Расчет заземляющего устройства контура заземления

Расчёт заземления

Расчёт заземления (расчёт сопротивления заземления) для одиночного глубинного заземлителя на основе модульного заземления производится как расчёт обычного вертикального заземлителя из металлического стержня диаметром 14,2 мм.

Формула расчёта сопротивления заземления одиночного вертикального заземлителя:

где:
ρ – удельное сопротивление грунта (Ом* м )
L – длина заземлителя (м)
d – диаметр заземлителя (м)
T — заглубление заземлителя (расстояние от поверхности земли до середины заземлителя) (м)
π — математическая константа Пи (3,141592)
ln — натуральный логарифм

Для готовых комплектов модульного заземления ZANDZ формула расчёта сопротивления упрощается до вида:

— для комплекта ZZ-000-015
— для комплекта ZZ-000-030

Для расчета взяты следующие величины:
L = 15 (30) метров
d = 0,014 метра = 14 мм
T = 8 (15,5) метров: с учетом заглубления электрода на глубине 0,5 метра

Расчёт электролитического заземления

Расчёт электролитического заземления (расчёт сопротивления заземления) производится как расчет обычного горизонтального электрода в виде трубы, имеющей длину 2,4 метра с учетом влияния электролита на окружающий грунт (коэффициент С).

Формула расчёта сопротивления заземления одиночного горизонтального электрода с добавлением поправочного коэффициента:

где:
ρ – удельное сопротивление грунта (Ом* м )
L – длина заземлителя (м)
d – диаметр заземлителя (м)
T — заглубление (расстояние от поверхности земли до заземлителя) (м)
π — математическая константа Пи (3,141592)
ln — натуральный логарифм
С – коэффициент содержания электролита в окружающем грунте

Коэффициент C варьируется от 0,5 до 0,05.
Со временем он уменьшается, т.к. электролит проникает в грунт на бОльший объем, при это повышая свою концентрацию. Как правило, он составляет 0,125 через 6 месяцев выщелачивания солей электрода в плотном грунте и через 0,5 — 1 месяц выщелачивания солей электрода в рыхлом грунте. Процесс можно ускорить путем добавления воды в электрод при монтаже.

Для электролитического заземления ZANDZ формула расчёта сопротивления заземления упрощается до вида:

— для комплекта ZZ-100-102

Для расчёта взяты следующие величины:
L = 2,4 метра
d = 0,065 метра = 65 мм
T = 0,6 метра
С = 0,125

Расчёт заземления: практические данные

Стоит обратить внимание на тот факт, что получаемые практически результаты ВСЕГДА отличаются от теоретических расчетов заземления.

В случае глубинного / модульного заземления — разница связана с тем, что в формуле расчёта чаще всего используется НЕИЗМЕННОЕ ОЦЕНОЧНОЕ удельное сопротивление грунта НА ВСЕЙ глубине электрода. Хотя в реальности, такого никогда не наблюдается.

Даже если характер грунта не меняется — его удельное сопротивление уменьшается с глубиной: грунт становится более плотным, более влажным; на глубине от 5 метров часто находятся водоносные слои.

Фактически, получаемое сопротивление заземления будет ниже расчётного в разы (в 90% случаев получается сопротивление заземления в 2-3 раза меньше).

В случае электролитического заземления — разница связана с тем, что в формуле расчета используется коэффициент «С» , берущийся в расчёт как усредненная поправочная величина, которую нельзя описать в виде формул и зависимостей. Определяется он исходя из множества характеристик грунта (температура, влажность, рыхлость, диаметр частиц, гигроскопичность, концентрации солей и т.п.)

Процесс выщелачивания длителен и относительно постоянен. Со временем концентрация электролита в окружающем грунте растёт. Также растёт объём грунта с присутствием электролита вокруг электрода. Через 3-5 лет после монтажа этот получившийся «полезный» объём можно описать трёхметровым радиусом вокруг электрода.

Из-за этого, сопротивление электролитического заземления ZANDZ со временем существенно падает . Замеры показали уменьшение в разы:

• 4 Ома сразу после монтажа
• 3 Ома через 1 год
• 1,9 Ома спустя 4 года

Расчёт заземления в виде нескольких электродов

Расчёт заземления (расчёт сопротивления заземления) для нескольких электродов модульного заземления производится как расчёт параллельно-соединенных одиночных заземлителей.

