Výpočet uzemnění

1.7.15. Zemnící elektroda – vodivá část nebo soubor vzájemně propojených vodivých částí, které jsou v elektrickém kontaktu se zemí přímo nebo prostřednictvím mezilehlého vodivého média.

1.7.16. Umělý zemnící vodič je zemnicí vodič speciálně vyrobený pro účely uzemnění.

1.7.17. Přirozené uzemnění – vodivá část třetí strany, která je v elektrickém kontaktu se zemí přímo nebo prostřednictvím mezilehlého vodivého média, používaná pro účely uzemnění.

1.7.18. Zemnicí vodič je vodič spojující uzemněnou část (bod) se zemnící elektrodou.
1.7.19. Uzemňovací zařízení – kombinace zemnících vodičů a zemnících vodičů.

1.7.20. Zóna nulového potenciálu (relativní země) je část země nacházející se mimo zónu vlivu jakékoli zemnící elektrody, jejíž elektrický potenciál je považován za nulový.

1.7.21. Zóna šíření (místní zem) je zóna uzemnění mezi uzemňovací elektrodou a zónou nulového potenciálu.

Pod pojmem zemina použitým v kapitole je třeba rozumět zeminu v zóně šíření.

Pojďme dešifrovat některé pojmy, jak je uvedeno výše: pokud zemní elektrodou prochází proud, pak na samotné zemnící elektrodě a v bodech země nacházející se v její bezprostřední blízkosti (vzhledem k nekonečně vzdálenému bodu) vzniknou potenciály. jehož rozložení je znázorněno na obr. 1. Z obrázku je vidět, že se vzdáleností od umístění zemnící elektrody potenciál klesá, protože se zvětšuje průřez země, kterou protéká proud. Ve vzdálených bodech jsou potenciály blízké nule. Jako body s nulovým potenciálem tak mohou sloužit body dostatečně vzdálené od zemní elektrody, jejichž potenciály jsou prakticky rovné nule. Obvykle stačí vzdálenost několika desítek metrů. Strmost křivky rozložení potenciálu závisí na vodivosti zeminy: čím větší je vodivost zeminy, tím plošší tvar křivky, tím dále se nacházejí body nulového potenciálu.

Odpor, který půda poskytuje proudu proudu, se nazývá odpor proti šíření. . V praxi se odolnost proti šíření nepřipisuje půdě, ale zemní elektrodě a používá se zkrácený konvenční termín „odpor zemní elektrody“. Zemní odpor (Rzm) je určen poměrem napětí (Uzm) na zemní elektrodě vzhledem k bodu nulového potenciálu vůči proudu (Změřit), protékající zemní elektrodou, proto hlavní výpočet ochranného uzemnění spočívá na určení odporu proudového šíření zemní elektrody. Tento odpor závisí na velikosti a počtu zemnících vodičů, vzdálenosti mezi nimi, jejich hloubce a vodivosti půdy.

Výběr schématu pro výpočty uzemnění:

V řadě nebo okruhu (jednotlivé uzemnění zvážíme později, viz Příklady výpočtu uzemňovacího zařízení) se provádí za účelem zjištění odolnosti konstruovaného uzemnění za provozu, jeho rozměrů, tvaru a konstrukční části. Sériový nebo uzemňovací obvod se skládá z vertikálních zemnících vodičů, horizontálních zemnících vodičů a zemnícího vodiče. Vertikální zemnící elektrody jsou zakopány do půdy do určité hloubky.

Vodorovné zemnící vodiče navzájem spojují svislé uzemňovací vodiče. Zemnící vodič spojuje zemnící smyčku přímo s elektrickým panelem.

