва                                  50
Торф                                  20
Глина                                  60
Песок с грунтовыми водами до 5 метров                                  500
Песок с грунтовыми водами глубже 5 метров                                  1 000
Супесь                                  150

Глубину для горизонтального заземлителя находят по формуле:

T = (L / 2) + t

Что обозначают символы, смотри выше.

Необходимо проводить заземление так, чтобы через верхний слой полностью проходил заземляющий стержень, а через нижний – лишь частично.

ТАБЛИЦА 2

Сезонный климатический коэффициент сопротивления грунта и его значение

Тип электродов для заземления                 Климатическая зона
     I        II      III    IV
Вертикальный или стержневой 1,8 / 2 1,5 / 1,8 1,4 / 1,6 1,2 / 1,4
Горизонтальный или полосовой 4,5 / 7 3,5 / 4,5 2 / 2,5 1,5
         Климатические признаки зон
Самая низкая температуры за многие годы в январе — 20°С + 15°С — 14 °С + 10 °С — 10 °С 0 °С 0 °С + 5°С
Самая высокая температура за многие годы в июле + 16 °С + 18 °С + 18 °С + 22 °С + 22°С + 24 °С + 24°С + 26 °С

Количество стержней, которое необходимо для заземления без учёта сопротивления, можно узнать по следующей формуле:

n = R • Ψ / R н

В этой формуле помимо традиционных обозначений, новый символ R н – это то сопротивление растеканию от тока устройства, подлежащего заземлению, которое обусловлено нормой и определяется относительно нормативных актов о правильной эксплуатации всего электрического оборудования.

ТАБЛИЦА 3

Значение сопротивления заземляющих устройств, которое наиболее допустимо

Электроустановка и её характеристика  Сопротивление грунта, удельное  Сопротивление устройства заземляющего 
Нейтрали трансформаторов и генераторов, которые присоединяются к заземлителю искусственному. Заземлители повторные с нулевым приводом, расположенные в сетях нейтралью, которая заземлена на напряжение.
                     220 / 127 В До 100 Ом • м 60
Свыше 100 Ом • м 0,6 • ρ
                       380 / 220 До 100 Ом • м 30
Свыше 100 Ом • м 0,3 • ρ
                       660 / 380 До 100 Ом • м 30
Свыше 100 Ом • м 0,3 • ρ

По следующей формуле можно рассчитать для заземлителя горизонтального сопротивление растекания тока:

R = 0, 366 (P • Ψ / Lг • ηг) •Lg (2 • Lг2 / b • t), где

– длина заземлителя,

b – ширина заземлителя.

ηг – коэффициент спроса заземлителей горизонтальных.

Количество заземлителей помогает найти длину горизонтального заземлителя:

Lг = a • (n – 1)

Так рассчитывается длина заземлителей, расположенных в ряд.

Lг = а

Эта формула актуальна для заземлителей, расположение которых выполнено по контуру.

В обеих формулах а – расстояние между стержнями заземляющими.

Учитывая сопротивление растеканию тока заземлителей, расположенных горизонтально, можно рассчитать и сопротивление вертикального заземлителя. Формула здесь следующая:

R = Rr • Rh / ( Rr – Rh)

Для определения полного количества вертикальных заземлителей есть формула:

n = R0 / Rb • ηв, где

ηв – специальный коэффициент спроса вертикальных заземлителей.

ТАБЛИЦА 4

Определение коэффициента спроса вертикальных заземлителей

Для заземлителей горизонтальных Для заземлителей вертикальных
Число электродов  По контуру Число электродов  По контуру
Соотношение между электродами и их длиной a / L Соотношение между электродами и их длиной a / L
   1      2      3      1      2    3
       4 0,45 0,55 0,65      4 0,69 0,78 0,85
       5 0,4 0,48 0,64      6 0,62 0,73 0.8
       8 0,36 0,43 0,6        10 0,55 0,69 0,76
       10 0,34 0,4 0,56        20 0,47 0,64 0,71
       20 0,27 0,32 0,45        40 0,41 0,58 0,67
       30 0,24 0,3 0,41        60 0,39 0,55 0,65
       50 0,21 0,28 0,37        100 0,36 0,52 0,62
       70 0,2 0,26 0,35
     100 0,19 0,24 0,33
Число электродов                    В ряд Число электродов                В ряд
                   a / L                a / L
   1      2      3      1      2    3
   4 0,77 0,89 0,92      2      0,86 0,91 0,94
   5 0,74 0,86 0,9      3    0,78 0,87 0,91
     8 0,67 0,79 0,85        5    0,7    0,81 0,87
     10 0,62 0,75 0,82        10    0,59    0,75 0,81
     20 0,42 0,56 0,68        15    0,54    0,71 0,78
     30 0,31 0,46 0,58        20    0,49    0,68 0,77
     50 0,21 0,36 0,49
     65 0,2 0,34 0,47

Читайте также Системы заземления: их отличия, преимущества и недостатки

Влияние друг на друга токов растекания одиночных заземлителей, когда последние расположены в различном порядке, как раз и показывает коэффициент использования. При соединении, которое происходит параллельно, токи растекания одиночных заземлителей взаимно влияют друг на друга. Сопротивление заземляющего контура напрямую зависит от близости расположения друг к другу заземляющих стержней. Как правило, полученное значение количества заземлителей округляется в большую сторону.

Нравится: 3
Не нравится 0
Понравилась статья? Поделись с друзьями:
Подпишись на наш канал в Яндекс.Дзен, это очень помогает нам в развитии!
Avatar photo
Автор: . Размещено 646 статей.
Отвечаю на вопросы по канализации, водоснабжение, систем очистки воды и немного отопление. Вы можете задать вопрос в комментарии.
Ваш комментарий
 

Ваш адрес email не будет опубликован.

7 комментариев
  • Сергей Минеев

    Здесь можно узнать, как рассчитать заземление правильно. Читайте!

    + 0
    - 0
  • Дмитрий

    «Случается это лишь в старых домах, где имеются всего лишь две фазы» — у Вас в доме что, 380V ?

    + 0
    - 0
    • Сергей Минеев

      И при 220 В тряхнуть не хило может!

      + 0
      - 0
      • Дмитрий

        Долбануть насмерть может и 36V. У Вас в тексте «в доме две фазы», нуля нет. Может всё таки одна фаза и ноль(L N)

        + 0
        - 0
        • Сергей Минеев

          Да, скорее всего, это именно так

          + 0
          - 0
  • Дмитрий

    «В качестве заземлителя могут быть использованы уголок, полоса и круглая сталь.» А что таки, специальные латунные стержни, соединяющиеся между собой и забиваемые в землю перфоратором SDS-max, неужели они не подходят?

    + 0
    - 0
    • Сергей Минеев

      Конечно, Дмитрий, подходят. И список подходящих элементов можно и еще продолжить

      + 0
      - 0
Наверх