Формула расчёта с учетом взаимного влияния электродов — коэффициента использования:

где:
R1 – сопротивление одиночного заземлителя/электрода (Ом)
Ки – коэффициент использования
N – количество электродов в заземлителе

Вклад соединительного заземляющего проводника здесь не учитывается.

Расчёт необходимого количества заземляющих электродов

Проведя обратное вычисление получим формулу расчёта количества электродов для необходимой величины итогового сопротивления сопротивления (R):

где:
] [ — округление результата в бОльшую сторону.
R – необходимое сопротивление многоэлектродного заземлителя (Ом)
R1 – сопротивление одиночного заземлителя/электрода (Ом)
Ки – коэффициент использования

Вклад соединительного заземляющего проводника здесь не учитывается.

Расстояние между заземляющими электродами

При многоэлектродной конфигурации заземлителя на итоговое сопротивление заземления начинает оказывать свое влияние еще один фактор — расстояние между заземляющими электродами. В формулах расчёта заземления этот фактор описывается величиной «коэффициент использования».

Для модульного и электролитического заземления этим коэффициентом можно пренебречь (т.е. его величина равна 1) при соблюдении определенного расстояния между заземляющими электродами:

• не менее глубины погружения электродов — для модульного
• не менее 7 метров — для электролитического

Соединение электродов в заземлитель

Для соединения заземляющих электродов между собой и с объектом в качестве заземляющего проводника используется медная катанка или стальная полоса.

Сечение проводника часто выбирается — 50 мм² для меди и 150 мм² для стали. Распространено использование обычной стальной полосы 5*30 мм.

Для частного дома без молниеприёмников достаточно медного провода сечением 16-25 мм² .

Подробнее о прокладке заземляющего проводника можно ознакомиться на отдельной странице «Монтаж заземления».

Сервис расчёта вероятности удара молнии в объект

Если помимо заземляющего устройства Вам предстоит установить систему внешней молниезащиты, Вы можете воспользоваться уникальным сервисом расчета вероятности удара молнии в объект, защищённый молниеприёмниками. Сервис разработан командой ZANDZ совместно с ОАО «Энергетический институт им.Г.М.Кржижановского» (ОАО «ЭНИН»)

Этот инструмент позволяет не просто проверить надёжность системы молниезащиты, но и выполнить наиболее рациональный и правильный проект защиты от молнии, обеспечивая:

• меньшую стоимость конструкции и монтажных работ, уменьшая ненужный запас и используя менее высокие, менее дорогие в монтаже, молниеприёмники;
• меньшее количество ударов молнии в систему, сокращая вторичные негативные последствия, что особенно важно на объектах со множеством электронных приборов (количество ударов молнии уменьшается с уменьшением высоты стержневых молниеприёмников).

Функционал сервиса позволяет рассчитать эффективность запланированной молниезащиты в виде понятных параметров:

• вероятность прорыва молнии в объекты системы (надёжность системы защиты определяется как 1 минус величина вероятности);
• число ударов молнии в систему в год;
• число прорывов молнии, минуя защиту, в год.

Имея подобную информацию, проектировщик может сравнить требования заказчика и нормативной документации с полученной надежностью и принять меры по изменению конструкции молниезащиты.

Для того, чтобы приступить к расчёту, перейдите по ссылке.

Заземление: устройство контур расчет Зануление: защитное Защита от молнии

Только качественно выполненное заземление способно защитить человека от опасного поражения электрическим током и обеспечить надежную работу устройств. Заземление— это устройство, предназначенное для преднамеренного электрического соединения с землей оборудования и электроустановки или подключения какой-либо точки сети. Заземление состоит из двух основных частей:

∙ заземлителей- металлические электроды в виде стального (реже медного) стержня, забитые вертикально в землю; может быть представлен как комплекс элементов специальной формы.

∙ заземляющих проводников- защитные проводники, соединяющие заземляющее устройство с заземлителем.

Заземляющее устройство представляет собой совокупность заземлителя и заземляющих проводников и может быть раздельным или объединенным. Заземляющее устройство должно удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к заземлению электроустановок.

Расчет заземляющего устройства сводится к определению количества, типа и места размещения заземлителей, а также сечения заземляющих проводников. Расчет заземляющего устройства требует учета разных факторов, оказывающих влияние на сопротивление заземлителя. “Это достаточно сложный процесс, который может выполнить надежно и профессионально только специалист, обладающий необходимым опытом и навыками.

