Προστατευτική γείωση – σχεδιασμός, διάταξη και σχεδιασμός ενός συστήματος που εξαλείφει την απειλή ήττας

Προστατευτική γη

Η οργάνωση ενός αξιόπιστου συστήματος προστατευτικής ηλεκτρικής ασφάλειας είναι ένας από τους κύριους όρους που αποτρέπουν τη βλάβη των χρηστών ηλεκτρικών εγκαταστάσεων. Θα παρέχει προστασία όχι μόνο στους ανθρώπους, αλλά και σε συσκευές. Η σωστά σχεδιασμένη και εγκατεστημένη προστατευτική γείωση θα αποτρέψει την αρνητική επίδραση ενός μεγάλου εύρους απρόβλεπτων ρευμάτων κυκλοφορίας, θα εξαλείψει το βραχυκύκλωμά τους στις θήκες. Ως αποτέλεσμα, αποκλείεται η πιθανότητα τραυματικών τραυματισμών και η αποτυχία σύνθετων τεχνικών συσκευών.

 

Περιεχόμενο

• Προστατευτική δράση συστήματος γείωσης
• Πώς γίνονται οι υπολογισμοί;

• Ταξινόμηση γείωσης
• Μέθοδος υπολογισμού παραμέτρων

Διάγραμμα κυκλώματος και εγκατάσταση

Σύστημα γείωσης χωρίς βαθιά γείωση

Ομαδικό σύστημα με τεχνητή γείωση

Ο σκοπός της προστατευτικής γείωσης είναι η δημιουργία ηλεκτρικών συνδέσεων στη γη μη αγώγιμων μεταλλικών στοιχείων που διατρέχουν κίνδυνο τάσης. Η αιτία μιας ανεπιθύμητης εμφάνισης τάσης μπορεί να είναι εκκενώσεις αστραπής, βραχυκύκλωμα στο περίβλημα, δυνατότητα διεξαγωγής, επαγωγή που εμφανίζεται υπό την επίδραση κοντινών συσκευών μεταφοράς ρεύματος ή των μερών τους και μια σειρά από άλλες καταστάσεις. Η σύνδεση μπορεί να γίνει με το έδαφος ή το ισοδύναμό του, όπως θαλάσσιο ή ποτάμι νερό, άνθρακας στο λατομείο, άλλα φυσικά ή τεχνητά δημιουργημένα αντικείμενα με παρόμοιες ιδιότητες.

Προστατευτική δράση συστήματος γείωσης

Το έργο του συστήματος προστασίας γείωσης είναι να μειώσει τις παραμέτρους της τάσης και της αφής του βήματος, φέρνοντας τις σε ασφαλείς τιμές. Ως αποτέλεσμα μιας αρμόδιας συσκευής του συστήματος γείωσης:

• μειώνεται το δυναμικό γειωμένου ηλεκτρικού εξοπλισμού ·
• οι παράμετροι του δυναμικού της βάσης στην οποία βρίσκονται οι χρήστες ευθυγραμμίζονται με το δυναμικό της γειωμένης τεχνικής εγκατάστασης.

Σπουδαίος. Ελλείψει γείωσης της ηλεκτρικής εγκατάστασης, το άγγιγμα του περιβλήματος του είναι εξίσου επικίνδυνο με το άγγιγμα ενός καλωδίου φάσης του ηλεκτρικού δικτύου.

Με βάση τη μείωση των τιμών ή την εξίσωση δυναμικού του γειωμένου ηλεκτρικού εξοπλισμού, η αρχή της προστατευτικής γείωσης βοηθά στη μείωση της τάσης του περιβλήματος σε σχέση με το αντικείμενο που χρησιμοποιείται για τη γείωση, το οποίο χρησιμοποιείται συχνά ως χώμα. Λόγω αυτού, το ρεύμα που διέρχεται από το σώμα του χρήστη και η τάση αφής (βήμα) θα φτάσει σε τιμές που είναι απολύτως ασφαλείς για τον άνθρωπο και την τεχνολογία.

