En af de vigtigste grunde til at beregne jording og installation er, at den beskytter mennesker, apparater i huset mod overspænding. Hvis lynet pludselig rammer et hus, eller der af en eller anden grund er strømstød i netværket, men samtidig er det elektriske system jordet, vil al denne overskydende elektricitet gå i jorden, ellers vil der være en eksplosion, der kan ødelægge alt på sin vej.
Elektrisk beskyttelsesudstyr
Vækst i elforbrug på alle områder af livet, i hjemmet og på arbejdet, kræver klare sikkerhedsregler for menneskers liv. Adskillige nationale og internationale standarder regulerer kravene til konstruktion af elektriske systemer for at sikre sikkerheden for mennesker, kæledyr og ejendom ved brug af elektriske apparater.
Elektrisk beskyttelsesudstyr installeret under opførelsen af boliger og offentlige bygninger skal kontrolleres regelmæssigt for at sikre pålidelig drift i mange år. Overtrædelser af sikkerhedsregler i elektriske systemer kan have negative konsekvenser: trussel mod menneskers liv, ødelæggelse af ejendom ellerødelæggelse af ledninger.
Sikkerhedsbestemmelser sætter følgende øvre grænser for sikker menneskelig kontakt med strømførende overflader: 36 VAC i tørre bygninger og 12 VAC i våde områder.
jordingssystem
Jordingssystem er et absolut nødvendigt teknisk udstyr til enhver bygning, så det er den første elektriske installationskomponent, der installeres i et nyt anlæg. Udtrykket jording bruges i elektroteknik til målrettet at forbinde elektriske komponenter til jord.
Beskyttende jording beskytter personer mod elektrisk stød, når de rører ved elektrisk udstyr i tilfælde af en funktionsfejl. Master, hegn, forsyninger såsom vandrør eller gasrørledninger skal forbindes med et beskyttelseskabel ved at forbinde til en terminal eller jordingsstang.
Problemer med funktionel beskyttelse
Funktionel jording giver ikke sikkerhed, som navnet antyder, men skaber i stedet uafbrudt drift af elektriske systemer og udstyr. Funktionel jording spreder strømme og støjkilder til jordtestadaptere, antenner og andre enheder, der modtager radiobølger.
De bestemmer de fælles referencepotentialer mellem elektrisk udstyr og enheder og forhindrer dermed forskellige fejlfunktioner i private hjem, såsom TV eller lysflimmer. Funktionel jording kan aldrig udføre beskyttelsesopgaver.
Alle krav til beskyttelse mod elektrisk stød findes i nationale standarder. At etablere en beskyttende jord er afgørende og har derfor altid forrang frem for funktionel.
Beskyttelsesenheders ultimative modstand
I et system, der er sikkert for mennesker, skal beskyttelsesanordninger fungere, så snart fejlspændingen i systemet når en værdi, der kan være farlig for dem. For at beregne denne parameter kan du bruge ovenstående spændingsgrænsedata, vælg gennemsnitsværdien U=25 VAC.
Reststrømsafbrydere installeret i boligområder vil norm alt ikke udløses til jord, før kortslutningsstrømmen når 500 mA. Derfor, ifølge Ohms lov, med U=R1 R=25 V / 0,5 A=50 ohm. Derfor skal jorden have en modstand på mindre end 50 ohm, eller R earth<50. for at beskytte menneskers og ejendoms sikkerhed tilstrækkeligt.
Elektrodens pålidelighedsfaktorer
I henhold til statens standarder kan følgende elementer betragtes som elektroder:
- lodret indsatte stålpæle eller rør;
- horisont alt lagt stålbånd eller wirer;
- forsænkede metalplader;
- metalringe placeret rundt om fundamenter eller indlejret i fundamenter.
Vandrør og andre underjordiske stålkonstruktionsnetværk (hvis der er aftale med ejerne).
Plidelig jording med modstand mindre end 50 ohm afhænger af tre faktorer:
- Landudsigt.
- Type- og jordbestandighed.
- Jordlinjemodstand.
