Расчет заземления для частного дома: формулы, схемы, видео. Расчет заземления для частного дома пример

Расчет заземления для частного дома пример

Пример расчета защитного заземления для дома или квартиры

В системе заземления TN-С-S, защитные функции выполняет заземляющий провод PE, поэтому расчёт повторного заземления в точке разделения PEN затруднён из-за сложности получения параметров воздушных линий и повторных заземлителей.

Без данных, которые находятся у энергоснабжающих служб, подобные расчеты не будут иметь обоснованной точности, строясь лишь на догадках. Тем более, часто бывает, что представители компании, обеспечивающей энергоснабжение, заверяют в ненужности повторного заземления в месте разделения PEN провода, иногда даже препятствуют этому.

Поэтому в отношении частного дома, для расчёта максимальной эффективности заземления нужно брать за основу систему TT, где заземляющий контур не связан с сетевым нулевым проводом.

Система заземления ТТ

Предназначение расчёта заземления

Приступая к расчётам, нужно учесть, что из-за неоднородности почвы и других неучтённых факторов, реальное сопротивление заземления может не совпасть с расчётным. Данные несовпадения случаются даже с лабораториями, имеющими специальное оборудование для анализа грунтов.

Поэтому после проведения работ всегда проверяют сопротивление заземления, и если нужно, добавляют электроды. Целью расчёта сопротивления контура заземления является электробезопасность, условие которой состоит в снижении напряжения прикосновения до безопасного уровня при пробое изоляции и контакте фазного провода с корпусом заземляемого электроприбора.

Безопасным считается максимально допустимое напряжение прикосновения Uп.д.= 40В. Первым этапом расчета будет определение значения тока однофазного замыкания на землю Iкзф.

Поскольку речь идёт о заземлении для частного дома, которое ПУЭ не регламентируется, то Iкзф нужно принять таким, при котором вводный защитный автомат гарантированно отключится за очень быстрое время.

Обозначение вертикального заземлителя

Максимально эффективные значения сопротивления контура заземления

Будет большой ошибкой считать Iкзф равным номинальному току автомата, при котором, согласно время-токовой характеристике, он никогда не сработает, так как реальный порог срабатывания автомата начинается, когда протекающий ток в 1,13 раза больший, чем номинальный, и при этом могут пройти десятки минут до отключения нагрузки.

Время-токовая характеристика срабатывания автоматического выключателя

Значение Iкзф выбирают из графика время-токовой характеристики, чтобы время было не больше нескольких долей секунд. Для автоматов типа С, срабатывание автомата в пределах секунды определяется условием превышения номинального тока раз в пять – десять, в зависимости от температурных условий.

То есть, если на вводе стоит автомат 16А, то заземление должно обеспечивать ток замыкания фазы на землю Iкзф=160А, чтобы защита сработала практически моментально. Исходя из данных условий определяется значение допустимого сопротивления заземления:

Rзд≤ U/ Iкзф,

где U – напряжение сети. Rзд≤220/160=1,375 Ом. Чтобы при этом выполнялось требование по обеспечению напряжения прикосновения, то Rзд≤ Uп.д./ Iкзф¬. То есть Rзд≤40/160=0,25 Ом.

Допускаемые значения сопротивления заземления, согласно нормативам

Вышеприведённое расчётное значение сопротивления рассчитано, исходя из максимальных параметров, и как будет рассчитано ниже, достижение данного параметра контура заземления будет весьма трудным и затратным делом, особенно, если удельное сопротивление почвы неблагоприятное.

Ещё более труднодостижимым будет данный параметр, если номинал автомата будет большим. Поэтому, в системе TT, согласно ГОСТ30339-95 / ГОСТ Р50669-94 обязательным является использование УЗО с током утечки IΔn≤30мА, при котором Rзд≤ 47 Ом. При IΔn=100мА Rзд≤14 Ом, а при IΔn=300мА Rзд≤4 Ом.