Главным параметром, определяющим устройство заземления является сопротивление заземляющего устройства. Устройство заземления должно в обязательном порядке соответствовать всем требованиям основного документа РФ «ПЭУ» (правила устройства электроустановок). К сожалению, достаточно часто устройство заземления может содержать некоторые ошибки: неправильные PE-проводники, объединение PE-проводника и рабочего нуля, неправильное разделение PEN-проводника, что является серьезными нарушениями «ПУЭ». Это касается тех организаций, специалисты которых не придерживаются регламента «ПУЭ».

Расчет заземления производится по допустимым напряжениям прикосновения и шага или допустимому сопротивлению растекания тока заземлителя. Расчет заземления имеет целью установить главные параметры заземления – число вертикальных заземлителей и их размеров, порядок размещения заземлителей, длины заземляющих проводников и их сечения. Расчет заземления требует строгого порядка в расчете и должен соответствовать положениям «ПУЭ» и ГОСТ.

При соблюдении определенных условий контур заземления выполняется из некондиционных труб, уголков, стальных стержней, и др. В траншее до разрешенной глубины вертикально забиваются стержни (уголки, трубы и др.), а выступающие из земли концы соединяются с прутком или стальной полосой сваркой. Контур заземления требует обязательных монтажных работ, по окончании которых проходит проверку качества в соответствии с требованиями и нормами «ПУЭ» и «ПТЭЭП». Помните, что при поврежденном заземленном оборудовании основная часть тока уходит в землю через контур заземления только в том случае, если он смонтирован правильно: напряжение на корпусе оборудования не превышает 42 В!

Специфической разновидностью заземления является зануление.

Зануление — электрическое соединение нетоковедущих частей электроустройств или электроприборов с нулевым защитным проводником (нейтралью), которые могут находится под напряжением.

Зануление применяют в трехфазных четырехпроводниках сети напряжением до 1000В с глухозаземленным выводом источника однофазного тока или глухозаземленной нейтралью. Принцип работы, которую выполняет зануление таков: на зануленный корпус при пробое фазной цепи электроприбора практически происходит замыкание «фаза-ноль». Сила тока в цепи увеличивается до огромных величин, что вызывает быстрое срабатывание аппаратов защиты. Срабатывают плавкие предохранители, автоматические выключатели, , и др. устройства, которые быстро отключают линию, в которую включен неисправный прибор.

Заземление и зануление применяются для защиты от поражения током.

В производственных условиях заземление и зануление обладают оиднаковыми процессами и заключаются в соединении металлических нетоковедущих частей с шиной заземления. Заземление и зануление обеспечивают срабатывание максимальной токовой защиты при замыкании на землю или корпус.

Защитное заземление осуществляется естественными (различные трубы, металлические конструкции и оболочки проводов) и искусственными (в основном трубы определенного диаметра и длины или угловая полосовая сталь сечением не менее 48 мм2) заземлителями. Защитное заземление обеспечивает установку с изолированной и заземленной нейтралью. Защитное заземление считается эффективным, если ток замыкания на землю не увеличивается с уменьшением сопротивления заземления растеканию тока в земле.

Защитное зануление предотвращает поражение электрическим током при косвенном прикосновении за счет понижения напряжения корпуса относительно земли. Защитное зануление используется, как правило, в электроустановках напряжением до 1 кВ в трехфазных сетях переменного тока с заземленной нейтралью (обычно это сети 220/127, 380/220, 660/380 В), в сетях постоянного тока с заземленной средней точкой источника, в однофазных сетях переменного тока с заземленным выводом. Защитное зануление необходимо для защиты электрооборудования и электроприборов от перенапряжения и безопасности людей при нарушении изоляции токоведущих частей.

Для удобного поиска информации пользуйтесь навигатором нашего сайта: громоотвод | Заземление | Молниезащита | 50

Расчет заземляющего устройства контура заземления

Согласно требований ПУЭ, заземление обязательно во всех электроустановках при напряжении 380 В. и выше переменного тока, 440 В. и выше постоянного тока, а в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках – при напряжении 42 В. и выше переменного тока, 110 В. и выше постоянного тока.

В электрических установках заземляются корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, вторичной обмотки измерительных трансформаторов, приводы электрических аппаратов, каркасы РУ, РП, ЩСУ, РЩ, ЩО, металлические корпуса кабельных муфт, металлические оболочки и броня кабелей, проводов, металлические конструкции зданий и сооружений и другие металлические конструкции, связанные с установкой электрооборудования.

