การคำนวณอุปกรณ์กราวด์ของโปรแกรมกราวด์ลูป การคำนวณอุปกรณ์กราวด์

ระบบสายดินช่วยรับรองความปลอดภัยของผู้อยู่อาศัยและการทำงานของเครื่องใช้ไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง การต่อสายดินช่วยป้องกันไฟฟ้าช็อตในกรณีที่ไฟฟ้ารั่วไปยังชิ้นส่วนโลหะที่ไม่มีกระแสไฟฟ้าซึ่งเกิดขึ้นเมื่อฉนวนได้รับความเสียหาย การสร้างระบบรักษาความปลอดภัยเป็นเหตุการณ์ที่รับผิดชอบ ดังนั้นก่อนที่จะดำเนินการจึงจำเป็นต้องคำนวณการต่อสายดิน

พื้นดินธรรมชาติ

ในช่วงเวลาที่รายการเครื่องใช้ในครัวเรือนในบ้านมีทีวี ตู้เย็น และเครื่องซักผ้าเพียงเครื่องเดียว อุปกรณ์ต่อสายดินก็ไม่ค่อยได้ใช้ การป้องกันการรั่วไหลในปัจจุบันถูกกำหนดให้กับตัวนำต่อสายดินตามธรรมชาติ เช่น:

ท่อโลหะไม่มีฉนวน
บ่อบาดาล;
องค์ประกอบของรั้วโลหะโคมไฟถนน
การถักเปียของเครือข่ายเคเบิล
องค์ประกอบเหล็กของฐานรากเสา

ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการลงกราวด์ตามธรรมชาติคือหลักน้ำเหล็ก เนื่องจากท่อส่งน้ำมีความยาวมาก จึงช่วยลดความต้านทานกระแสไฟฟฉากระจาย ประสิทธิภาพของท่อประปายังเกิดขึ้นได้เนื่องจากการวางท่อต่ำกว่าระดับการแช่แข็งตามฤดูกาล ความร้อนและความเย็นไม่ส่งผลต่อคุณภาพการป้องกัน

ส่วนประกอบโลหะของผลิตภัณฑ์คอนกรีตใต้ดินเหมาะสำหรับระบบสายดินหากเป็นไปตามข้อกำหนดต่อไปนี้:

มีการสัมผัสกับดินเหนียวดินร่วนปนทรายหรือฐานทรายเปียกเพียงพอ (ตามกฎของกฎการติดตั้งไฟฟ้า)
ในระหว่างการก่อสร้างฐานรากจะมีการเสริมกำลังสองส่วนขึ้นไป
องค์ประกอบโลหะมีข้อต่อแบบเชื่อม
ความต้านทานการเสริมแรงเป็นไปตามข้อกำหนดของ PUE
มีการเชื่อมต่อไฟฟ้ากับกราวด์บัส

บันทึก! จากรายการทั้งหมดของพื้นดินตามธรรมชาติข้างต้น คำนวณเฉพาะโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กใต้ดินเท่านั้น

ประสิทธิภาพการทำงานของการต่อลงดินตามธรรมชาตินั้นกำหนดขึ้นบนพื้นฐานของการวัดที่ดำเนินการโดยผู้มีอำนาจ (ตัวแทนของหน่วยงานกำกับดูแลพลังงาน) ผู้เชี่ยวชาญจะให้คำแนะนำเกี่ยวกับความจำเป็นในการติดตั้งวงจรเพิ่มเติมสำหรับกราวด์กราวด์ตามธรรมชาติตามการวัด หากการป้องกันตามธรรมชาติเป็นไปตามข้อกำหนดของข้อบังคับ กฎการติดตั้งไฟฟ้าจะระบุถึงความไม่เหมาะสมของการต่อสายดินเพิ่มเติม

การคำนวณสำหรับอุปกรณ์กราวด์เทียม

แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะคำนวณการต่อลงดินอย่างแม่นยำ แม้แต่นักออกแบบมืออาชีพก็ใช้อิเล็กโทรดและระยะห่างระหว่างกันโดยประมาณ

