접지 루프 프로그램의 접지 장치 계산. 접지 장치 계산

접지 시스템은 거주자의 안전과 전기 제품의 중단 없는 작동을 보장합니다. 접지는 절연체가 파손되어 발생하는 비통전 금속소자에 누전이 발생하는 경우 감전을 방지합니다. 보안 시스템 생성은 책임 있는 이벤트이므로 수행하기 전에 접지를 계산해야 합니다.

자연 그라운드

집에 있는 가전제품의 목록이 TV, 냉장고, 세탁기 1대로 제한되던 시절에는 접지 장치를 거의 사용하지 않았습니다. 누설 전류에 대한 보호는 다음과 같은 자연 접지 도체에 할당되었습니다.

절연되지 않은 금속 파이프;
우물의 케이싱;
금속 울타리, 가로등의 요소;
케이블 네트워크의 편조;
기초, 기둥의 강철 요소.

자연 접지를 위한 최상의 옵션은 강철 수도관입니다. 긴 길이로 인해 수도관은 확산 전류에 대한 저항을 최소화합니다. 수도관의 효율성은 계절적 동결 수준 아래에 놓이기 때문에 달성되므로 열이나 추위가 보호 품질에 영향을 미치지 않습니다.

지하 콘크리트 제품의 금속 요소는 다음 요구 사항을 충족하는 경우 접지 시스템에 적합합니다.

전기 설비 규칙의 규범에 따라 점토, 사질 양토 또는 젖은 모래 바닥과의 충분한 접촉이 있습니다.
기초를 건설하는 동안 두 개 이상의 섹션에서 보강이 이루어졌습니다.
금속 요소에는 용접 조인트가 있습니다.
강화 저항은 PUE의 규정을 준수합니다.
접지 버스와 전기적으로 연결되어 있습니다.

메모! 위의 자연 접지 전체 목록 중 지하 철근 콘크리트 구조물 만 계산됩니다.

자연 접지 기능의 효율성은 승인된 사람(Energonadzor 대표)이 수행한 측정을 기반으로 설정됩니다. 측정을 기반으로 전문가는 자연 접지 루프에 추가 회로를 설치할 필요성에 대한 권장 사항을 제공합니다. 자연 보호가 규정의 요구 사항을 충족하는 경우 전기 설치 규칙은 추가 접지의 부적절함을 나타냅니다.

인공 접지 장치에 대한 계산

접지를 절대적으로 정확하게 계산하는 것은 거의 불가능합니다. 전문 설계자라도 대략적인 전극 수와 전극 사이의 거리로 작업합니다.

계산이 복잡한 이유는 각각 시스템에 큰 영향을 미치는 수많은 외부 요인 때문입니다. 예를 들어, 정확한 습도 수준, 토양의 실제 밀도, 저항률 등을 항상 알 수 있는 것은 아닙니다. 입력 데이터의 불완전한 확실성으로 인해 조직화된 접지 루프의 최종 저항은 궁극적으로 기본 값과 다릅니다.

설계된 표시기와 실제 표시기의 차이는 추가 전극을 설치하거나 막대의 길이를 늘려서 평준화됩니다. 그럼에도 불구하고 예비 계산은 다음을 허용하므로 중요합니다.

토목 공사에 대한 자재 구매에 대한 불필요한 비용을 거부하거나 적어도 줄입니다.
접지 시스템의 가장 적합한 구성을 선택하십시오.
올바른 행동 방침을 선택하십시오.

계산을 용이하게 하기 위해 다양한 소프트웨어가 있습니다. 그러나 그들의 작업을 이해하려면 계산의 원리와 특성에 대한 특정 지식이 필요합니다.

보호 구성 요소

보호 접지에는 접지에 설치되고 접지 버스에 전기적으로 연결된 전극이 포함됩니다.

시스템에는 다음 요소가 있습니다.

금속 막대. 하나 이상의 금속 막대가 확산 전류를 접지로 유도합니다. 일반적으로 긴 금속 조각(파이프, 앵글, 둥근 금속 제품)이 전극으로 사용됩니다. 어떤 경우에는 강판이 사용됩니다.
여러 접지 도체를 단일 시스템으로 결합하는 금속 도체. 일반적으로 모서리, 막대 또는 스트립 형태의 수평 도체가 이 용량에 사용됩니다. 땅에 묻힌 전극의 끝부분에 금속 본드를 용접합니다.
보호 장비와 연결된 버스와 접지에 위치한 접지 전극을 연결하는 도체.

마지막 두 요소는 동일합니다 - 접지 도체. 두 요소는 동일한 기능을 수행합니다. 차이점은 금속 본드가 접지에 있고 접지를 버스에 연결하는 도체가 표면에 있다는 사실에 있습니다. 이와 관련하여 도체는 부식 저항에 대해 불균등한 요구 사항이 적용됩니다.

계산 원리 및 규칙

토양은 접지 시스템의 구성 요소 중 하나입니다. 매개 변수는 중요하며 금속 부품의 길이와 동일한 방식으로 계산에 포함됩니다.

계산할 때 전기 설치 규칙에 지정된 공식이 사용됩니다. 시스템 설치 프로그램에서 수집한 변수 데이터와 상수 매개변수(표에서 사용 가능)가 사용됩니다. 상수 데이터에는 예를 들어 토양 저항이 포함됩니다.

적합한 회로의 결정

우선, 윤곽의 모양을 선택해야 합니다. 디자인은 일반적으로 특정 기하학적 도형이나 단순한 선의 형태로 만들어집니다. 특정 구성의 선택은 사이트의 크기와 모양에 따라 다릅니다.