Данное требование ГОСТ касается мобильных зданий, где энергопитание может быть осуществлено только по системе TT, оно является намного более требовательным, чем норматив ПУЭ 1.7.59, где Rзд*IΔn

infoelectrik.ru

Как организовать устройство заземления в частном доме своими руками: расчет и устройство

Буквально три десятилетия назад строительство зданий практически не сопровождалось какими-либо мероприятиями по эффективной защите от поражения электротоком. Теперь все изменилось – распределительные щиты стали объемнее, в них установлены десятки защитных автоматов и УЗО. Причиной такой модернизации стали электроустановки и бытовые приборы, которые в огромном количестве присутствуют в каждой усадьбе. Одновременно они являются потенциальными первопричинами опасности, поэтому к теме электробезопасности следует подходить ответственно.

Комплекс заземляющих мероприятий

Любой собранный контур заземления в частном доме своими руками должен соответствовать строительным нормам. А они требуют для защиты человека применения хотя бы единственной из перечисленных мер:

Выравнивание потенциалов.
Понижение напряжения.
Применение проводов с двойной изоляцией.
Установка УЗО.
Использование разделительных трансформаторов.
Организация заземляющего устройства.

Без сомнения, вопрос безопасности должен решаться комплексно, с применением всех возможных способов, но электрозащита должно быть в любом случае. Фактически методика заключается в соединении корпусов электроаппаратуры с грунтом. В приватном домостроении сделать надежное заземление не сложно, поскольку почва рядом, и свободная площадь всегда найдется.

Некоторые ошибочно полагают, что труба или штырь, забитые в почву, способны полноценно работать заземляющим фактором. Но это не так, только система элементов с определенными параметрами способна эффективно функционировать в общей электрической цепи.

Делаем своими руками качественный контур заземления в частном доме: как работает система

Неисправный электроприбор потенциально является источником угрозы здоровью человека, потому что на его остове может оказаться напряжение. После прикосновения к устройству, ток моментально проходит через тело и устремляется в землю, оказывая разрушающее действие на организм. Не всегда защитные аппараты вовремя реагируют и отключают сеть.

Прежде, чем организовать устройство заземления в частном доме своими руками, важно понять, почему ток направляется в землю. Суть в том, что она обладает существенной электроемкость. Если электротоку предоставить другой, более доступный путь, то он пойдет по нему, а не сквозь организм человека. Для этого подойдет проводник с сопротивлением не более 4 Ом, а при утечке тока УЗО моментально отключит аварийный участок.

По этой причине все электроагрегаты и оборудование имеют контакт для подсоединения заземляющего проводника, проводка формируется трехжильным проводом. У всей современной быттехники металлический корпус соединен с одним из контактов сетевой вилки. Даже осветительные приборы нужно заземлять, не говоря уже о системах резервного электроснабжения и распределительных щитах.

Везде, где присутствует переменное напряжение величиной свыше 42 В или постоянное – более 110 В, обязательно наличие заземляющего контура. Важно отметить, что схема способна не только обезопасить людей, но и выполняет ряд дополнительных функций:

Стабилизация работы электроустановок.
Защита аппаратуры от перенапряжения.
Снижение сетевых помех и электромагнитных излучений.

Устройство заземляющего контура

Выполненный своими руками контур заземления в коттедже или частном доме состоит из стержней и заземляющих проводников. Последние представляют собой любую часть устройства, соединяющие электроагрегат с заземлительной линией. Это могут быть и жилы проводов желтого цвета, и элементы внутренних и наружных контуров, и специальная шина щитка.

В качестве заземлителя выступает электрод, контактирующий с почвой. В зависимости от особенностей реализации защитного электрозаземления существует два вида заземлителей:

Естественные.
Искусственные.

Если следовать указаниям ПУЭ, то предпочтение следует отдавать первому виду. В приватном домостроении естественными устройствами могут быть:

Броня силового кабеля.
Трубы для прокладки электропроводов.
Всевозможные стойки из металла, например, элементы забора.
Железобетонные заглубленные элементы постройки в виде ферм, колонн и фундаментов.