สาเหตุของความซับซ้อนของการคำนวณคือปัจจัยภายนอกจำนวนมาก ซึ่งแต่ละปัจจัยมีผลกระทบอย่างมากต่อระบบ ตัวอย่างเช่น เป็นไปไม่ได้ที่จะทำนายระดับความชื้นที่แน่นอน ความหนาแน่นที่แท้จริงของดิน ความต้านทานไฟฟ้า และอื่นๆ นั้นไม่เป็นที่รู้จักเสมอไป เนื่องจากความแน่นอนของข้อมูลที่ป้อนเข้าไม่ครบถ้วน ความต้านทานขั้นสุดท้ายของกราวด์ที่มีการจัดระเบียบจึงแตกต่างจากค่าฐานในท้ายที่สุด

ความแตกต่างในตัวบ่งชี้ที่ออกแบบและของจริงถูกปรับระดับโดยการติดตั้งอิเล็กโทรดเพิ่มเติมหรือโดยการเพิ่มความยาวของแท่ง อย่างไรก็ตาม การคำนวณเบื้องต้นมีความสำคัญ เนื่องจากช่วยให้:

ปฏิเสธค่าใช้จ่ายที่ไม่จำเป็น (หรืออย่างน้อยก็ลดค่าใช้จ่ายลง) สำหรับการซื้อวัสดุสำหรับงานดิน
เลือกการกำหนดค่าที่เหมาะสมที่สุดของระบบสายดิน
เลือกแนวทางปฏิบัติที่เหมาะสม

เพื่ออำนวยความสะดวกในการคำนวณ มีซอฟต์แวร์ที่หลากหลาย อย่างไรก็ตาม เพื่อให้เข้าใจงานของพวกเขา จำเป็นต้องมีความรู้บางอย่างเกี่ยวกับหลักการและลักษณะของการคำนวณ

ส่วนประกอบป้องกัน

การต่อลงกราวด์ประกอบด้วยอิเล็กโทรดที่ติดตั้งในกราวด์และต่อด้วยไฟฟ้ากับกราวด์บัส

ระบบมีองค์ประกอบดังต่อไปนี้:

แท่งโลหะ แท่งโลหะอย่างน้อยหนึ่งแท่งส่งกระแสกระจายสู่พื้น โดยปกติแล้ว ชิ้นส่วนของโลหะยาว (ท่อ มุม ผลิตภัณฑ์โลหะทรงกลม) จะถูกใช้เป็นอิเล็กโทรด ในบางกรณีมีการใช้เหล็กแผ่น
ตัวนำโลหะที่รวมตัวนำกราวด์หลายตัวเข้าไว้ในระบบเดียว โดยปกติจะใช้ตัวนำแนวนอนในรูปของมุม, แท่งหรือแถบในลักษณะนี้ พันธะโลหะเชื่อมกับปลายอิเล็กโทรดที่ฝังอยู่ในพื้นดิน
ตัวนำที่เชื่อมต่ออิเล็กโทรดกราวด์ที่อยู่ในกราวด์กับบัสที่มีการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกัน

สององค์ประกอบสุดท้ายเรียกว่าเหมือนกัน - ตัวนำกราวด์ องค์ประกอบทั้งสองทำหน้าที่เหมือนกัน ความแตกต่างอยู่ในความจริงที่ว่าพันธะโลหะอยู่ในพื้นดินและตัวนำสำหรับเชื่อมต่อกราวด์กับบัสนั้นตั้งอยู่บนพื้นผิว ในเรื่องนี้ ตัวนำไฟฟ้าต้องมีความต้านทานการกัดกร่อนไม่เท่ากัน

หลักการและกฎการคำนวณ

ดินเป็นองค์ประกอบของระบบกราวด์ พารามิเตอร์มีความสำคัญและเกี่ยวข้องกับการคำนวณในลักษณะเดียวกับความยาวของชิ้นส่วนโลหะ