Η λειτουργία γείωσης θα εφαρμοστεί πλήρως εάν οι δείκτες ρεύματος σφάλματος γείωσης δεν αυξηθούν λόγω μείωσης της αντίστασης γείωσης. Αυτή η κατάσταση είναι απόλυτα συνεπής με ένα απομονωμένο ουδέτερο δίκτυο – με μια γεννήτρια ή συσκευή μετασχηματιστή που δεν είναι συνδεδεμένη στο σύστημα γείωσης ή συνδεδεμένη σε αυτό μέσω υψηλής αντίστασης διαφόρων συσκευών μέτρησης, σηματοδότησης, προστασίας.

Πώς γίνονται οι υπολογισμοί;

Βασικά, ο υπολογισμός της προστατευτικής γείωσης συνίσταται στον ακριβή προσδιορισμό των κύριων παραμέτρων. Απαιτούνται για να δημιουργήσουν ένα κύκλωμα που σχηματίζει το πιο ασφαλές βήμα και τάσεις αφής που εμφανίζονται τη στιγμή του κλεισίματος φάσης στο περίβλημα. Με βάση τις υπολογισμένες τιμές που βρίσκονται εντός των επιτρεπόμενων ορίων, υπολογίζεται ο αριθμός και οι διαστάσεις των αγωγών γείωσης, σχεδιάζεται η διάταξη των μεμονωμένων στοιχείων.

Ταξινόμηση γείωσης

Κατά προέλευση, οι αγωγοί γείωσης χωρίζονται σε δύο κατηγορίες, κατά τον υπολογισμό, είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη οι ειδικές διαφορές και τα χαρακτηριστικά τους:

• Φυσικά αντικείμενα που αντιπροσωπεύονται από αγώγιμα μέρη τρίτων σε άμεση επαφή με το έδαφος. Η κατηγορία των φυσικών αγωγών γείωσης περιλαμβάνει επίσης αντικείμενα των οποίων η ηλεκτρική επαφή με τη γη γίνεται μέσω ενός ενδιάμεσου αγώγιμου μέσου.

Σε έναν φυσικό αγωγό γείωσης, το έδαφος είναι εγκατεστημένο (σφυρηλατημένο, χαμηλωμένο σε γεωτρήσεις) κάθετα στοιχεία που συνδέονται μεταξύ τους με οριζόντια

Εκτός από το έδαφος και το νερό, οι μεταλλικοί σωλήνες των υδραυλικών και άλλων βοηθητικών εγκαταστάσεων που τοποθετούνται σε μια τάφρο ταξινομούνται ως φυσικοί αγωγοί γείωσης. Αγωγοί με εύφλεκτες και εκρηκτικές ουσίες, αυτοκινητόδρομοι κατασκευασμένοι με μερική χρήση σωλήνων και εξαρτημάτων PVC δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αγωγοί γείωσης φυσικής προέλευσης. Σχεδιασμένο για να παρέχει απρόσκοπτη λειτουργικότητα του ηλεκτρικού εξοπλισμού σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης και σε κανονικές συνθήκες, η γείωση εργασίας και προστασίας, εξαλείφοντας την πιθανότητα ζημιάς, εγκαθίστανται κυρίως στο έδαφος.

• Ηλεκτρόδια τεχνητής γείωσης, τα οποία αντιπροσωπεύονται συχνότερα από κάθετα ή οριζόντια ηλεκτρόδια.

Μέθοδος υπολογισμού παραμέτρων

Για την εκτέλεση των υπολογισμών, απαιτούνται τα ακόλουθα δεδομένα:

• χαρακτηριστικά συγκεκριμένου ηλεκτρικού εξοπλισμού, όπως ο τύπος εγκατάστασης και οι κύριες συσκευές του, τάσεις λειτουργίας, πιθανές μέθοδοι γείωσης των ουδέτερων συσκευών μετατροπής και παραγωγής ·
• το μέγεθος και τη διαμόρφωση των ηλεκτροδίων, καθιστώντας δυνατή τη συνεκτίμηση του εκτιμώμενου βάθους της βύθισής τους στο έδαφος ·
• πληροφορίες σχετικά με τις μετρήσεις της αντίστασης του στρώματος εδάφους στην περιοχή εξοπλισμένη με το σύστημα γείωσης, τα χαρακτηριστικά μιας συγκεκριμένης κλιματικής ζώνης (μπορείτε να τα λάβετε στην τοπική υπηρεσία καιρού).