Искусственные сооружения используются в случаях, когда импеданс естественных заземлителей не отвечает нормативам, о которых поговорим ниже.

Расчет устройства правильного заземления в частном доме своими руками: основные этапы

Проводимость элементов заземляющей системы – это основной параметр. Задача состоит в том, чтобы правильно подобрать сопротивление электродов. Этот показатель не должен превышать допустимые показания:

8 Ом – для сети 127 В.
4 Ом – для сети 220 В.
2 Ом –

etkfaza.ru

Расчет заземления для частного дома: формулы, схемы, видео

Чтобы обезопасить частный дом в комплексе энеробезопасности используют такой важный элемент, как защитное заземление. Оно необходимо для того чтобы отстранять электрический ток в грунт по специальным заземляющим стержням, а также по электродам (горизонтальным и вертикальным) или как их еще называют заземлителям. Число заземленных элементов, их габариты и дистанция между ними полностью зависят от сопротивления. Чтобы его установить производятся специальные расчетные работы. В этой статье мы расскажем, как выполнить расчет заземления для частного дома, предоставив все необходимые формулы.

Содержание:

Что важно знать?
Методика расчета

Что важно знать?

Заземление дома необходимо для того чтобы снизить напряжение соприкосновения до неопасного показателя. Благодаря ему потенциал направляется в землю и защищает человека от поражения электрическим током. В ПУЭ указывается, что частный дом должен иметь сопротивление растекания при трехфазном питании 4 и 8 Ом (первое значение при 380 В, второе – 220 В), а при однофазном – 2 и 4 Ом.

Электроды изготавливаются из меди, оцинкованной и черной стали. Профили сечения указаны на рисунке ниже:

Методика расчета

Расчет делается исходя от того, какое заземление используется. В формуле указывается количество используемых заземлителей, их длину и толщину. Также все зависит и от параметров грунта, который окружает частный дом.

Существует несколько вариантов установки заземлителей. Это такие методы, как:

Вертикальный. Делиться на два подвида: тот, что устанавливают у поверхности и тот, что монтируют с заглублением (предпочтительно на 70 см).

Горизонтальный. Делиться на два подвида: с установкой по поверхности грунта и в траншее (предпочтительно 50 – 70 см).

Заземление включает в себя горизонтальные и вертикальные стержни, расчет которых осуществляется отдельно. В зависимости от длинны стержня, берется дистанция между ними, т. е. размер а должен быть кратен размеру L. Пример: а = 1xL; а = 2xL.

Формула, по которой делается расчет одиночного вертикального стержня, который не закапывается в почву, выглядит следующим образом:

где:

p – удельное сопротивление почвы;
l – длина заземлителя;
D – диаметр электрода.

Примечание: если заземление имеет угловой профиль с шириной b, то d = 0.95b.

Расчет заземлителя, который монтируют с углублением на 70 см (h = 0,7 м) в землю, производится по следующей формуле:

Горизонтальное заземление у поверхности рассчитывается по формуле:

Примечание: формула предоставлена для прямоугольного и трубного профиля с шириной полки b, для полосы считать d нужно с учетом d= 0.5b.

Расчет электрода, который располагается в траншее 70 см (h = 0,7 м), производится по следующей формуле:

Для полосы шириной b необходимо считать d =0,5 b.

Расчет суммарного сопротивления заземлителя осуществляется следующим образом:

где:

n – численность вертикальных заземлителей;
Rв и Rг – сопротивления заземленных элементов;
nв – коэффициент употребления заземлителей.

Этот коэффициент берется из таблицы:

Методом коэффициента использования можно определить, какое воздействие проявляют друг на друга токи растекания с заземлителей при их разнообразном размещении. Например, если их объединить параллельно, то токи растекания электродов имеют взаимное действие на каждый элемент. Поэтому при минимальной дистанции между элементами, сопротивление заземленного контура будет значительно больше.

Заземление происходит по нескольким схемам расположения электродов. Самой распространенной считается схема в виде треугольника. Но это не обязательная конфигурация электродов. Также их можно разместить в одну линию или последовательно по контуру. Такой вариант удобен в том случае, когда для обустройства системы был выделен небольшой узкий участок на земле.