선형 회로를 구현하는 가장 쉬운 방법은 전극을 설치하려면 직선 트렌치를 하나만 파야 하기 때문입니다. 그러나 라인에 설치된 전극은 차폐되어 전류가 퍼지는 상황을 악화시킵니다. 이와 관련하여 선형 접지를 계산할 때 보정 계수가 적용됩니다.

보호 접지를 만드는 가장 일반적인 방법은 회로의 삼각형 모양입니다. 전극은 기하학적 도형의 상단을 따라 설치됩니다. 금속 핀은 전류가 흐르는 것을 방해하지 않도록 충분히 떨어져 있어야 합니다. 개인 주택의 보호 시스템을 배치하려면 3개의 전극으로 충분하다고 간주됩니다. 효과적인 보호를 구성하려면 막대의 올바른 길이를 선택해야 합니다.

도체 매개변수 계산

금속 막대의 길이는 보호 시스템의 효과에 영향을 미치기 때문에 중요합니다. 금속 결합 요소의 길이도 중요합니다. 또한 재료 소비 및 접지 배치의 총 비용은 금속 부품의 길이에 따라 다릅니다.

수직 전극의 저항은 길이에 따라 결정됩니다. 또 다른 매개변수인 가로 치수는 보호 품질에 큰 영향을 미치지 않습니다. 그럼에도 불구하고 도체의 단면적은 내식성(전극의 수명은 5~10년) 면에서 중요하기 때문에 전기 설비 규칙에 의해 규제됩니다.

다른 조건에 따라 규칙이 있습니다. 회로에 포함된 금속 제품이 많을수록 회로의 안전성이 높아집니다. 접지 구성 작업은 매우 힘든 작업입니다. 접지 도체가 많을수록 토공 작업이 많을수록 막대가 길어질수록 더 깊게 두드릴 필요가 있습니다.

선택 항목: 전극 수 또는 길이 - 작업 주최자가 결정합니다. 그러나 이에 대한 특정 규칙이 있습니다.

막대는 계절적 동결 수평선 아래에 최소 50cm 이상 설치해야 합니다. 이렇게 하면 시스템 효율성에 영향을 미치는 계절적 요인이 제거됩니다.
수직으로 설치된 접지 스위치 사이의 거리. 거리는 윤곽 구성과 철근의 길이에 의해 결정됩니다. 정확한 거리를 선택하려면 적절한 참조 표를 사용해야 합니다.

절단 된 금속은 대형 망치를 사용하여 2.5-3 미터 땅에 박습니다.표시된 값에서 약 70cm의 트렌치 깊이를 빼야 한다는 점을 고려하더라도 이는 다소 시간이 많이 소요되는 작업입니다.

재료의 경제적인 소비

금속 단면은 가장 중요한 매개변수가 아니므로 단면적이 가장 작은 재료를 구입하는 것이 좋습니다. 그러나 최소 권장 값을 유지해야 합니다. 가장 경제적인(그러나 큰 망치질을 견딜 수 있는) 하드웨어 옵션:

직경이 32mm이고 벽 두께가 3mm인 파이프;
동일한 선반 모서리(측면 - 50 또는 60밀리미터, 두께 - 4 또는 5밀리미터);
둥근 강철 (직경 12 ~ 16mm).

금속 결합으로 4mm 두께의 강철 스트립이 가장 좋은 선택이 될 것입니다. 또는 6mm 강철 막대를 사용하면 됩니다.

메모! 수평 막대는 전극의 상단에 용접됩니다. 따라서 계산된 전극 사이의 거리에 18-23센티미터를 더 추가해야 합니다.

외부 접지 섹션은 4mm 스트립(너비 - 12mm)으로 만들 수 있습니다.

계산 공식

수직 전극의 저항을 계산하는 데 도움이 되는 보편적인 공식이 적합합니다.

계산을 수행 할 때 대략적인 값이 표시된 참조 표 없이는 할 수 없습니다. 이러한 매개변수는 토양의 구성, 평균 밀도, 수분 보유 능력 및 기후대에 의해 결정됩니다.

수평 도체의 저항을 고려하지 않고 필요한 수의 막대를 설정합니다.

수평형 접지전극의 저항지수를 기준으로 수직봉의 저항레벨을 결정한다.

얻은 결과를 바탕으로 필요한 양의 재료를 확보하고 접지 시스템을 만드는 작업을 시작할 계획입니다.

결론

건조하고 서리가 내린시기에 가장 높은 토양 저항이 관찰되기 때문에이 기간 동안 접지 시스템의 구성을 계획하는 것이 가장 좋습니다. 평균적으로 접지 공사는 1-3 작업 일이 소요됩니다.

트렌치를 흙으로 채우기 전에 접지 장치의 작동 가능성을 확인해야 합니다. 최적의 테스트 환경은 토양에 수분이 거의 없는 가능한 한 건조해야 합니다. 겨울에는 항상 눈이 내리지 않기 때문에 여름에 접지 시스템 구축을 시작하는 것이 가장 쉽습니다.

전기기기의 파손, 전원배선의 절연, 도체의 합선 등의 경우 안전을 확보하기 위해 접지가 필요합니다. 접지의 본질은 접지된 전기 설비와 접촉하는 지점의 전위를 최대 허용 값으로 줄이는 것입니다.

잠재적 감소는 두 가지 방법으로 수행됩니다.

영점 조정 - 변전소로가는 중성 도체와 장치 케이스 연결.
접지 - 건물 외부의 접지에 위치한 접지 루프에 하우징을 연결합니다.

첫 번째 옵션은 더 쉽지만 중성 도체가 손상된 경우 기능을 수행하지 않으므로 위험합니다. 따라서 접지 루프의 존재는 안전을 보장하기 위한 전제 조건입니다.