Заземление, предназначено для создания нормальных условий работы аппарата или электроустановки называется рабочим заземлением. К рабочему заземлению относится заземление нейтралей трансформаторов, генераторов, дугогасительных катушек. Без рабочего заземления аппарат не может выполнить своих функций или нарушается режим работы электроустановки.

Для защиты оборудования от повреждений ударом молнии применяется грозозащита с помощью разрядников, искровых промежутков, стержневых и тросовых молниеотводов которые присоединяются к заземлителям. Такое заземление называется грозозащитным. Обычно для выполнения всех трех типов заземления используют одно заземляющее устройство. Для выполнения заземления используют естественные и искусственные заземлители.

В качестве естественных заземлителей применяют водопроводные трубы, металлические трубопроводы, проложенные в земле, за исключением трубопроводов горючих жидкостей и газов, металлические и железобетонные конструкции зданий, находящиеся в соприкосновении с землей, свинцовые оболочки кабелей, заземлители опор ВЛ, соединенные с заземляющим устройством грозозащитным тросом, рельсовые подъездные пути при наличии перемычек между рельсами.

Естественные заземлители должны быть связаны с магистралями заземлений не менее чем двумя проводниками в разных точках. В качестве искусственных заземлителей применяют прутковую круглую сталь диаметром не менее 10 мм ( стальной пруток ),угловую сталь (40х40, толщиной не менее 4мм), стальные трубы (не кондиция) толщиной стенки не менее 4мм.

Количество заземлителей ( вертикальных и горизонтальных ) определяется расчетом в зависимости от необходимого сопротивления заземляющего устройства, согласно требований ПУЭ.

УДЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ГРУНТОВ. Табл. 7.3

При расчете заземляющего устройства определяется тип заземлителей, их количество и место размещения, а также сечение заземляющих проводников. Выполняем расчет заземляющего устройства для механического отделения. Естественных заземлителей нет. Удельное сопротивление грунта (земля – суглинок) при нормальной влажности равно 86 Ом * м.

Сопротивление заземляющего устройства нейтрали трансформатора на стороне 0,4 кВ согласно ПУЭ должно быть не более 4 Ом. Сопротивление заземляющего устройства на стороне 10 кВ согласно ПУЭ должно быть не менее 10 Ом. При совмещении заземляющих устройств различных напряжений (по заданию 0,4 кВ и 10 кВ) принимаем меньшие из требуемых значений сопротивления заземляющего устройства, т.е. Rз = 4 Ом является определяющим значением для расчета.

Заземляющее устройство выполняем в виде контура из стальной полосы 40х4мм, проложенной на глубине 0,7м вокруг оборудования подстанции (горизонтальный заземлитель) на расстоянии 2-х метров от подстанции. Общая длина полосы 60 м. Предварительно принимаем в контуре 10 вертикальных заземлителей (стальные прутковые стержни длинной 5м и диаметром 12мм на расстоянии 5м друг от друга). Находим расчетное удельное сопротивление грунта:

Для горизонтального заземлителя:
P расч.Г = K сез.Г * P сугл. 3 * 86 = 285 Ом * м

Для вертикального заземлителя:
P расч.В = K сез.В * P сугл. 1,25 * 86 = 107,5 Ом * м

P расч.В — расчетное удельное сопротивление земли для вертикальных заземлителей,
P расч.Г — расчетное удельное сопротивление земли для горизонтальных заземлителей,
K сез.Г — коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта (справочная величина ) для горизонтальных заземлителей,
K сез.В — коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта (справочная величина ) для вертикальных заземлителей.

Определяем сопротивление горизонтальных заземлителей (соединительной полосы контура):


где,
L – длина полосы, м; t — глубина заложения, м; b – ширина полосы, м. Определяем сопротивление горизонтальной полосы в контуре с учетом коэффициента использования соединительной полосы в контуре из 10 вертикальных электродов табл. 7.4

КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ПОЛОСЫ
В КОНТУРЕ ИЗ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ. Табл. 7.4

где R г = R иск (естественные заземлители отсутствуют), необходимо определить сопротивление вертикальных заземлителей.