Дополнительно вы можете проверить результат, воспользовавшись онлайн-калькулятором для расчета заземления!

Заземляющий проводник соединяет с электрическим щитом сам контур конструкции. Ниже приведены схемы:

Частный дом требует серьезный расчетов для надежной электробезопасности. Поэтому чтобы не допустить ошибки в интернете существуют специальные программы для расчета заземления, с помощью которых можно точно и быстро рассчитать нужные значения!

На видео ниже наглядно демонстрируется пример расчетных работ в программе Электрик:

Вот по такой методике производится расчет заземления для частного дома. Надеемся, предоставленные формулы, таблицы и схемы помогли вам самостоятельно справиться с работой!

Поделиться "Расчет заземления для частного дома: формулы, схемы, видео"

onegifts.ru

Как провести расчет заземления - бытовые случаи

Вопрос заземления бытовой электротехники большинству обывателей кажется второстепенным и необязательным, ведь не так давно в электропроводке домов даже не предусматривалась прокладка заземляющего провода. В наше время количество бытовых электроприборов в каждой семье значительно возросло, увеличилось их энергопотребление, значит, возросла нагрузка на электросеть. Игнорировать очевидное было бы верхом безответственности, поэтому современные требования электробезопасности регламентируют нормы, согласно которым защитному заземлению подлежат все бытовые электроприборы мощностью более 1,3 кВт. Таким образом, если даже заземление не предусмотрено изначально, то оно должно быть обустроено собственными силами, что, прежде всего, предусматривает расчет заземления. Каждому, кто столкнулся с подобной проблемой важно понимать суть происходящего, ведь если расчет заземления онлайн выполнит программа на компьютере, то понимания основных принципов электротехники простому пользователю этот расчет не прибавит. Ответственному за жизнь и здоровье своих близких пользователю, несомненно, будет полезна нижеизложенная информация. Она поможет утвердиться в необходимости обустройства заземления, что в конечном итоге, позволит избежать неприятных и опасных моментов во время эксплуатации электроприборов в быту. Рассмотрим необходимые формулы расчетов, постараемся разобраться в специфике вопроса наиболее подробно.

В процессе работы электрических устройств на их токопроводящем корпусе появляется напряжение, обусловленное прохождением тока по обмоткам трансформаторов или электродвигателей. Даже если корпус не имеет прямого подключения к силовой линии, на нем образуется напряжение, вызванное электромагнитным полем от таких токов. Чтобы отвести напряжение с корпуса электроприбора, его необходимо соединить с землей, то есть заземлить.

Рассмотрим, компьютерный расчет заземления — пример работы программы Elcut.

Как видите, расчет заземления программа выполняет виртуозно, но прежде следует разобраться с особенностями работы программы.

Рассмотрим техническую целесообразность заземления на примере работы современных телевизоров и сетевых фильтров. В современных телевизорах есть устройства аварийного отключения при перенапряжении, для обеспечения его работы требуется заземление, в противном случае устройство не будет реагировать на превышение допустимых параметров напряжения, что станет причиной поломки дорогостоящего прибора. Сетевые фильтры для подключения компьютеров также требуют для эффективной работы устройства заземления, в противном случае фильтр будет работать как простой удлинитель.

Сетевой фильтр с заземляющими контактами для работы и заземления бытовой техники

[include id=»1″ title=»Реклама в тексте»]

Кроме технической необходимости заземления существует более важная задача — безопасность эксплуатации электроприборов. Для наглядности рассмотрим распространенную ситуацию: холодильник стоит рядом с батареей, прибор не заземлен должным образом и на корпусе возникло небольшое напряжение, около 50—100 В, взрослый человек прикоснувшись к корпусу, возможно, даже не почувствует какого-либо дискомфорта, но если к корпусу прибора прикоснется ребенок, одновременно прикоснувшись (случайно или намеренно) к батарее центрального отопления, то он окажется между заземленным проводником (батареей) и источником напряжения (холодильник) в результате электрическая цепь замкнется через тело ребенка. Прохождение тока через детский организм может привести к необратимым последствиям, поэтому к устройству защитного заземления необходимо относиться крайне серьезно.