Rozměry a počet těchto zemnících vodičů, vzdálenost mezi nimi, odpor půdy – všechny tyto parametry přímo závisí na odporu uzemnění pro výpočet. Níže ve schématu Obr. 2 jsou znázorněny nejběžnější svislé umělé uzemňovací elektrody (elektrody) – v trojúhelníku, v řadě a podél obrysu uzemnění:

Přečtěte si více

Narcis: výsadba a péče v otevřeném terénu

Na Obr. Obrázek 3 ukazuje standardní schéma podélného řezu vertikální uzemňovací elektrody pro výpočet jednoduché, trojúhelníkové, řadové nebo obrysové zemnící elektrody, kde t(m) je v obecném případě hloubka výkopu, je povoleno 0,5 – 0,8 m , doporučená délka elektrodové tyče (L) 1,5 – 3 m Kde H je tloušťka vrchní vrstvy zeminy, je-li zemina heterogenní, je nutné provést výpočet. ρ_ekv pro dvouvrstvou zeminu.

Vzorce pro výpočet uzemnění:

Hlavní výpočet ochranného uzemnění spočívá ve stanovení odporu proti šíření proudu zemnící elektrody. Tento odpor závisí na velikosti a počtu zemnících vodičů, vzdálenosti mezi nimi, jejich hloubce a vodivosti půdy.

Účelem výpočtu uzemnění je určit počet zemnících tyčí a délku pásku, který je spojuje.

Chcete-li převést kruhový kov (tyč, trubku) na pás: b = 2 d, kde b je šířka pásu vm, d je průměr tyče, trubky vm a podle toho průměr na otáčku proužku: d = 0,5 b; pro převod rohu na průměr: d = 0.95 b, kde b je šířka rohové pásnice vm.

1. Vzdálenost mezi zemnícími tyčemi se bere z poměru jejich délek (viz obr. 2), tj.
a = 1xL; a = 2xL; a = 3xL
kde, a — vzdálenosti mezi uzemněním; L – délka tyče (elektrody), poměr 1 – 3.
2. Odpor proti šíření proudu jedné vertikální zemnící elektrody (tyče):

kde, ρ_ekv — ekvivalentní odpor půdy se vypočte pomocí vzorce: ρ_ekv = Ψ·ρ, Ψ — faktor zvyšující klimatickou zónu , ρ — odpor půdy Ohm m; L – délka tyče, m; d – jeho průměr, m; Т – vzdálenost od povrchu země ke středu tyče, m (viz obr. h 1 = 0,5 l + t), H – tloušťka vrchní vrstvy zeminy pro heterogenní zeminu (dvě vrstvy). Níže na Obr. 4 vzorce a umístění elektrod pro výpočty pomocí logaritmů:

Obr. 4 (přibližně kde h 1 = T)

3. V heterogenní půdě (dvouvrstvé) se ekvivalentní odpor půdy zjistí podle vzorce:

kde- Ψ — sezónní klimatický koeficient (tabulka 5); ρ₁, ρ₂ – měrný odpor horní a spodní vrstvy půdy, Ohm m (viz tabulka 5); H – mocnost svrchní vrstvy půdy, m; t – hloubka vertikální zemní elektrody (hloubka příkopu) t = 0,5 – 0.8 m.

4. Počet potřebných zemnících vodičů je určen podle vzorců:

4.1 aproximační metodou (jak tuto metodu použít později vysvětlíme):

kde, k_{španělština} – poměr vzdálenosti mezi zemnícími tyčemi (viz bod 1), R₁ = R — (viz bod 2), R_ani — požadavky na regulační odpor (PUE 1.7.101. nebo 1.7.103. viz str. zemnící vodiče uzemňovacího zařízení).

4.2 pomocí tabulek (bez zohlednění odporu vodorovného uzemnění):

kde Ψ je koeficient sezónnosti vertikální uzemňovací elektrody (viz tabulka 6, str hloubka zamrznutí půdy); R_н — normalizovaný odpor proti proudovému šíření zemnícího zařízení, viz tabulka 8 níže):

kde A, B, C a D – symbol kategorizace v prostorách podle nebezpečí výbuchu

4.3 výpočet Předběžný počet vertikálních zemnících tyčí bez zohlednění vodorovného zemnícího odporu je určen vzorcem:

Přečtěte si více

Jak správně pěstovat vistárii?

kde vezmeme koeficient poptávky (použití). n = 1; dále dle tabulky 3 budeme vybírat podle počtu elektrod n — kdy poměr vzdálenosti mezi elektrodami k jejich délce a = 1xL, R_н – normalizovaný koeficient odporu a poptávky (použití) – η;

kde se zjištěným koeficientem poptávky η, Pomocí interpolace opět upřesníme počet elektrod n.