Το προστατευτικό κύκλωμα γείωσης φαίνεται στην ενότητα

Σπουδαίος. Όταν τοποθετείτε ένα προστατευτικό σύστημα γείωσης σε δύο στρώματα εδάφους, απαιτούνται δεδομένα για την αντίσταση καθενός από αυτά, απαιτούνται ακριβή δεδομένα σχετικά με την ισχύ του ανώτερου στρώματος.

• πληροφορίες σχετικά με τη διαθεσιμότητα κατάλληλων φυσικών αγωγών γείωσης, στους οποίους τα αντικείμενα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη γείωση, θα απαιτήσουν επίσης πραγματικούς δείκτες της αντίστασης στην τρέχουσα εξάπλωση αυτών των αντικειμένων που λαμβάνονται με μέτρηση ·
• ακριβείς δείκτες του υπολογισμένου ρεύματος σφάλματος γείωσης που υπολογίζεται με τυπικό τρόπο ·
• τα υπολογισμένα χαρακτηριστικά των επιτρεπόμενων κανόνων τάσης και κανόνων του PES, η περίοδος προστασίας γείωσης, η οποία είναι απαραίτητη εάν οι υπολογισμοί έγιναν σύμφωνα με τις τιμές της τάσης αφής και τις τιμές της τάσης βήματος.

Υπολογίζονται κυρίως προστατευτική γείωση και μηδενισμός ηλεκτρικών εγκαταστάσεων για περιπτώσεις εγκατάστασης στοιχείων του συστήματος γείωσης σε ομοιογενές έδαφος. Ωστόσο, τώρα έχουν αναπτυχθεί μέθοδοι υπολογισμού και εφαρμόζονται με τη διάταξη αγωγών γείωσης σε ετερογενή γη.

• Ο υπολογισμός των αγωγών γείωσης που βρίσκονται σε ένα ομοιογενές περιβάλλον απαιτεί να ληφθούν υπόψη οι τιμές της αντίστασης του εποχιακού στρώματος κατάψυξης κατά τη διάρκεια περιόδων ψύξης και ξήρανσης της γης. Για να λάβετε ακριβείς τιμές, χρησιμοποιούνται ειδικοί συντελεστές υπολογισμοί για συστήματα γείωσης οποιαδήποτε πολυπλοκότητα.
• Ο υπολογισμός των αγωγών γείωσης που είναι εγκατεστημένοι σε δύο ή περισσότερα στρώματα εδάφους απαιτεί να ληφθούν υπόψη οι τιμές αντίστασης όλων των στρωμάτων. Ο υπολογισμός βασίζεται στη συνεκτίμηση όλων των δυνατοτήτων που προκαλούνται στα εγκατεστημένα ηλεκτρόδια που αποτελούν μέρος μιας σύνθετης δομής από την ομάδα των διακοπτών γείωσης.

Ανεξάρτητα από τη μέθοδο υπολογισμού, μια κοινή παράμετρος για όλα τα σχήματα είναι η απαιτούμενη αντίσταση, η οποία καθορίζεται σύμφωνα με τους κανονισμούς του PES.

Για ηλεκτρικό εξοπλισμό με τάση έως 1 kV, ο υπολογισμός της αντίστασης του στοιχείου γείωσης που περιλαμβάνεται στο προστατευτικό σύστημα γείωσης με μονωμένο ουδέτερο (τύπος IT) πραγματοποιείται σύμφωνα με την κατάσταση:

Σε αυτήν την ανισότητα, η μεταβλητή Rz είναι η τιμή αντίστασης της συσκευής γείωσης (εκφρασμένη σε Ohms), μια σταθερή τιμή είναι Upr.add. – παράμετρος τάσης επαφής (50 V), Iz – συνολική τιμή σφάλματος γείωσης, εκφραζόμενη σε Α.