Beregningen af jordingsanordningen skal begynde med bestemmelsen af jordens resistivitet. Det afhænger af elektrodernes form. Jordens resistivitet r (græsk bogstav Rho) er udtrykt i ohmmeter. Dette svarer til den teoretiske modstand af en 1 m jordingscylinder2, hvis tværsnit og højde er 1 m. bliver højere). Eksempler på jordresistivitet i Ohm-m:
- moseret jord fra 1 til 30;
- løs jord fra 20 til 100;
- humus fra 10 til 150;
- kvartssand fra 200 til 3000;
- blød kalksten fra 1500 til 3000;
- græsklædt jord fra 100 til 300;
- klippeland uden vegetation - 5.
Installation af jordforbindelse
Jordsløjfen er monteret fra en struktur bestående af stålelektroder og forbindelseslister. Efter nedsænkning i jorden forbindes enheden til husets elektriske panel med en ledning eller en lignende metalstrimmel. Jordfugtighed påvirker strukturens placeringsniveau.
Der er et omvendt forhold mellem armeringsjernslængde og grundvandsniveau. Den maksimale afstand fra byggepladsen varierer fra 1 m til 10 m. Elektroder til jordingsberegning skal komme ind i jorden under jordens fryselinje. Til sommerhuse er kredsløbet monteret ved hjælp af metalprodukter: rør, glat armering, stålvinkel, I-bjælke.
Deres form skal tilpasses til dyb indtræden i jorden, armeringens tværsnitsareal er mere end 1,5 cm2. Forstærkningen placeres i en række eller i form af forskellige former, som direkte afhænger af stedets faktiske placering og muligheden for at montere en beskyttelsesanordning. Skemaet omkring objektets omkreds bruges ofte, men den trekantede jordingsmodel er stadig den mest almindelige.
På trods af det faktum, at beskyttelsessystemet kan fremstilles uafhængigt ved hjælp af det tilgængelige materiale, køber mange boligbyggere fabrikssæt. Selvom de ikke er billige, er de nemme at installere og holdbare i brug. Typisk består et sådant sæt af kobberbelagte elektroder 1 m lange, udstyret med en gevindforbindelse til montering.
beregning af total streak
Der er ingen generel regel for beregning af det nøjagtige antal huller og dimensioner af jordbåndet, men udledningen af lækstrømmen er bestemt afhængig af materialets tværsnitsareal, så for alt udstyr, er størrelsen af jordstriben beregnet på den strøm, der vil blive båret af denne strimmel.
For at beregne jordsløjfen beregnes først lækstrømmen, og strimmelstørrelsen bestemmes.
For det meste elektrisk udstyr såsom transformer,dieselgenerator osv., skal størrelsen af den neutrale jordliste være sådan, at den kan klare dette udstyrs neutralstrøm.
For eksempel, for en 100kVA transformer, er den samlede belastningsstrøm omkring 140A.
Den tilsluttede strimmel skal være i stand til at bære mindst 70A (neutral strøm), hvilket betyder, at en 25x3 mm strimmel er tilstrækkelig til at bære strømmen.
Der bruges en mindre strimmel til at jorde kabinettet, som kan bære en strøm på 35 A, forudsat at der bruges 2 jordhuller til hvert objekt som backup-beskyttelse. Hvis den ene strimmel bliver ubrugelig på grund af korrosion, som bryder kredsløbets integritet, løber lækstrømmen gennem det andet system og giver beskyttelse.
Beregning af antallet af beskyttelsesrør
Jordingsmodstanden for en enkelt elektrodestang eller rør beregnes i henhold til:
R=ρ / 2 × 3, 14 × L (log (8xL / d) -1)
Hvor:
ρ=Jordmodstand (ohmmeter), L=Elektrodelængde (meter), D=Elektrodediameter (meter).
Grundberegning (eksempel):
Beregn modstanden af jordisoleringsstangen. Den har en længde på 4 meter og en diameter på 12,2 mm, en vægtfylde på 500 ohm.