Počet zemnících vodičů získaný během výpočtu je v tabulce 3 zaokrouhlen na nejbližší vyšší.

5. Najděte odpor šíření proudu pro vodorovnou zemnící elektrodu:

kde, L _Г , b – délka a šířka vodorovné zemnící elektrody; Ψ – koeficient sezónnosti horizontální zemnící elektrody; η _Г – koeficient potřeby horizontálních zemnících vodičů (viz tabulka 3, zemnící vodiče uzemňovacího zařízení); Kde, L _Г — délku vodorovné zemnící elektrody zjistíme na základě počtu zemnících elektrod:

L_г = a (n – 1) – v řadě; L_г = a · n — podél vrstevnice;

kde, а – vzdálenost mezi uzemňovacími tyčemi, n — počet zemnících vodičů.

6. Dále určíme celkový odpor svislého zemnicího vodiče s přihlédnutím k odolnosti proti šíření proudu vodorovnými zemnicími vodiči a koeficientům:

kde, R_asi – celkový odpor zemnících vodičů; Rв – vertikální; R_Г – horizontální, η_В и η_Г – koeficienty využití vertikálních a horizontálních zemnících vodičů, n — Ks počet svislých zemnících vodičů.

Poznámka autora: V příkladech mohou být použity jiné vzorce, v souladu se zápisem uvedeným v tomto článku.

Pokračování: ⇒ příklady výpočtu

Přidat komentář Zrušit odpověď na komentář

Chcete -li přidat komentář, musíte být přihlášeni.

menu webu

Hlavní
- O nás
- Od autora
- O vydělávání peněz na internetu
  - Doména, hosting a webový engine
  - Výběr slov pro web
  - Fyzikální pojem a definice, Coulombův zákon, Ohmův zákon
  - Schémata elektrických obvodů, parametry a prvky elektrických obvodů, EMF
  - Topologie elektrických obvodů. Náhradní elektrický obvod řetězců ke grafům
  - Kirchhoffovy zákony
  - Topologické matice
  - Amperův zákon
  - Jednofázové a třífázové elektrické obvody
  - Ideální transformátor
  - Vzorec špička I
  - Vzorec špička II
  - Obrázky na téma formule TOE
  - Část I. Lineární prvky stejnosměrných elektrických obvodů
  - Část II. Základní vlastnosti a metody analýzy lineárních elektrických obvodů
  - Část III. Obvody sinusového proudu
  - Přednášky s řešením
  - Učebnice /prst, rza, přechodné procesy atd./
    - Bessonov TOE
    - Uljanov Přechodné procesy
    - Andrej RZA
    - Výběr elektrických zařízení podle stupně ochrany
    - Výběr elektrických panelů
    - Výběr měřicích zařízení (elektroměry)
    - Transformátory
      - Ideální transformátor
      - Elektrické rozvody. Rozsah a definice
        
        Výběr typu elektrického vedení, výběr vodičů a kabelů a způsoby jejich pokládky
        
        Požadavky PUE na elektrické vedení a kabelová vedení
        
        příklady drátu a kabelu s obrázky a zkratkami
        
        Příklady elektrických obvodů
        
        Uzemnění ES
        
        Uzemňovací systémy, rozdíly a aplikace
        
        Zemnící vodiče uzemňovacího zařízení
        
        Uzemnění elektroinstalace na základě hloubky zamrznutí půdy
        
        Výpočet uzemňovacího zařízení
        
        Příklady výpočtu uzemňovacího zařízení
        
        Pokračování příkladů výpočtu uzemnění
        
        Výkresy příkladů uzemnění
        
        Seznam normativních a technických dokumentů (NTD)
        