접지 계산에는 기술 표준에 지정된 것보다 크지 않아야 하는 접지 장치의 저항을 결정하는 작업이 포함됩니다.

접지 루프

접지 루프의 설계, 사용되는 재료 유형은 문서에 포함된 조건(예: 전기 설비 규칙인 PUE)에 의해 제한됩니다.

예외 없이 모든 전기 설비는 변전소와 기업 또는 가정에서 모두 접지되어야 합니다.

가장 일반적인 접지 루프 설계는 하나 이상의 금속 핀(접지 전극)이 접지에 묻혀 있고 용접 조인트로 상호 연결되어 있습니다. 금속 도체를 사용하여 접지 루프는 접지된 장치에 연결됩니다.

도색되지 않은 강철 또는 구리 도금된 강철 재료는 접지 도체로 사용되며 그 치수는 아래에 주어진 것보다 작아서는 안 됩니다.

압연 원형 - 직경 12mm 이상;
모서리 - 최소 50x50x4mm;
파이프 - 직경 25mm 이상, 벽 두께 4mm 이상.

접지 전극의 전도도가 높을수록 접지 작업이 더 효율적이므로 가장 바람직한 옵션은 구리 전극을 사용하는 것이지만 실제로는 높은 구리 비용으로 인해 발생하지 않습니다.

코팅되지 않은 강철은 특히 습한 토양과 공기의 경계에서 부식성이 높으므로 금속 벽의 최소 두께(4mm)가 결정됩니다.

아연 도금 금속은 부식에 잘 저항하지만 전류가 흐르는 경우에는 그렇지 않습니다. 가장 작은 전류라도 전기화학 공정을 일으키고 그 결과 아연의 얇은 층이 최소한의 시간 동안 지속됩니다.

최신 접지 시스템은 구리 도금 강철을 기반으로 만들어집니다. 제조용 구리의 양이 적기 때문에 완제품의 비용이 강철보다 훨씬 높지 않고 수명이 몇 배나 증가합니다.

접지 루프의 가장 일반적인 설계는 삼각형 또는 인라인 전극 배치입니다. 인접 전극 사이의 거리는 1.2~2m, 부설 깊이는 2~3m로 하며, 부설 깊이(전극의 길이)는 토양의 특성에 크게 좌우됩니다. 전기 저항이 높을수록 전극이 더 깊게 놓여야 합니다. 어쨌든, 이 깊이는 토양의 동결 깊이를 초과해야 합니다. 왜냐하면 동결된 토양은 높은 저항 저항을 갖기 때문입니다. 습도가 낮은 토지에도 동일하게 적용됩니다.

변전소나 대형 장비가 있는 플랜트와 같이 고전류가 흐를 가능성이 있는 곳에서는 접지 루프의 설계 및 계산을 선택하는 접근 방식이 안전을 위해 매우 중요합니다.

접지 저항 계수

보호 접지 장치의 계산은 추가 계산에 사용되는 주요 조건을 구별할 수 있는 많은 조건에 따라 다릅니다.

접지 저항;
전극 재료;
전극을 놓는 깊이;
서로에 대한 접지 전극의 위치;
날씨.

접지 저항

몇 가지 예외를 제외하고 토양 자체는 전기 전도성이 낮습니다. 이 특성은 염분이 용해된 물이 좋은 전도체이기 때문에 수분 함량에 따라 다릅니다. 따라서 토양의 전기적 특성은 포함된 수분의 양, 염분 조성 및 수분을 유지하는 토양의 특성에 따라 달라집니다.

일반적인 토양 유형 및 특성

토양 유형	비저항 ρ, 옴 m
바위	4000
옥토	100
체르노젬	30
모래	500
사양토	300
석회암	2000
가든 랜드	50
점토	70

이 표는 저항률이 몇 배나 다를 수 있음을 보여줍니다. 실제 조건에서 상황은 다른 깊이에서 토양 유형이 다를 수 있고 층 사이에 명확하게 정의된 경계가 없을 수 있다는 사실로 인해 복잡합니다.

전극 재료

이 계산 부분은 접지 제조에 몇 가지 유형의 재료만 사용되기 때문에 가장 간단합니다.

강철;
구리;
구리 도금 강철;
아연 도금 강판.

순수한 구리는 높은 비용 때문에 사용되지 않으며 가장 일반적으로 사용되는 재료는 순수 및 아연 도금 강판입니다. 최근에는 구리 층으로 코팅된 강철을 사용하는 접지 시스템이 점점 보편화되고 있습니다. 이러한 전극은 구리 층이 부식에 잘 견디기 때문에 가장 낮은 저항을 가지며 시간이 지남에 따라 안정성이 좋습니다.

코팅되지 않은 강철은 부식(녹)층이 전극-접지 계면에서 접촉 저항을 증가시키기 때문에 최악의 특성을 갖습니다.

북마크 깊이

전극과 흙 사이의 접촉 경계의 선형 범위와 전류 흐름 회로에 참여하는 흙층의 크기는 전극을 놓는 깊이에 따라 달라집니다. 이 레이어가 클수록 저항 값이 낮아집니다.

메모에.또한 전극을 설치할 때 전극이 깊을수록 대수층에 더 가깝다는 점을 염두에 두어야 합니다.

전극의 위치

이 특성은 가장 명확하지 않고 이해하기 어렵습니다. 각 접지 전극은 인접 전극에 어느 정도 영향을 미치며, 접지 전극이 가까울수록 효과가 떨어집니다. 효과의 정확한 정당화는 매우 복잡하며 계산 및 구성에서 고려해야합니다.