Определяем сопротивление одного вертикального заземлителя (стальные прутковые стержни длинной 5м и диаметром 12мм)

где L – длина стержня, м; d – диаметр стержня, м; t – глубина заложения, равная расстоянию от поверхности земли до середины заземлителя, м. Определяем необходимое количество вертикальных заземлителей, с учетом коэффициента использования вертикальных заземлителей размещенных по контуру, зависящий от расстояния между ними а, их длины и количества табл. 7.5
Принимаем в контуре 10 вертикальных стержней.

КОЭФФИЦИЕНТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ
ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ, РАЗМЕЩЕННЫХ ПО КОНТУРУ
БЕЗ УЧЕТА ВЛИЯНИЯ ПОЛОСЫ СВЯЗИ. Табл. 7.5

Появилась возможность онлайн расчета: Онлайн расчет заземления

Просмотр и ввод комментариев к статье

Расчёт заземления

В программе использована методика расчёта системы заземления в двухслойном грунте состоящей из вертикальных заземлителей, приведённая в «Инструкции по расчёту и проектированию электрохимической защиты от коррозии магистральных газопроводов» (СТО Газпром 2-3.5-047-2006).

Пояснения к расчёту

R — общее сопротивление растеканию электрического тока

R1 — сопротивление вертикального заземлителя

R2 — сопротивление горизонтального заземлителя

ρ — удельное электрическое сопротивление грунта

ρ1 — удельное электрическое сопротивление верхнего слоя грунта

ρ2 — удельное электрическое сопротивление нижнего слоя грунта

n — количество вертикальных заземлителей

L1 — длина вертикального заземлителя

L2 — длина горизонтального заземлителя

L3 — длина соединительной полосы до ввода в здание

D — диаметр вертикального заземлителя

b — ширина полки горизонтального заземлителя

H — глубина верхнего слоя грунта

h1 — расстояние до середины вертикального заземлителя

h2 — расстояние до середины горизонтального заземлителя

k1 — климатический коэффициент для вертикальных заземлителей

k2 — климатический коэффициент для горизонтальных заземлителей

η — коэффициент использования для вертикальных электродов

Пожелания, замечания, рекомендации по улучшению раздела расчётов на нашем сайте просьба присылать по электронной почте support@ivtechno.ru

Разрешается копирование java-скриптов при условии ссылки на источник.

Заземляющие устройства электроустановок и расчет

В зависимости от назначения заземления электроустановок подразделяются на защитное, рабочее и грозозащитное. Обычно для выполнения всех трёх типов заземления используется одно заземляющее устройство.
Для выполнения заземления могут быть использованы естественные и искусственные заземлители.

Расчёт заземляющих устройств в установках с незаземлённой нейтралью

В установках 6—35 кВ сопротивление заземляющего устройства в любое время года должно быть
(1)
но не более 10 Ом.

Если заземляющее устройство одновременно используется для установок до 1000 В, то

(2)
но не более 4 Ом,
где /3 — расчётный ток замыкания на землю, А.
Заземляющие устройства электроустановок с незаземлённой нейтралью выполняется в виде прямоугольника из горизонтальных и вертикальных заземлителей. Расчёт таких устройств можно вести методом коэффициента использования, принимая грунт однородным по глубине.
Расчёт производится в следующем порядке.

1. Определяется расчётный ток замыкания на землю. Приближённо для воздушных сетей

(3)
для кабельных сетей
(4)
где U — линейное напряжение, кВ;
I — длина трёхфазных электрически связанных линий данного напряжения, км.

1. Определяется сопротивление естественных заземлителей (как правило, путём замера). Сопротивление искусственных заземлителей.

(5)
Если сопротивление естественных заземлителей неизвестно, то они не учитываются, т.е. принимаются

В качестве искусственных заземлителей принимаются вертикальные стержни или трубы длиной 1=3—5 м, диаметром d= 12— 20 мм или уголок.
При использовании угловой стали с шириной полки h эквивалентный диаметр заземлителя принимается d=0,95h. В качестве горизонтальных заземлителей используются стальные полосы 40×4 мм.

1. Определяется расчётное удельное сопротивление грунта

(6)
где р — удельное сопротивление грунта, приведённое в табл. 1, Ом-м;
кс — коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта. Для вертикальных электродов длиной 3—5 м fcc=1,45-1,15, для горизонтальных электродов длиной 10—15 м кс=3,5-2,0.

Расчет заземляющих устройств

Контур заземления необходим для защиты людей от поражения электрическим током. Для молниезащиты создается собственное заземляющее устройство, не связанное с защитным контуром заземления. Для правильной их постройки требуется расчет.