R=500 / (2 × 3, 14 × 4) x (Log (8 × 4 / 0, 0125) -1)=156, 19 Ω.
Jordingsmodstanden for en enkelt stang- eller rørelektrode beregnes som følger:
R=100xρ / 2 × 3, 14 × L (log (4xL / d))
Hvor:
ρ=Jordmodstand (ohmmeter), L=Elektrodelængde (cm), D=Elektrodediameter (cm).
Definitionjordforbindelse
Beregning af jordforbindelsen af en elektrisk installation begynder med at bestemme antallet af jordingsrør med en diameter på 100 mm, 3 meter lange. Systemet har en fejlstrøm på 50 KA i 1 sekund og en jordresistivitet på 72,44 ohm.
Strømtæthed ved jordelektrodens overflade:
Valmue. tilladt strømtæthed I=7,57 × 1000 / (√ρxt) A / m2
Valmue. tilladt strømtæthed=7,57 × 1000 / (√72,44X1)=889,419 A / m2
Overfladearealet af en diameter er 100 mm. 3m rør=2 x 3, 14 L=2 x 3, 14 x 0,05 x 3=0,942 m2
Valmue. strøm dissiperet af et jordrør=Strømtæthed x elektrodeoverfladeareal.
Maks. strøm afledt af et jordingsrør=889,419x 0,942=838A, Antal jordledning påkrævet=Fejlstrøm / Maks.
Antal jordrør påkrævet=50000/838=60 stykker.
Jordrørmodstand (isoleret) R=100xρ / 2 × 3, 14xLx (log (4XL / d))
Jordrørsmodstand (isoleret) R=100 × 72,44 / 2 × 3 × 14 × 300 × (log (4X300 / 10))=7,99 Ω / Pipe
Total modstand på 60 stykker jord=7,99 / 60=0,133 Ohm.
Jordbåndsmodstand
Jordbåndsmodstand (R):
R=ρ / 2 × 3, 14xLx (log (2xLxL / wt))
Et eksempel på løkkejordingsberegning er givet nedenfor.
Beregn en strimmel 12 mm bred, 2200 meter lang,begravet i jorden i en dybde på 200 mm, er jordens resistivitet 72,44 ohm.
Jordbåndsmodstand (Re)=72, 44 / 2 × 3, 14x2200x (log (2x2200x2200 /.2x.012))=0, 050 Ω
Fra ovenstående samlede modstand på 60 stykker jordingsrør (Rp)=0,133 ohm. Og det skyldes den ru jordstribe. Her netto jordmodstand=(RpxRe) / (Rp + Re)
Nettomodstand=(0,133 × 0,05) / (0,133 + 0,05)=0,036 Ohm
Jordimpedans og antal elektroder pr. gruppe (parallelforbindelse). I tilfælde, hvor én elektrode er utilstrækkelig til at give den nødvendige jordmodstand, skal der bruges mere end én elektrode. Elektrodernes adskillelse bør være omkring 4 m. Den kombinerede modstand af de parallelle elektroder er en kompleks funktion af flere faktorer såsom antallet og konfigurationen af elektroden. Total modstand af en gruppe elektroder i forskellige konfigurationer i henhold til:
Ra=R (1 + λa/n), hvor a=ρ / 2X3,14xRxS
Hvor: S=Afstand mellem justeringsstang (meter).
λ=Faktor vist i tabellen nedenfor.
n=Antal elektroder.
ρ=Jordmodstand (ohmmeter).
R=Modstand af en enkelt stang i isolering (Ω).
| Faktorer for parallelle elektroder på linje | |
| Antal elektroder (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 |
For at beregne jordforbindelsen af elektroder jævnt fordelt rundt om et hult kvadrat, såsom omkredsen af en bygning, bruges ovenstående ligninger med en værdi på λ taget fra følgende tabel. For tre stænger placeret i en ligesidet trekant eller i en L-formation er værdien λ=1, 66
| Faktorer for hule firkantede elektroder | |
| Antal elektroder (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 |
Beregning af løkkebeskyttelsesjording for hule firkanter udføres i henhold til formlen for det samlede antal elektroder (N)=(4n-1). Tommelfingerreglen er, at parallelle stænger skal placeres mindst dobbelt så lange for at drage fuld fordel af de ekstra elektroder.