전극 수에 따른 효율성의 의존성을 설명하는 것이 더 쉽습니다. 여기에서 병렬로 연결된 저항으로 유추를 그릴 수 있습니다. 그것들이 많을수록 전체 저항은 작아집니다.

날씨

접지 장치는 높은 토양 수분에서 최상의 매개변수를 갖습니다. 건조하고 서리가 내린 날씨에는 토양 저항이 급격히 증가하고 특정 조건(완전 건조 또는 동결)에 도달하면 최대 값을 취합니다.

메모!기상 조건의 영향을 최소화하기 위해 전극을 놓는 깊이는 겨울에 최대 동결 깊이 이하이거나 건조를 방지하기 위해 대수층에 도달해야 합니다.

중요한!다른 모든 경우에 접지 저항이 감소하기 때문에 최악의 조건에 대해 다음 계산을 수행해야 합니다.

계산 방법

주요 계산 매개 변수는 공급 전압의 크기, 전기 설비 유형 및 사용 조건에 따라 규정 문서에 의해 규제되는 접지 저항의 필수 값입니다.

전극의 수와 길이를 제공하는 엄격한 보호 접지 계산은 존재하지 않으므로 일부 근사치 및 허용 오차를 기반으로 합니다.

우선 토양 유형을 고려하고 접지 전극의 대략적인 길이, 재료 및 양이 결정됩니다. 다음으로 계산이 수행되며 그 순서는 다음과 같습니다.

하나의 전극에 대한 전류 퍼짐 저항이 결정됩니다.
수직 접지 도체의 수는 상대 위치를 고려하여 계산됩니다.

단일 접지

전류 확산 저항은 다음 공식에 따라 계산됩니다.

이 표현에서:

ρ는 특정 등가 토양 저항입니다.

l은 전극의 길이입니다.

d는 직경입니다.

t는 지표면에서 전극 중심까지의 거리입니다.

파이프 또는 압연 제품 대신 모서리를 사용할 때 다음을 허용합니다.

d = b 0.95, 여기서 b는 모서리 선반의 너비입니다.

다층 토양의 등가 저항:

ρ1 및 ρ2는 토양층의 비저항입니다.
H는 상층의 두께입니다.
Ψ는 계절적 요인입니다.

계절 계수는 기후대에 따라 다릅니다. 또한 사용하는 전극의 수에 따라 수정됩니다. 계절 요인의 지표 값은 1.0에서 1.5 사이입니다.

전극 수

필요한 전극 수는 다음 식에서 결정됩니다.

n \u003d Rz / (KR), 여기서:

Rz - 접지 장치의 허용 가능한 최대 저항;
K는 활용 계수입니다.

사용 계수는 선택 가능합니다. 선택한 접지 전극 수, 접지 전극 사이의 상대 위치 및 거리에 따라.

전극의 행 배열

	수량 전극	계수
1	4 6 10	0,66-0,72 0,58-0,65 0,52-0,58
2	4 6 10	0,76-0,8 0,71-0,75 0,66-0,71
3	4 6 10	0,84-0,86 0,78-0,82 0,74-0,78

윤곽 배치전극

전극 사이의 거리 대 길이의 비율	수량 전극	계수
1	4 6 10	0,84-0,87 0,76-0,80 0,67-0,72
2	4 6 10	0,90-0,92 0,85-0,88 0,79-0,83
3	4 6 10	0,93-0,95 0,90-0,92 0,85-0,88

접지 루프 계산이 항상 필요한 값을 제공하는 것은 아니므로 접지 전극의 수와 기하학적 치수를 변경하여 여러 번 수행해야 할 수도 있습니다.

지상 측정

접지 저항을 측정하기 위해 특수 측정기가 사용됩니다. 적절한 권한이 있는 조직은 접지를 측정할 권리가 있습니다. 일반적으로 이들은 에너지 조직 및 실험실입니다. 측정된 매개변수는 측정 프로토콜에 입력되고 기업(작업장, 변전소)에 저장됩니다.

접지 저항 계산은 많은 조건을 고려해야 하는 복잡한 작업이므로 이 분야를 전문으로 하는 조직의 도움을 받는 것이 더 합리적입니다. 문제를 해결하기 위해 온라인 계산기에서 계산할 수 있습니다. 그 예는 공개 도메인의 인터넷에서 찾을 수 있습니다. 계산기 프로그램 자체가 계산에서 고려해야 할 데이터를 알려줍니다.

동영상

대부분의 경우 접지 도체는 PTE 및 PUE에 따른 기계적 강도 및 내식성 조건에 따라 허용되기 때문에 접지 장치의 계산은 주로 접지 도체 자체의 계산으로 축소됩니다. 유일한 예외는 외부 접지 장치를 사용한 설치입니다. 이 경우 연결선과 접지전극의 직렬연결저항은 그 총저항이 허용치를 넘지 않도록 계산한다.

우리나라의 극지방 및 북동부 지역에 대한 접지 장치 계산 문제가 강조되어야합니다. 그들은 영구 동토층 토양이 특징이며, 표면층의 비저항은 소련 중앙 지대의 정상 조건보다 1-2 배 더 높습니다.

소련의 다른 지역에서 접지 도체의 저항 계산은 다음 순서로 수행됩니다.

1. PUE에 따라 요구되는 접지 장치 r zm의 허용 저항이 설정됩니다. 접지 장치가 여러 전기 설비에 공통적인 경우 접지 장치의 계산된 저항은 필요한 저항 중 가장 작습니다.

2. 인공 접지극의 요구 저항은 병렬로 연결된 자연 접지극의 사용을 고려하여 다음 식에서 결정됩니다.