Заземляющее устройство (ЗУ) имеет параметр, называемый сопротивлением растекания или просто – сопротивлением. Оно показывает, насколько хорошим проводником электрического тока является данное ЗУ. Для электроустановок с линейным напряжением 380 В сопротивление растекания ЗУ не должно быть более 30 Ом, на трансформаторных подстанциях – 4 Ом. Для контуров заземления медицинской техники и оборудования видеонаблюдения, серверных комнат, норма устанавливается индивидуально и составляет от 0,5 до 1 Ом.

Задача расчета заземляющего устройства – определение количества и расположения вертикальных и горизонтальных заземлителей, достаточного для получения требуемого сопротивления.

Определение удельного сопротивления грунта

На результаты расчетов ЗУ оказывает существенное влияние характеристика грунта в месте его постройки, называемая удельным сопротивлением (⍴). Для каждого из видов грунта существует расчетное значение, указанное в таблице.

Удельные сопротивления грунтов и воды

На сопротивление грунта оказывают влияние влажность и температура. Зимой при максимальном промерзании и летом в засуху удельное сопротивление достигает максимальных значений. Для учета влияния погодных условий к величине ⍴ вводятся поправки для климатической зоны.

Если есть возможность, перед расчетами производят измерение удельного сопротивления.

Виды заземлителей и расчет их сопротивления

Заземлители бывают естественными и искусственными, и для создания заземляющего устройства используются и те, и другие. Рассчитать влияние естественных заземлителей (железобетонных фундаментов, свай) на величину сопротивления растекания сложно, это проще сделать методом измерений на месте. Сопротивление естественных заземлителей длиной более 100 м можно узнать из таблицы.

Сопротивление естественных заземлителей

Если значение ⍴ отличается от 100 Ом∙м, значение R умножается на соотношение ⍴/100.

В качестве искусственных заземлителей используются арматура, трубы, угловая или полосовая сталь. Сопротивление каждого из них рассчитывается по собственной формуле, указанной в таблице.

Значения переменных в формулах:

Теперь рассчитывается суммарное сопротивление штырей искусственных заземлителей:

Коэффициент использования вертикальных электродов

Далее нужно учесть влияние полосы, соединяющей электроды. Для этого из следующих таблиц выбирается значение коэффициента использования ŋ_г.

Коэффициенты использования соединительной полосы

Вычисляем сопротивление проводника, соединяющего вертикальные заземлители по формуле:

И полное сопротивление заземляющего устройства.

Если рассчитанное сопротивление контура заземления оказалось недостаточным, увеличиваем количество вертикальных заземлителей или изменяем их вид. Повторяем расчет до получения требуемого значения сопротивления.

Расчет контура заземления

Расчет контура заземления и заземляющих устройств с помощью онлайн-калькулятора – расчет заземления по СНиП для частного дома онлайн и формулы.

Перемотайте вниз чтобы НАЧАТЬ (место для вашего контента)

На данной странице вы можете выполнить расчет заземления с помощью онлайн-калькулятора или самостоятельно по формулам. Теоретическое обоснование, рекомендации и пример расчета представлены ниже. В качестве источников использовались материалы из документов: Правила устройства электроустановок, Нормы устройства сетей заземления, Заземляющие устройства электроустановок (Карякин Р. Н.), справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования (Барыбин Ю. Г.), Справочник по электроснабжению промышленных предприятий (Федоров А. А., Сербиновскй Г. В.). Чтобы начать расчет, нажмите кнопку «Рассчитать».

Смежные нормативные документы:

• СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа»
• СП 76.13330.2016 «Электротехнические устройства»
• ГОСТ Р 57190-2016 «Заземлители и заземляющие устройства различного назначения»
• ГОСТ 12.1.030-81 «Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление. Система стандартов безопасности труда»
• ПУЭ 7 «Правила устройства электроустановок»

Расчет заземляющего устройства

В современном мире, мы не представляет свою жизнь без использования электричества. Оно вокруг нас повсюду и именно оно позволило человечеству перейти на совершенно новый уровень развития. Переоценить его важность невозможно, однако при всех своих положительных качествах, за своей безобидностью и простотой, скрывается колоссальная энергия, которая представляет смертельную опасность.

Для того чтобы обезопасить помещения, где постоянно находятся люди, было создано специальное устройство – заземлитель. Это набор проводников, которые предназначены для отвода электрической энергии от приборов к грунту, тем самым исключая поражение током человека. Он состоит из заземлителей (горизонтальных и вертикальных стержней) и заземляющих проводников.