Σύμφωνα με τις κανονιστικές απαιτήσεις, η τιμή του Rz κυμαίνεται από 4 ohms έως 10 ohms (δεν υπάρχουν ειδικές απαιτήσεις για τη χαμηλότερη οριακή τιμή, η ανώτερη είναι η μέγιστη επιτρεπόμενη παράμετρος), υπό την προϋπόθεση ότι η ισχύς της τροφοδοσίας δικτύου και των μετασχηματιστών και των γεννητριών που συνδέονται παράλληλα δεν είναι υψηλότερη από 100 kVA.

Για να οργανώσετε προστατευτική γείωση εγκαταστάσεων με υψηλότερη τάση, χρησιμοποιούνται και άλλες τιμές στους υπολογισμούς:

• 0,5 Ohm σε ηλεκτρικά δίκτυα με ουσιαστικά γειωμένο ουδέτερο με τα χαρακτηριστικά μεγάλα ρεύματά τους στη γη.
• όχι μεγαλύτερη από 10 Ohms σε τάση επαφής 250V σε συστήματα με απομονωμένο ουδέτερο (η συνθήκη ισχύει σε χαμηλά ρεύματα στο αντικείμενο γείωσης για εξοπλισμό με τάση μεγαλύτερη από 1000 V).

Σημείωση. Προτιμώνται οι ελάχιστες τιμές αντίστασης για βρόχους γείωσης. Όσο χαμηλότερη είναι η τιμή του, τόσο πιο αποτελεσματική θα είναι η κίνηση ρεύματος μέσω αντικειμένων με τη μικρότερη αντίσταση.

Η τρέχουσα αντίσταση διάδοσης που υπολογίζεται για την εγκατάσταση του συστήματος γείωσης, που υπολογίζεται για τον αγωγό γείωσης, μπορεί να αυξηθεί κατά τη λειτουργία. Η τιμή του πρέπει να παρακολουθείται συνεχώς..

Διάγραμμα κυκλώματος και εγκατάσταση

Σε πολυκατοικίες, εγκαθίστανται διακόπτες προστασίας για την προστασία των κατοίκων από ζημιές, οι οποίες καθιστούν το ηλεκτρικό δίκτυο μηδενικό (απενεργοποίηση) σε περίπτωση βλάβης μόνωσης ή βραχυκυκλώματος.

Σε αυτόνομη στέγαση και σε καλοκαιρινές εξοχικές κατοικίες, λόγω της έλλειψης τεχνικής ικανότητας εγκατάστασης αυτοματισμού αποσύνδεσης, απαιτείται μια προστατευτική συσκευή γείωσης, η οποία μπορεί να γίνει επικοινωνώντας με ηλεκτρολόγους ή από εσάς.

Σύστημα γείωσης χωρίς βαθιά γείωση

Τα στοιχεία του κυκλώματος, τα οποία δεν περιλαμβάνουν ηλεκτρόδιο βαθιάς γείωσης, μπορούν να εγκατασταθούν στη σειρά ή να τοποθετηθούν με τη μορφή κάποιου είδους γεωμετρικού σχήματος. Το σχήμα του περιγράμματος εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του ιστότοπου. Αυτή η μέθοδος εφαρμόζεται όταν το μήκος των γραμμών εδάφους έως 3 μέτρα.

• Η κάθετη γείωση διεισδύει. Η απόσταση μεταξύ των διακοπτών γείωσης που είναι εγκατεστημένοι κάθετα στο έδαφος υπολογίζεται με βάση το μήκος αυτών των τμημάτων του συστήματος γείωσης. Αυτό είναι απαραίτητο για την ελαχιστοποίηση της θωράκισης, καθώς όσο πιο κοντά βρίσκονται τα στοιχεία, τόσο μεγαλύτερο είναι το αποτέλεσμα θωράκισης.

• Πραγματοποιείται μια βαθμιαία μέτρηση των τιμών πραγματικής αντίστασης μεμονωμένων αγωγών γείωσης. Πρέπει να εγκατασταθούν σε ποσότητα που εξασφαλίζει το σχηματισμό ελάχιστης αντίστασης..