(8-14)

여기서 r zm은 1항에 따른 접지 장치의 허용 저항이고 R은 인공 접지 전극의 저항입니다. 자연 접지 전극의 e-저항. 계산된 토양 저항은 여름에 토양의 건조와 겨울에 동결을 고려한 곱셈 요소를 고려하여 결정됩니다.

토양에 대한 정확한 데이터가 없으면 표를 사용할 수 있습니다. 8-1은 예비 계산에 권장되는 토양 저항에 대한 평균 데이터를 보여줍니다.

표 8-1

예비 계산에 권장되는 토양 및 물의 평균 저항

메모. 특정 토양 저항은 토양 중량의 10-20%의 수분 함량에서 결정됩니다.

보다 안정적인 결과를 얻기 위한 저항률 측정은 소련 중부 지역의 따뜻한 계절(5월~10월)에 수행됩니다. 토양 저항의 측정 값에는 토양의 상태와 강수량에 따라 토양의 건조 및 동결로 인한 변화, 즉 P calc \u003d P k를 고려하여 보정 계수 k가 도입됩니다.

4. 하나의 수직 전극 R v.o.의 퍼짐 저항을 결정합니다. 테이블 공식. 8-3. 이 공식은 둥근 강철 또는 파이프로 만든 막대 전극에 대해 제공됩니다.

앵글 강철로 만든 수직 전극을 사용할 때 다음 식으로 계산되는 파이프 직경 대신 앵글의 등가 직경을 공식에 대입합니다.

(8-15)

여기서 b는 모서리의 측면 너비입니다.

5. 수직 접지 도체의 대략적인 수는 이전에 승인된 활용 계수로 결정됩니다.

(8-16)

어디 R v.o. 는 4절에 정의된 하나의 수직 전극의 확산 저항입니다. R 및 - 인공 접지 전극의 필요한 저항; K 및 in, zm - 수직 접지 전극의 사용 계수.

표 8-2

다른 기후대에 대한 곱셈 계수 k의 값

수직 접지 도체의 사용 계수는 표에 나와 있습니다. 8-4 행과 테이블에 정렬할 때. 윤곽을 따라 배치할 때 8-5

6. 수평 전극 Rg의 퍼짐 저항은 표의 공식에 따라 결정됩니다. 8-3. 이전에 허용된 수직 전극 수에 대한 수평 전극 사용 계수는 표에서 가져옵니다. 8-6은 수직 전극을 일렬로 배열하고 표에 따라 배열합니다. 윤곽을 따라 수직 전극의 배열과 함께 8-7.

7. 수직 전극의 요구 저항은 식에서 수평 연결 전극의 전도도를 고려하여 지정됩니다.

(8-17)

여기서 R g - 단락 6에 정의된 수평 전극의 퍼짐에 대한 저항; R 및 - 인공 접지 전극의 필요한 저항.

표 8-3

다양한 접지 전극의 전류 확산에 대한 저항을 결정하는 공식

표 8-4

수평 통신 전극의 영향을 고려하지 않고 연속으로 배치된 수직 접지 도체, K 및 in, gm의 활용 계수

표 8-5

수평 결합 전극의 영향을 고려하지 않고 윤곽을 따라 배치된 수직 접지 도체, K 및 in, zm의 활용 계수

표 8-6

수직 전극 행에서 수평 연결 전극의 사용 계수 K 및, g, zm

표 8-7

수직 전극 회로에서 수직 연결 전극의 이용 계수 K 및, g, gm

8. 수직 전극의 수는 표에 따라 활용 계수를 고려하여 지정됩니다. 8-4 및 8-5:

수직 전극의 수는 최종적으로 배치 조건에서 가져옵니다.

9. 높은 지락 전류가 있는 1000V 이상의 설치의 경우 연결 도체의 열 저항은 공식 (8-11)에 따라 확인됩니다.

실시예 1. 다음 데이터를 사용하여 110/10kV 변전소의 루프 접지 전극 시스템을 계산해야 합니다. 110kV 측에서 지락 중 접지를 통한 최대 전류는 3.2kA이고, 10에서 지락 중 접지를 통한 최대 전류 kV측은 42A입니다. 변전소 건설 현장의 토양 - 양토; 기후대 2; 또한 접지 저항이 1.2 Ohm인 지지대인 케이블 시스템이 접지로 사용됩니다.

솔루션 1. 110kV 측의 경우 0.5 Ohm의 접지 저항이 필요합니다.10kV 측의 경우 공식 (8-12)에 따라 다음을 얻습니다.

여기서 접지 장치 U calc의 정격 전압은 125V로 가정합니다. 접지 장치는 전압이 최대 1000V인 변전소 설치에도 사용되기 때문입니다.

따라서 저항 rzm = 0.5 Ohm이 계산된 것으로 간주됩니다.

2. 인공 접지 전극의 저항은 케이블 지지 시스템의 사용을 고려하여 계산됩니다.

테이블 8-1은 1000옴입니다..8m

추정된 비저항: 수평 전극의 경우 R 계산 g = 4.5x100 = 450 Ohm m; 수직 전극의 경우 calc.v = 1.8x100 = 180 Ohm m.

4. 하나의 수직 전극의 퍼짐 저항이 결정됩니다 - 표의 공식에 따라 지면 아래에 0.7m 잠겼을 때 모서리 번호 50 2.5m입니다. 8-3:

여기서 d= d y, ed= 0.95; b = 0.95x0.95 = 0.0475m; t \u003d 0.7 + 2.5 / 2 \u003d 1.95m;

5. 수직 접지 도체의 대략적인 수는 이전에 허용된 활용 계수 K 및 in, gm = 0.6으로 결정됩니다.