        Jak vytvořit plán PPR
        
        elektrická bezpečnost
        
        První pomoc první pomoci
        
        Účel reléových ochran a automatizačních systémů v napájecích systémech
        
        Ochrana proudovým vypínacím relé
        
        MTZ s omezeným závislým časovým zpožděním
        
        Distanční ochrana vedení
        
        Výběr parametrů odezvy distanční ochrany
        
        Princip činnosti podélné a příčné proudové diferenciální ochrany
        
        Automatické opětovné uzavření linek
        
        Poškození transformátorů
        
        Rozdílová ochrana transformátoru
        
        Napětí a proud
        
        Interakce proudů
        
        Dielektrická konstanta
        
        Elektrická kapacita – kapacita kondenzátoru
        
        Plochý kondenzátor
        
        Kapacita válcového kondenzátoru
        
        Elektrická kapacita kulového kondenzátoru
        
        Jak vybrat kabel podle průřezu, proudu a délky
        
        Proud, výkon a selektivita
        
        Napájení, elektroinstalace
        
        Sestavení úvodního elektrického měřicího panelu
        
        Montáž elektrického měřicího panelu pro dům
        
        Tranzistory, zařízení
        
        Jak zkontrolovat diody jejich zařízení
        
        Výpočet zemnících vodičů 1. Stanoví se vypočtený zemní poruchový proud do požadovaného odporu uzemňovacího zařízení R_З (Tabulka 10-1). Odpor zemnících vodičů lze zanedbat (s výjimkou vzdálených zařízení, odstavec 10-11). ; — délka venkovního vedení; — délka kabelových vedení; Příručka elektroinstalací průmyslových podniků svazek 1; 2. 2. Vypočtená hodnota odporu půdy v místě uzemňovacího zařízení se stanoví podle naměřených údajů nebo přibližně podle tabulky. 10-4 s přihlédnutím k rostoucím faktorům (tabulka 10-3 nebo 10-5). Pro měření měrného odporu se do testované půdy vrazí ocelová kontrolní trubka, sonda a pomocná zemnící elektroda: Měrný odpor půdy je: Ohm*cm; Kde: — odolnost půdy, s přihlédnutím ke koeficientům pro zamrzání a vysychání půdy (tj. naměřená hodnota je snížena o koeficienty); d – vnější průměr zemnící elektrody, cm; t – hloubka instalace, vzdálenost od úrovně země k horní části zemní elektrody, cm; – délka potrubí viz 3. Odolnost proti proudovému šíření jednotlivých zemnících vodičů z trubkové nebo úhelníkové oceli se stanoví podle údajů: Trubicová uzemňovací elektroda (horní konec pod úrovní terénu): ; S trubkou d = 2”; = 250 cm; a vzdálenost 40 cm od úrovně země k horní části zemnící elektrody: R_z = 0,00302; Úhlová ocelová zemnící elektroda (horní konec pod úrovní terénu): ; Pro úhelník = 44 cm dlouhá 250 cm a vzdálenost 70 cm od úrovně země k horní části zemnící elektrody R_oy = 0,00332a pro hranatou ocel s = 5cm R_oy = 0,00318. Trubka nebo tyč (horní konec nad úrovní terénu): ; pro hranatou ocel d = 0,95 . Odizolujte vodorovný zemnící vodič: ; kde t je vzdálenost od úrovně země k uzemňovací elektrodě; – šířka pásu. Kulatá horizontální zemnící elektroda: ; kde t je vzdálenost od úrovně země k uzemňovací elektrodě. Deskový zemnící