Калькулятор расчета заземления

Для того чтобы упростить расчеты, мы предлагаем вам воспользоваться простым и точным калькулятором расчета заземления.

Наш онлайн-калькулятор расчета заземления учитывает все поправочные коэффициенты и работает на основании приведенных формул. Для того чтобы выполнить надежный расчет, вам необходимо заполнить поля программы правильно.

• Грунт. Укажите верхний и нижний слой грунта, а также глубину.
• Климатический коэффициент. Поправка в расчетах на основании климатической зоны:
  • I зона — от -20 до -15°С (Январь); от +16 до +18°С (Июль);
  • II зона — от -14 до -10°С (Январь); от +18 до +22°С (Июль);
  • III зона — от -10 до 0°С (Январь); от +22 до +24°С (Июль);
  • IV зона — от 0 до +5°С (Январь); от +24 до +26°С (Июль);
• Вертикальные заземлители. Количество вертикальных заземлителей (предполагаем любой число, по умолчанию 5), их длина и диаметр.
• Горизонтальные заземлители. Глубина заложения горизонтальной полосы, ширина полки и длина стержня (берется из расчета 1:3, 1:2 или 1:1 к длине вертикального заземлителя – чем больше, тем лучше).

Нажимая кнопку «Рассчитать» вы получите следующие показатели:

• удельное электрическое сопротивление грунта;
• сопротивление одиночного вертикального заземлителя;
• длина горизонтального заземлителя;
• сопротивление горизонтального заземлителя;
• общее сопротивление растеканию электрического тока.

Последний параметр является определяющим. Согласно ПУЭ 7 «Правила устройства электроустановок» нормативное сопротивление заземление для электроустановок до 1000 В не должно превышать 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока.

Пример расчета заземления на калькуляторе

Предположим, что наш дом расположен на черноземных почвах с толщиной пласта 0.5 м. Мы живем на юге России в четвертой климатической зоне. Предположительно, в качестве заземлителей будут использоваться 5 вертикальных электродов диаметром 0.025 м и длиной 2 м, горизонтальные стержни на глубине 0.5 м – длиной 2 м с шириной полки 0.05 м.

Тогда, перенеся все значения в калькулятор расчета заземления мы получим общее сопротивление на растекание равное 4.134 Ома.

Если в нашем частном доме однофазная сеть с напряжением в 220 Вт, то это значение недопустимо, так как этого заземления будет недостаточно.

Добавим еще один вертикальный электрод и получим значение 3.568 Ом. Это величина нам вполне подходит, а значит такое заземление гарантировано защитит вашу постройку и ее обитателей.

Если вы получаете значение близкое к критическому, то лучше увеличить количество или размер электродов. Помните, что расчет контура заземления крайне важен для безопасности!

Как рассчитать заземление в частном доме вручную

Как вы уже поняли, основной параметр, который необходимо рассчитать – это общее сопротивление на растекание, т.е. нужно подобрать такую конфигурацию электродов, чтобы сопротивление заземляющего устройства, не превышало нормативное. Согласно положениям правил устройств электроустановок (ПЭУ), необходимо соблюдать определенные максимумы для токов:

• 4 Ом — для 220 Вольт;
• 4 Ом — для 380 Вольт;
• 2 Ом — для 660 Вольт.

Правильный расчет начинается с подсчета оптимального размера и количества стержней. Для того чтобы сделать это вручную, легче всего воспользоваться упрощенными формулами, приведенными ниже.

• R_o – сопротивление стержня, Ом;
• L – длина электрода, м;
• d – диаметр электрода, м;
• T – расстояние от середины электрода до поверхности, м;
• p_экв – сопротивление грунта, Ом;
• ln — натуральный логарифм;
• π — константа (3.14).

• R_н – нормируемое сопротивление заземляющего устройства (2 или 4 Ом).
• ψ – поправочный климатический коэффициент сопротивления грунта (1.3, 1.45, 1.7, 1.9, в зависимости от зоны).

Используя эти формулы, вы можете рассчитать заземляющее устройство достаточно точно, однако для упрощения расчета некоторые коэффициенты опускаются.

Также очень важно, чтобы при выборе глубины залегания и длины заземляющих стержней, нижний конец проходил ниже уровня промерзания, так как при отрицательных температурах резко возрастает сопротивление грунта, и возникают определенные сложности.