6. 모서리의 상단에 용접된 수평 전극(40x4 mm 2 스트립)의 퍼짐 저항이 결정됩니다. 표에 따라 약 100의 모서리 수와 비율 a / l \u003d 2를 갖는 회로 K 및 g, gm에서 연결 스트립의 사용 계수. 8-7은 0.24와 같습니다. 표의 공식에 따라 윤곽(l = 500m)의 둘레를 따라 스트립이 퍼지는 것에 대한 저항. 8-3은 다음과 같습니다.

7. 수직 전극의 미세 저항

8. 지정된 수직 전극 수는 표에서 가져온 활용 계수 K 및 g, zm = 0.52로 결정됩니다. 8-5, n = 100 및 a/l = 2:

116개의 코너가 마침내 승인되었습니다.

윤곽 외에도 장비에서 0.8-1m 떨어진 지역에 세로 스트립 그리드가 배치되고 6m마다 가로 연결됩니다. 설명되지 않은 이러한 수평 전극은 총 접지 저항을 줄이고 전도도는 안전 여유로 이동합니다.

9. 스트립 40 × 4 mm 2 의 열적 안정성을 확인합니다.

단락 시 열 안정성 조건에서 스트립의 최소 섹션. 감소 된 전류 흐름 시간 단락으로 공식 (8-11)의 접지에. tp \u003d 1.1은 다음과 같습니다.

따라서 스트립 40 × 4 mm 2 는 열안정성 조건을 만족합니다.

실시예 2. 다음 데이터를 사용하여 400kVA 전력의 6/0.4kV 변압기 2개가 있는 변전소의 접지를 계산해야 합니다. 건설 현장의 토양 - 점토; 기후대 3; 또한 9옴의 확산 저항을 가진 수도관이 접지로 사용됩니다.

해결책. 변전소가 인접한 건물 외부에 접지 전극 시스템을 구축할 계획이며 세로 전극을 한 줄로 20m 길이로 배열한다. 재료 - 직경 20mm의 원형 강철, 침지 방법 - 나사 조임; 0.7m 깊이로 잠긴 수직 막대의 상단을 동일한 강철로 만든 수평 전극에 용접합니다.

1. 6kV 측에는 식 (8-12)로 정의된 접지 저항이 필요합니다.

여기서 접지 장치는 6kV 및 0.4kV 측면에 공통이므로 접지 장치의 정격 전압은 125V로 가정합니다.

PUE에 따르면 접지 저항은 4옴을 초과해서는 안 됩니다. 따라서 계산된 접지 저항은 rgm = 4 Ohm입니다.

2. 인공 접지극의 저항은 수도관을 접지의 평행 분기로 사용하는 것을 고려하여 계산됩니다.

3. 접지공사(점토) 현장에서의 계산에 권장되는 접지저항은 표에 따른다. 8-1은 70옴*m입니다. 표에 따라 세 번째 기후대에 대한 계수 k 증가. 8-2는 0.7m의 부설 깊이가 있는 수평 전극의 경우 2.2이고 상단의 부설 깊이가 0.5-0.8m인 2-3m 길이의 수직 전극의 경우 1.5입니다.

예상되는 특정 토양 저항:

수평 전극의 경우 P calc.g = 2.2 × 70 = 154 Ohm * m;

수직 전극의 경우 P calc.v = 1.5x70 = 105 Ohm * m.

4. 지름 20mm, 길이 2m인 막대 1개의 퍼짐 저항은 표의 공식에 따라 지표면 아래에서 0.7m 잠겼을 때 결정됩니다. 8-3:

5. 수직 접지 도체의 대략적인 수는 이전에 승인된 활용 계수 K 및으로 결정됩니다. zm = 0.9

6. 수직 막대의 상단에 용접 된 직경 20mm의 둥근 강철로 만든 수평 전극의 퍼짐 저항이 결정됩니다.

표에 따라 막대의 길이에 대한 막대 사이의 거리 비율 a/l = 20/5x2 = 2인 막대 행의 수평 전극 사용 계수가 약 6개입니다. 8-6은 0.85와 같습니다.

수평 전극의 퍼짐 저항은 표의 공식에 의해 결정됩니다. 8-3 및 8-8:

표 8-8

소련의 중간 스트립에 대해 측정된 토양 저항(또는 접지 저항)과 관련된 저항 증가 계수

참고: 1) 측정값 Р(Rх)가 대략 최소값에 해당하는 경우 1에 적용됩니다(토양이 젖음 - 측정 시간에 많은 양의 강수량이 선행됨).

2) 측정값 P(Rx)가 평균값(중간 습도의 토양 - 측정 시간에 소량의 강수량이 선행됨)과 대략적으로 일치하는 경우 k2가 적용됩니다.

3) k3는 측정된 값 Р(Rх)가 대략 가장 높은 값에 해당하는 경우 적용됩니다(건조한 토양 - 측정 시간보다 적은 양의 강수량이 선행됨).

7. 수직 전극의 퍼짐 저항 개선

8. 지정된 수직 전극 수는 활용 계수 K 및에서 결정됩니다. g. zm = 0.83, 표에서 가져옴. 8-4 at n = 5 and a/l= 20/2x4 = 2.5 (n = 6이 아닌 5는 수평전극의 전도도를 고려할 때 수직전극의 수를 줄이는 조건에서 취한 것임)

퍼짐 저항이 계산된 것보다 약간 작은 동안 4개의 수직 막대가 최종적으로 허용됩니다.