vodič (položeno svisle): ; Kde – délka; – šířka. Zemnící systém „Podpůrné kabely“ Pokud jsou zemnící vodiče rozvodny připojeny k ochranným kabelům vedení, lze při výpočtu zemnících zařízení rozvoden vzít v úvahu zemnící odpor podpěr vedení. Odolnost proti roztažení systému „kabel-nosný“ s počtem podpěr n > 20 se rovná: Ohm, kde R_т – odpor kabelu v jednom rozpětí (se dvěma kabely – R_т /2, Ohm); R_op – odpor zemnící elektrody jedné podpěry (s přihlédnutím ke koeficientům v tabulkách 10-3 a 10-5), Ohm. Výpočet lze provést pomocí zjednodušeného vzorce (chyba 10%); Ohm. Když je počet podpěr s kabelem n, Ohm. kde cotg A je hyperbolický kotangens. Hodnota ctg A z referenční knihy strana 511. 4. Určeno předem v souladu s místními podmínkami, zda je nutné instalovat zemnící elektrody z úhlové oceli nebo trubek v řadě nebo ve formě složitého obvodu a s ohledem na faktory využití “ „, je stanoven přibližný počet jednotlivých zemnících vodičů: nebo kde R_OU ; R_z – odolnost proti šíření jediného uzemnění z rohu nebo potrubí; R_у; R_t.r. – požadovaný celkový odpor uzemnění ve formě řady úhlových tyčí, trubek nebo obvodu. 5. Vyrobeno jsou stanoveny přibližné rozmístění zemnících vodičů na plánu, délky připojovacích pásků a jejich roznášecí odpor R_op (§ 10-2); ,Ohm; Kde — šířka zemnící elektrody; t – hloubka pohřbu. 6. Odhodlaný celkový odpor pásu R_п s přihlédnutím k koeficientu využití „ŋ“ (tabulka 10-8; nebo 10-9) podle vzorce: Ohm. 7. TBA požadovaný celkový odpor jednotlivých zemnících elektrod vyrobených z úhlové oceli nebo trubek podle vzorce: Ohm. 8. TBA požadovaný počet jednotlivých zemnících vodičů vyrobených z úhelníkové oceli nebo trubek podle vzorců podle bodu 4. 9. U vícecestných nebo vícepásmových uzemnění je jejich rozptylový odpor určen vzorcem: , Ohm; kde R_on – odolnost proti roztažení jednoho nosníku nebo pásu; n – počet paprsků nebo pruhů. 10. Pokud je to možné, použijte přirozené zemnící vodiče R_e nebo linkových kabelů, odpor umělého uzemnění je určen vzorcem: , Ohm; nebo , Ohm; kde R_e – odpor přirozených zemnících vodičů (stanovený měřením); R_C_._T._O. – odolnost systému „podpěry lana“. Vzdálená uzemňovací zařízení V případě nutnosti zhotovení vzdálených zemnících zařízení je nutné dodatečně zohlednit činnost a reaktanci komunikačních linek mezi chráněnou instalací a místem, kde se šíří zemnicí vodiče. V tomto případě je celkový odpor uzemňovacího zařízení určen ze vztahu: , Ohm; nebo , Ohm; kde ∑R je součet činných odporů, sestávající z odporu spojovacího vodiče R_c a odolnost proti šíření zemní elektrody R_з: Ohm. Indukční reaktance „X“ je složena z vnitřního odporu vodiče , který se bere v úvahu u ocelových spojovacích vodičů, a vnější odpor s přihlédnutím k indukční reaktanci smyčky spojující vodič se zemí. Význam se počítá při pokládání připojovacího vodiče ve formě venkovního vedení a lze jej při pokládání připojovacího vodiče do země zanedbat: Ohm. Hodnota L je určena „Rydenbergovým“ vzorcem: , Gn/km; Kde — délka připojovacího vodiče, cm; h – výška těsnění, cm (připojovací vodič); — úhlová frekvence, Hz; S – měrný odpor země (vody) cm 2 /sec, rovna: 10 11 – pro mořskou vodu; 10 13 – pro vlhkou půdu; 10 14 – pro suchou půdu; 10 15 – pro kamenitou půdu; f – frekvence, 50 Hz. Příklad: Odhadovaný zemní poruchový proud – 40 A. Požadovaný odpor zemnícího zařízení Ohm. Je nutné určit odolnost proti šíření vzdáleného uzemnění umístěného ve vzdálenosti 0,5 km od instalace. Jako spojovací vodič je předběžně vybrán PS – 70, zavěšený na H = 10 m Při proudu 40 A je činný odpor drátu o délce 0,5 km roven: Ohm. Vnitřní indukční reaktance je rovna: Ohm. Vnější indukční reaktance se rovná: Ohm; Odtud: Ohm; Ohm; Ohm. Odolnost proti šíření vzdáleného uzemnění by tedy měla být stejná Ohm. Pokud je požadován vyšší zemní odpor, je nutné snížit odpor komunikačního vodiče. Literatura: „Příručka elektroinstalací průmyslových podniků“ svazek 1., g. Jam. Boolshala a kol. Příklad 27.1. Vypočítejte uzemňovací zařízení transformovny 35/10 kV s jedním transformátorem o výkonu 2500 kVA. Celková délka elektricky propojených vedení 35 kV je 93 km. Z rozvodny 10 kV vycházejí tři venkovní vedení – 44, 53 a 38 km a jeden kabel o délce 16 kV Na sběrnice 10 kV se schématem zapojení vinutí U/U je připojen pomocný transformátor. -10, jehož neutrál je připojen k uzemňovací smyčce rozvodny. Zemnící obvod je proveden ve tvaru obdélníku 0,4×0 m. Odpor půdy ρ, měřený v období dešťů na podzim, je 20 Ohm*m. Řešení: Celková délka elektricky připojených venkovních vedení 13 kV km. Zemní poruchový proud: strana 10 kV A; Tento vzorec se používá k určení zemního poruchového proudu v systémech (6-35) kV s izolovaným neutrálem; na straně 35 kV A. vezmeme I k výpočtu_з = 19,8 A. Protože se uzemnění provádí běžným napětím pro elektrická zařízení do a nad 1000 V, odpor uzemnění Ohm. Z podmínky je známo, že neutrál pomocného transformátoru je připojen ke společné zemnící smyčce. Proto by odpor zemní smyčky neměl překročit 4 ohmy. Vezmeme r pro výpočet_з = 4 Ohmy. Uzemnění je provedeno pomocí ocelových rohů 50×50×4 mm, délky 2,5 m, zakopaných 0,7 m od povrchu terénu a propojených ocelovým pásem o průřezu 40×4 mm. Návrhová únosnost zeminy se zohledněním sezónního koeficientu k_с = 1,65 (viz tabulka 27.2) ak₁ = 1,15 (viz tabulka 27.3). k_с — koeficient sezónnosti v závislosti na klimatických podmínkách; k₁ – koeficient stavu půdy; k = 2,0 – potrubí; k = 2,1 – roh. Ohm. Návrhová odolnost komunikačního pásu Ohm. (pro komunikační pásmo k_с = 4,5; k₁ = 1,6 a Ohm*m.) Teoretický počet rohů . Vzdálenost mezi rohy m. Pokud se vám líbila tato přednáška, bude se vám líbit tato – Světová umělecká kultura. S n = 10 a zjistíme z křivek (viz obr. 27.1) η_в = 0,73 a η_г = 0,55 a určete skutečný počet rohů Pro instalaci přijímáme 12 rohů a provádíme ověřovací výpočet při n = 12; a = 66/12 = 5,5 m; A/= 5,5/2,5 = 2,2 a η_в = 0,7; η_r = 0,5. Odhadovaný odpor uzemňovacího zařízení Ohmy < 4 Ohmy.
        
        Doporučené přednášky
        
        Světová umělecká kultura
        
        2 Předmluva
        
        4 Význam mezinárodních smluv
        
        29 Orgány vykonávající státní hospodaření na půdě
        
        39 Kinematické rovnice spojené s pohybem družic