В современных многоэтажках выполнение заземления не составит большого труда. Электропроводка в таких домах уже включает в себя заземляющий провод, проложенный параллельно с силовой линией. Для безопасной работы электроприборов достаточно будет установить и правильно подключить трехконтактную розетку.

Трехконтактная розетка, стрелками указаны контакты заземления

В тех домах, где заземление цепи розеток не было предусмотрено при строительстве, его можно сделать собственноручно, если щиток со счетчиками находится в подъезде на лестничной клетке. В таком щитке заземляющий провод или ноль (в зависимости от схемы электропитания дома — четырех или пятипроводной) подсоединен к металлическому корпусу щитка, для подключения к нему необходимо найти лишь свободную клемму на корпусе. При этом должно соблюдаться правило — каждый заземляющий провод должен подсоединяться отдельным винтом.

А вот устроить, таким образом, заземление или зануление в старой «хрущевке» навряд ли получится, использование рабочего нулевого провода с целью зануления запрещено, для этого необходим отдельный заземлитель. В качестве заземлителей могут использоваться естественные токопроводящие конструкции, имеющие непосредственный контакт с землей и специально созданные устройства, именуемые искусственными заземлителями. Естественными заземлителями могут служить: арматура фундамента, водопроводные трубы (кроме системы отопления), наружная металлическая оболочка бронированных кабелей (кроме алюминиевой). Искусственные заземляющие устройства бывают вертикальные и горизонтальные. То есть производиться в в виде вбитых в грунт металлических стержней, соединенных между собой сварным способом проводящей полосой, или в виде металлических электродов проложенных в земле горизонтально, ниже уровня промерзания грунта.

Для устройства эффективного заземления необходимо произвести предварительные расчеты, главным числовым параметром заземляющего контура является его сопротивление, современные правила устройства электроустановок регламентируют его значение не более 8 Ом в сети с напряжением 220 В и 4 Ом при напряжении 380 В. Данные параметры сопротивления контура должны соблюдаться во все времена года. Естественно, что при меньшем напряжении допустимо большее значение сопротивления, так как задачей заземления является обеспечение безопасности людей при соприкосновении с корпусом электроустановки в случае попадания на него фазного напряжения.

[include id=»2″ title=»Реклама в тексте»]

При меньшем сопротивлении заземления на корпусе прибора окажется меньшая часть электрического потенциала. Измерение сопротивления заземлителя производится специальными измерителями.

Измеритель сопротивления заземления

Расчет контура заземления производится на основе измерения удельного сопротивления грунта, это характеристика, определяющая уровень электрической проводимости земли. Удельное сопротивление грунта зависит от его плотности, химического и механического состава, температуры и влажности. Из этого видно, что данный показатель будет существенно отличаться при разных погодных условиях и в разное время года, поэтому для расчетов берутся наибольшие сезонные показатели удельного сопротивления.

Удельное сопротивление грунтов

Расчет сопротивления вертикального одиночного заземлителя производится по формуле:

где:

R₁ — рассчитываемое сопротивление одиночного стержня (Ом)

∏ — константа (3,141592)

ρ — удельное сопротивление грунта (Ом∙м)

L — длина стержня заземлителя (м)

ln — натуральный логарифм

T — расстояние от середины стержня до поверхности земли (м)

d — диаметр стержня (м)

Для расчета сопротивления заземлителя состоящего из нескольких одинаковых стержней и находящихся на одной глубине используется следующая формула:

где:

R — рассчитываемое сопротивление заземлителя состоящего из нескольких стержней

R₁ — сопротивление одиночного стержня (Ом)

K₁ — коэффициент взаимного влияния электродов

N — количество стержней в заземлителе

Коэффициент взаимного влияния электродов зависит от расстояния между электродами, помните, что оно не должно быть меньшим их длины. Оптимальным считается расстояние, равное 2,2 длины стержней. Соединение стержней в многоэлектродном заземлителе производят металлической полосой сечением 150 мм2.