산업용 전원 공급 장치 핸드북에서 발췌

A. A. Fedorov 및 G. V. Serbinovsky의 일반 편집 하에

전기가 공급되는 모든 물체 주위에 생성된 보호 회로는 특별히 설치된 전극을 통해 고전압이 접지로 흐르도록 합니다. 이러한 설계는 전력 서지로 인한 단락 및 소손으로부터 값비싼 장비를 보호합니다. 구조의 설치는 도체의 전기 전도도 수준 계산 결과에 따라 수행해야합니다.

계산 목적

주거 또는 기타 시설에 설치하기 전에 표준 크기가 필요합니다. 이 디자인은 다음으로 구성됩니다.

지면에 수직으로 설치된 요소;
지휘자;
수평면에서 윤곽을 연결하는 스트립.

전극을 파고 수평 접지 전극을 사용하여 서로 연결합니다. 그런 다음 생성 된 보호 시스템이 전기 패널에 연결됩니다.

이러한 인공 구조는 전압 표시기가 다른 전원 네트워크에 사용됩니다.

380V에서 가변;
440V에서 일정;

위험한 생산 시설에서

보호 시스템은 장비의 다른 위치에 설치됩니다. 설치 위치에 따라 원격 또는 윤곽이 있습니다. 개방형 구조에서 요소는 접지 요소에 직접 연결됩니다. 윤곽 장치에서 배치는 외부 둘레를 따라 또는 장치 내부에 있습니다. 각 유형의 보호 설비에 대해 수직 접지 도체의 저항 값, 필요한 막대 수 및 연결 스트립의 길이를 설정하기 위해 계산을 수행해야 합니다.

특수 장치 외에도 자연 시스템을 사용할 수 있습니다.

금속 파이프의 통신;
금속 구조물;
변전소;
지원;
금속 케이블 외피;
포장.

전도도 계산은 인공 구조물에 대해 수행됩니다. 발전소 사용 장소에 배치하면 접지로 전류를 제거하여 전력 서지로 인한 대규모 방전으로부터 사람과 장비를 보호합니다. 전기 전도도가 낮을수록 보호 구조를 통해 나가는 전류 수준이 낮아집니다.

접지 루프의 단계별 계산

요소 수, 서로의 거리, 토양의 현재 전도도 및 수직 접지 전극의 파고 깊이를 고려하여 계산을 수행해야 합니다. 이 매개변수를 사용하면 보호 접지를 정확하게 계산할 수 있습니다.

먼저 테이블에서 토양 유형을 결정해야합니다. 그런 다음 건설에 적합한 재료를 선택하십시오. 그런 다음 모든 요소의 수와 전기 전도 능력을 결정하는 특수 공식을 사용하여 계산이 수행됩니다.

얻은 결과에 따라 전체 시스템의 설치가 수행 된 후 전류 전도도에 대한 제어 측정이 수행됩니다.

초기 데이터

힘 값을 계산할 때 숫자, 연결 스트립의 길이 및 굴착이 수행되는 거리의 비율을 작성해야합니다.

또한 수분 함량 수준에 따라 결정되는 토양의 비저항을 고려해야합니다. 안정적인 값을 얻으려면 전극을 토양에 최소 0.7m 깊이까지 묻어야 합니다. 또한 GOST에서 설정한 보호 장치 자체의 크기에서 벗어나지 않는 것이 중요합니다 계산을 수행할 때 사용된 재료 및 특정 유형의 전기 전도도에 대해 이미 사용 가능한 지표가 있는 기성품 테이블을 사용해야 토양.

다양한 토양의 전기 전도도 지표 표

수직 전극이 땅에 묻히는 데 필요한 깊이는 다음 공식으로 계산됩니다.

보호 구조를 설치할 때 금속 막대가 지구의 상층에 완전히 포함되고 일부는 하층에 포함되어 있는지 확인해야 합니다. 계산하는 동안 다음 표에 나와 있는 특정 기후대의 다양한 계절에 토양의 전기 전도도 수준에 대한 평균 계수를 사용해야 합니다.

다른 기후대에서 토양 저항

조립된 구조의 수직 요소 수를 정확하게 결정하려면 연결하는 좁은 스트립의 표시기를 고려하지 않고 다음 공식을 사용해야 합니다.

그것에서 Rн은 특정 유형의 토양에 퍼지는 전류의 강도를 나타내며 저항 계수는 표에서 가져옵니다.

재료의 물리적 매개변수를 계산하려면 사용된 시스템 요소의 치수를 고려해야 합니다.

스트립 12x4 - 48 mm2용;
모서리에서 4x4 mm;
강철 원의 경우 - 10 mm2;
벽 두께가 3.5mm인 파이프용.

접지 계산 예

다음 공식에 따라 각 전극에 대해 토양의 특성을 고려하여 사용된 도체의 전도도를 별도로 계산해야 합니다.

여기서:

Ψ는 참고 문헌에서 가져온 기후 계수입니다.
ρ1, ρ2 - 지구의 상부 및 하부 층의 전도도 값;
H는 토양의 최상층의 두께입니다.
t는 트렌치의 수직 요소 깊이입니다.

이러한 구조물의 막대는 현행 규정에 따라 최소 0.7미터 높이에 매설됩니다.

계산이 끝나면 무엇을해야합니까?

사용된 공식을 사용하여 계산을 수행한 후 인공 접지 장치의 정확한 저항을 얻을 수 있습니다. 매립된 통신, 흠집, 케이블 또는 이미 설치된 금속 구조물의 정확한 치수를 얻을 수 없기 때문에 자연 시스템에서 이러한 지표를 측정하는 것이 종종 불가능합니다.