Σημείωση. Συχνά, ένας διαφορετικός αριθμός στοιχείων γείωσης χρησιμοποιείται για τη γείωση ίσων εκτάσεων γης, καθώς η αντίσταση του εδάφους επηρεάζεται από τη συγκεκριμένη αντίσταση του εδάφους.

• Η σύνδεση μεμονωμένων διακοπτών γείωσης βρίσκεται σε εξέλιξη. Οι διακόπτες γείωσης με ανθεκτική στη διάβρωση επίστρωση συνδέονται χρησιμοποιώντας ειδικούς συνδετήρες. Οι συσκευές γείωσης από σιδηρούχο μέταλλο συνδέονται αποκλειστικά με συγκόλληση, οι ραφές καλύπτονται με μαστίχα ασφάλτου.

Ομαδικό σύστημα με τεχνητή γείωση

Πρόκειται για ένα απλό, προστατευτικό κύκλωμα γείωσης που διατίθεται για ανεξάρτητη εφαρμογή με ισοσκελές τρίγωνο περίγραμμα. Αυτό το σύστημα ηλεκτρικής προστασίας βρίσκεται ένα μέτρο από το κάτω όριο της βάσης ή του τοίχου.

• Σύμφωνα με την επιλεγμένη διαμόρφωση, σκάβεται μια τάφρος 0,8 μέτρων. Το μήκος κάθε πλευράς του τριγώνου είναι 3 m.
• Στις κορυφές του τριγώνου, είναι επιθυμητό να τρυπήσετε πηγάδια βάθους τριών μέτρων. Εάν αποφασιστεί να σφυρηλατηθούν οι κατακόρυφοι αγωγοί γείωσης με ένα βαρέλι, αρκούν 1,5 πηγάδια.

Σημείωση. Είναι πολύ πιο εύκολο να σφυρηλατήσετε αντικείμενα με αιχμηρά άκρα. Ακονίστε το υλικό που πρόκειται να σφυρίσετε με μύλο.

Ως υλικό για κάθετη γείωση, είναι κατάλληλοι ένας μεταλλικός σωλήνας με διάμετρο 50 mm, μια χαλύβδινη ράβδος 10 mm, μια γωνία με μια πλευρά 50 mm. Θα διαρκέσει τρία τμήματα μήκους τριών μέτρων. Το οριζόντιο στοιχείο γείωσης μπορεί να είναι κατασκευασμένο από χαλύβδινη ταινία εννέα μέτρων πάχους 4 mm, πλάτους 40 mm.

• Στη συνέχεια, ο συναρμολογημένος βρόχος γείωσης συνδέεται με συγκόλληση σε έναν αγωγό. Είναι κατασκευασμένο από στρογγυλή ράβδο ή ατσάλι. Συνδέεται με έναν φυσικό αγωγό γείωσης..

Το εγκατεστημένο κύκλωμα θα εκτελέσει με επιτυχία την αντιστοίχιση της προστατευτικής αντίστασης εάν συνδέεται με έναν χαλύβδινο σωλήνα νερού τοποθετημένο στο έδαφος, σε μεταλλικούς σωλήνες περιβλήματος φρεατίων νερού, σε άλλες οπλισμένες κατασκευές από σκυρόδεμα και μέταλλο. Μετά την εγκατάσταση προστατευτικής γείωσης, όλες οι τάφροι και οι εκσκαφές πρέπει να γεμίζονται με ομοιογενές χώμα χωρίς να συμπεριλαμβάνεται θρυμματισμένη πέτρα και κατασκευαστικά συντρίμμια.

Έχοντας μια ιδέα για αυτό που ονομάζεται προστατευτική γείωση, έχοντας μάθει για τους τρόπους κατασκευής ενός ηλεκτρικού προστατευτικού συστήματος, μπορείτε να προχωρήσετε με ασφάλεια στην αυτόματη εγκατάσταση. Μην ξεχάσετε να μετρήσετε την τιμή αντίστασης μετά την εγκατάσταση. Εάν δεν υπάρχουν αντίστοιχες συσκευές και δεξιότητες, απαιτείται να καλέσετε ηλεκτρολόγους.