Как видно из вышеприведенных формул, общее сопротивление заземлителя зависит от удельного сопротивления грунта и длины электродов, т. е. чем больше электрическое сопротивление грунта, тем длиннее должны быть электроды в заземлителе. Если характер грунтов не позволяет вбить длинные электроды, их необходимо использовать в большем количестве, а в сильно каменистых скальных породах, быть может, придется применить горизонтальные или электролитические заземлители

strmnt.com

Онлайн калькулятор расчёта контура заземления

Верхний слой грунта	Песок сильно увлажненный (60)Песок умеренно увлажненный (130)Песок влажный (400)Песок слегка влажный (1500)Песок сухой (4200)Песчаник (1000)Супесок (300)Супесь влажная (150)Суглинок сильно увлажненный (60)Суглинок полутвердый, лессовидный (100)Суглинок промерзший слой (190)Глина (при t > 0°С) (60)Торф при t = 0°С (50)Торф при t > 0°С (40)Солончаковые почвы (при t > 0°С) (25)Щебень сухой (5000)Щебень мокрый (3000)Дресва (при t > 0°С) (5500)Садовая земля (40)Чернозем (50)Речная вода (1000)Гранитное основание (при t > 0°С) (22500)
Климатический коэффициент	Климатическая зона I (Верт. – 1.9; Горизонт. – 5.75)Климатическая зона II (Верт. – 1.7; Горизонт. – 4.0)Климатическая зона III (Верт. – 1.45; Горизонт. – 2.25)Климатическая зона IV (Верт. – 1.3; Горизонт. – 1.75)
Нижний слой грунта	Песок сильно увлажненный (60)Песок умеренно увлажненный (130)Песок влажный (400)Песок слегка влажный (1500)Песок сухой (4200)Песчаник (1000)Супесок (300)Супесь влажная (150)Суглинок сильно увлажненный (60)Суглинок полутвердый, лессовидный (100)Суглинок промерзший слой (190)Глина (при t > 0°С) (60)Торф при t = 0°С (50)Торф при t > 0°С (40)Солончаковые почвы (при t > 0°С) (25)Щебень сухой (5000)Щебень мокрый (3000)Дресва (при t > 0°С) (5500)Садовая земля (40)Чернозем (50)Речная вода (1000)Гранитное основание (при t > 0°С) (22500)
Количество верт. заземлителей	1 вертикальный заземлитель2 вертикальных заземлителя3 вертикальных заземлителя4 вертикальных заземлителя5 вертикальных заземлителей6 вертикальных заземлителей7 вертикальных заземлителей8 вертикальных заземлителей9 вертикальных заземлителей10 вертикальных заземлителей11 вертикальных заземлителей12 вертикальный заземлителей13 вертикальных заземлителей14 вертикальных заземлителей15 вертикальных заземлителей16 вертикальных заземлителей17 вертикальных заземлителей18 вертикальных заземлителей19 вертикальных заземлителей20 вертикальных заземлителей
Глубина верхнего слоя грунта, H (м)
Длина вертикального заземлителя, L1 (м)
Глубина горизонтального заземлителя, h3 (м)
Длина соединительной полосы, L3 (м)
Диаметр вертикального заземлителя, D (м)
Ширина полки горизонтального заземлителя, b (м)

Удельное электрическое сопротивление грунта, (Ом*м)
Сопротивление одиночного верт. заземлителя, (Ом)
Длина горизонтального заземлителя, (м)
Сопротивление горизонтального заземлителя, (Ом):
Общее сопротивление растеканию электрического тока, (Ом)

www.asutpp.ru

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

h2 - расстояние до середины вертикального заземлителя

h3 - 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 [email protected]

Разрешается копирование java-скриптов при условии ссылки на источник.

ВСЕ РАСЧЁТЫ