계산이 완료되면 윤곽에 대한 정확한 수의 막대와 스트립을 얻을 수 있으므로 사용된 장비와 전체 개체에 대한 안정적인 보호 시스템을 만드는 데 도움이 됩니다. 계산은 또한 막대를 연결하는 스트립의 정확한 길이를 설정하는 데 도움이 됩니다. 모든 계산의 주요 결과는 생성 된 회로에 사용 된 도체의 특성에 대한 최종 값을 얻는 것이며, 이는 통과하는 전류의 강도를 결정합니다. 이것은 가장 중요한 PES 표준으로, 다른 전압 표시기가 있는 네트워크에 대해 특정 값을 갖습니다.

규정에 따른 접지 저항의 허용 값

특정 전압 값을 가진 전기 네트워크에 대한 전류 확산 저항이 설정된 GOST 표준을 초과해서는 안 되는 균일한 규범 값이 있습니다. 전압이 220V인 네트워크에서는 8옴을 초과해서는 안 됩니다. 380V의 전압에서 그 값은 4ohm을 초과해서는 안됩니다.

전체 회로의 표시기를 계산하려면 다음 공식을 사용할 수 있습니다. R \u003d R0 / ηv * N:

R0는 하나의 전극에 대한 컨덕턴스 수준입니다.
R - 전체 시스템에 대한 전류 통과에 대한 방해 수준 표시;
ηv - 보호 장치의 사용 계수;
N은 전체 회로의 전극 수입니다.

윤곽 장치에 필요한 재료

금속 재료로 회로를 조립할 수 있습니다.

모서리,
특정 치수의 줄무늬.

독립적인 측정 연구소의 전문가가 확인해야 합니다. 건물 보강은 건물의 내력 구조에 있는 경우 자연 윤곽으로 사용할 수 있습니다. PES에는 보호 시스템을 만들 때 자연스러운 윤곽으로 사용할 수 있는 특별한 구조 목록이 포함되어 있습니다.

전체 구조의 동작을 확인하기 위해서는 수직접지도체의 총값과 저항과 특수장치로 전체 시스템을 확인하는 것이 필요하다. 이 작업은 전기 연구소의 독립적인 전문가에게 맡겨야 합니다. 구조물이 전체 대상을 안정적으로 보호하려면 정기적으로 측정을 수행하여 설정된 표준에 대한 값을 확인해야 합니다.

)에 기반한 단일 깊은 접지 전극의 경우 모듈식 접지직경 14.2mm의 금속 막대로 만들어진 기존의 수직 접지 전극의 계산으로 이루어집니다.

단일 수직 접지 전극의 접지 저항을 계산하는 공식:

어디:
ρ - 토양 저항(옴*m)
L - 접지 전극 길이(m)
d - 접지 전극 직경(m)
T - 접지 전극 침투 (접지 표면에서 접지 전극 중앙까지의 거리)(중)
π - 수학 상수 Pi(3.141592)
ln - 자연 로그

ZANDZ 전해 접지의 경우 접지 저항 계산 공식은 다음과 같은 형식으로 단순화됩니다.

- ZZ-100-102 세트용

연결 접지 도체의 기여는 여기에서 고려되지 않습니다.

접지 전극 사이의 거리

접지 전극의 다중 전극 구성에서 또 다른 요인이 최종 접지 저항, 즉 접지 전극 사이의 거리에 영향을 미치기 시작합니다. 접지 계산 공식에서 이 계수는 "활용 계수" 값으로 설명됩니다.

모듈식 및 전해 접지의 경우 접지 전극 사이의 특정 거리에 따라 이 계수를 무시할 수 있습니다(즉, 값이 1임).

전극 침지 깊이 이상 - 모듈러용
7미터 이상 - 전해용

접지 전극에 전극 연결

접지 전극을 서로 연결하고 물체에 연결하기 위해 구리 막대 또는 강철 스트립이 접지 도체로 사용됩니다.

도체 단면적은 구리의 경우 50mm², 강철의 경우 150mm²인 경우가 많습니다. 5*30mm의 기존 강대를 사용하는 것이 일반적입니다.

피뢰침이없는 개인 주택의 경우 단면적이 16-25 mm² 인 구리선으로 충분합니다.

접지 도체 설치에 대한 자세한 내용은 별도의 "접지 설치" 페이지에서 확인할 수 있습니다.

물체에 낙뢰 확률을 계산하는 서비스

접지 장치 외에 외부 낙뢰 보호 시스템을 설치해야 하는 경우 고유한 보호 피뢰침을 사용할 수 있습니다. 이 서비스는 ZANDZ 팀과 G.M. Krzhizhanovsky의 이름을 딴 Energy Institute(JSC ENIN)에 의해 개발되었습니다.

이 도구를 사용하면 낙뢰 보호 시스템의 신뢰성을 확인할 수 있을 뿐만 아니라 다음을 제공하여 가장 합리적이고 정확한 낙뢰 보호 설계를 수행할 수 있습니다.

건설 및 설치 작업 비용 절감, 불필요한 재고 감소 및 설치 비용이 낮고 설치 비용이 저렴한 피뢰침 사용;
시스템에 더 적은 낙뢰가 발생하여 2차 부정적인 결과를 줄입니다. 이는 많은 전자 장치가 있는 현장에서 특히 중요합니다(피뢰침 높이가 감소함에 따라 낙뢰 횟수가 감소함).

시스템의 대상으로 번개가 돌진할 확률(보호 시스템의 신뢰성은 1에서 확률 값을 뺀 값으로 정의됨)
연간 시스템에 번개가 치는 횟수;
연간 번개 돌파 횟수, 보호 우회.

이러한 정보가 있으면 설계자는 고객 및 규정 문서의 요구 사항을 획득한 신뢰성과 비교하고 낙뢰 보호 설계를 변경하기 위한 조치를 취할 수 있습니다.

계산을 시작하려면 .

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