Hvis elektrodernes adskillelse er meget større end deres længde, og kun få elektroder er parallelle, så kan den resulterende jordmodstand beregnes ved hjælp af den sædvanlige ligning for modstand. I praksis vil den effektive jordmodstand norm alt være højere end den beregnede.
En 4-elektrode-array kan typisk give 2,5-3 gange forbedring.
En række af 8 elektroder giver norm alt en forbedring på måske 5-6 gange. Modstanden for den originale jordstang vil blive reduceret med 40 % for den anden linje, 60 % for den tredje linje, 66 % for den fjerde.
Eksempel på elektrodeberegning
Beregning af den samlede modstand af en jordstang 200 enheder parallelt, med 4m intervaller hver, og hvis de er forbundet i en firkant. Jordstangen er 4meter og en diameter på 12,2 mm, overflademodstand 500 ohm. Først beregnes modstanden af en enkelt jordstang: R=500 / (2 × 3, 14 × 4) x (Log (8 × 4 / 0, 0125) -1)=136, 23 ohm.
Næste, den totale modstand af jordstangen i mængden af 200 enheder parallelt: a=500 / (2 × 3, 14x136x4)=0,146 Ra (parallel linje)=136,23x (1 + 10 × 0,146 / 200)=1,67 Ohm.
Hvis jordstangen er forbundet til et hult område 200=(4N-1), Ra (på en tom firkant)=136, 23x (1 + 9, 4 × 0, 146 / 200)=1, 61 Ohm.
Ground Lommeregner
Som du kan se, er beregningen af jordforbindelse en meget kompleks proces, den bruger mange faktorer og komplekse empiriske formler, der kun er tilgængelige for uddannede ingeniører med komplekse softwaresystemer.
Brugeren kan kun lave en grov beregning ved hjælp af onlinetjenester, for eksempel Allcalc. For mere nøjagtige beregninger skal du stadig kontakte designorganisationen.
Allcalc online-beregneren hjælper dig hurtigt og præcist med at beregne den beskyttende jordforbindelse i en to-lags jord bestående af en lodret jord.
Beregning af systemparametre:
- Det øverste jordlag er stærkt fugtet sand.
- Klimatisk koefficient- 1.
- Det nederste jordlag er stærkt fugtet sand.
- Antal lodrette jordforbindelser - 1.
- Topjordsdybde H (m) - 1.
- Lodret sektionslængde, L1 (m) - 5.
- Dybde af den vandrette sektion h2 (m)- 0,7.
- Længde af forbindelsesbånd, L3 (m) - 1.
- Diameter af den lodrette sektion, D (m) - 0,025.
- Bredde af den vandrette sektionshylde, b (m) - 0,04.
- Elektrisk jordmodstand (ohm/m) - 61.755.
- Modstand af én lodret sektion (Ohm) - 12.589.
- Længde af den vandrette sektion (m) - 1.0000.
Horizontal jordingsmodstand (Ohm) - 202.07.
Beregning af den beskyttende jordmodstand er afsluttet. Den samlede modstand mod udbredelsen af elektrisk strøm (Ohm) - 11.850.
Jord giver et fælles referencepunkt for mange spændingskilder i et elektrisk system. En af grundene til, at jordforbindelse hjælper med at holde en person sikker, er, at jorden er den største leder i verden, og overskydende elektricitet tager altid vejen med mindst modstand. Ved at jorde det elektriske system derhjemme lader en person strømmen gå ned i jorden, hvilket redder hans og andres liv.
Uden et korrekt jordet elektrisk system derhjemme risikerer brugeren ikke kun husholdningsapparater, men også deres liv. Derfor er det i hvert hus nødvendigt ikke kun at skabe et jordforbindelsesnetværk, men også årligt at overvåge dets ydeevne ved hjælp af specielle måleinstrumenter.