เมื่อทำการคำนวณจะใช้สูตรที่ระบุในกฎการติดตั้งไฟฟ้า ใช้ข้อมูลตัวแปรที่รวบรวมโดยโปรแกรมติดตั้งระบบและพารามิเตอร์คงที่ (มีอยู่ในตาราง) ข้อมูลคงที่ เช่น ความต้านทานของดิน

การกำหนดรูปร่างที่เหมาะสม

ก่อนอื่นคุณต้องเลือกรูปร่างของรูปร่าง การออกแบบมักจะทำในรูปแบบของรูปทรงเรขาคณิตหรือเส้นที่เรียบง่าย การเลือกการกำหนดค่าเฉพาะขึ้นอยู่กับขนาดและรูปร่างของไซต์

วิธีที่ง่ายที่สุดในการใช้วงจรเชิงเส้นตรง เนื่องจากสำหรับการติดตั้งอิเล็กโทรด คุณต้องขุดร่องลึกเพียงเส้นเดียว อย่างไรก็ตาม อิเล็กโทรดที่ติดตั้งในสายจะถูกป้องกัน ซึ่งจะทำให้สถานการณ์แย่ลงด้วยกระแสไฟที่แพร่กระจาย ในเรื่องนี้เมื่อคำนวณการลงกราวด์เชิงเส้นจะใช้ปัจจัยการแก้ไข

รูปแบบที่พบบ่อยที่สุดสำหรับการสร้างกราวด์ป้องกันคือรูปสามเหลี่ยมของวงจร อิเล็กโทรดถูกติดตั้งตามยอดของรูปทรงเรขาคณิต หมุดโลหะจะต้องเว้นระยะห่างเพียงพอเพื่อไม่ให้รบกวนการกระจายของกระแสที่ไหลเข้า อิเล็กโทรดสามตัวถือว่าเพียงพอสำหรับการจัดระบบป้องกันของบ้านส่วนตัว เพื่อจัดระเบียบการป้องกันที่มีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องเลือกความยาวที่เหมาะสมของแท่งด้วย

การคำนวณพารามิเตอร์ตัวนำ

ความยาวของแท่งโลหะมีความสำคัญเนื่องจากส่งผลต่อประสิทธิภาพของระบบป้องกัน ความยาวขององค์ประกอบพันธะโลหะก็มีความสำคัญเช่นกัน นอกจากนี้ การใช้วัสดุและต้นทุนรวมของการจัดวางสายดินจะขึ้นอยู่กับความยาวของชิ้นส่วนโลหะ

ความต้านทานของอิเล็กโทรดแนวตั้งถูกกำหนดโดยความยาว พารามิเตอร์อื่น - ขนาดตามขวาง - ไม่ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณภาพของการป้องกัน อย่างไรก็ตาม ภาพตัดขวางของตัวนำถูกควบคุมโดยกฎการติดตั้งไฟฟ้า เนื่องจากคุณลักษณะนี้มีความสำคัญในแง่ของความต้านทานการกัดกร่อน (อิเล็กโทรดควรใช้งานได้ 5 ถึง 10 ปี)

ภายใต้เงื่อนไขอื่น ๆ มีกฎ: ยิ่งผลิตภัณฑ์โลหะเกี่ยวข้องกับวงจรมากเท่าไหร่ ความปลอดภัยของวงจรก็จะสูงขึ้นเท่านั้น การทำงานเพื่อจัดระเบียบการต่อสายดินนั้นค่อนข้างลำบาก: ยิ่งตัวนำต่อสายดินมากเท่าไหร่ ยิ่งมีการขุดดินมากเท่าไหร่ แท่งไม้ยิ่งยิ่งต้องตอกให้ลึกขึ้นเท่านั้น

สิ่งที่ต้องเลือก: จำนวนอิเล็กโทรดหรือความยาว - ผู้จัดงานเป็นผู้ตัดสินใจ อย่างไรก็ตาม มีกฎบางอย่างเกี่ยวกับเรื่องนี้:

ต้องติดตั้งแท่งเหล็กไว้ใต้ขอบฟ้าแช่แข็งตามฤดูกาลอย่างน้อย 50 เซนติเมตร สิ่งนี้จะลบปัจจัยตามฤดูกาลที่มีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพของระบบ
ระยะห่างระหว่างสวิตช์สายดินที่ติดตั้งในแนวตั้ง ระยะทางถูกกำหนดโดยการกำหนดค่ารูปร่างและความยาวของแท่ง ในการเลือกระยะทางที่ถูกต้อง คุณต้องใช้ตารางอ้างอิงที่เหมาะสม

โลหะที่หั่นบาง ๆ ถูกผลักลงไปที่พื้น 2.5 - 3 เมตรโดยใช้ค้อนขนาดใหญ่นี่เป็นงานที่ค่อนข้างใช้เวลานาน แม้ว่าเราจะคำนึงว่าจะต้องลบความลึกของร่องลึกประมาณ 70 เซนติเมตรออกจากค่าที่ระบุ

ประหยัดการใช้วัสดุ

เนื่องจากส่วนโลหะไม่ใช่พารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุด ขอแนะนำให้ซื้อวัสดุที่มีพื้นที่หน้าตัดที่เล็กที่สุด อย่างไรก็ตาม คุณต้องอยู่ภายในค่าที่แนะนำขั้นต่ำ ตัวเลือกฮาร์ดแวร์ที่ประหยัดที่สุด (แต่สามารถทนต่อค้อนขนาดใหญ่) ได้:

ท่อที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 32 มม. และความหนาของผนัง 3 มม.
มุมชั้นวางเท่ากัน (ด้าน - 50 หรือ 60 มม. ความหนา - 4 หรือ 5 มม.)
เหล็กกลม (เส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 12 ถึง 16 มม.)

สำหรับพันธะโลหะ แถบเหล็กหนา 4 มม. จะเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด อีกทางหนึ่งคือแท่งเหล็กขนาด 6 มม.

บันทึก! แท่งแนวนอนเชื่อมกับยอดของอิเล็กโทรด ดังนั้นควรเพิ่มอีก 18 - 23 เซนติเมตรในระยะห่างที่คำนวณได้ระหว่างอิเล็กโทรด

ส่วนกราวด์ด้านนอกสามารถทำจากแถบ 4 มม. (กว้าง - 12 มม.)

สูตรคำนวณ

สูตรสากลเหมาะสมด้วยความช่วยเหลือของซึ่งคำนวณความต้านทานของอิเล็กโทรดแนวตั้ง

เมื่อทำการคำนวณ เราไม่สามารถทำได้โดยไม่มีตารางอ้างอิง โดยจะมีการระบุค่าโดยประมาณ พารามิเตอร์เหล่านี้กำหนดโดยองค์ประกอบของดิน ความหนาแน่นเฉลี่ย ความสามารถในการกักเก็บน้ำ และเขตภูมิอากาศ

เรากำหนดจำนวนแท่งที่ต้องการโดยไม่คำนึงถึงความต้านทานของตัวนำแนวนอน

เรากำหนดระดับความต้านทานของแกนแนวตั้งตามดัชนีความต้านทานของอิเล็กโทรดกราวด์ประเภทแนวนอน

จากผลลัพธ์ที่ได้รับ เราได้รับวัสดุตามจำนวนที่ต้องการและวางแผนที่จะเริ่มทำงานเพื่อสร้างระบบสายดิน

บทสรุป

เนื่องจากความต้านทานของดินสูงสุดจะสังเกตได้ในเวลาที่แห้งและหนาวจัด ดังนั้นจึงควรวางแผนการจัดระบบกราวด์สำหรับช่วงเวลานี้ โดยเฉลี่ยแล้วการก่อสร้างสายดินจะใช้เวลา 1 - 3 วันทำการ

ก่อนทำการเติมร่องลึกด้วยดิน ควรตรวจสอบการทำงานของอุปกรณ์ต่อสายดิน สภาพแวดล้อมการทดสอบที่เหมาะสมควรแห้งที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยมีความชื้นในดินเพียงเล็กน้อย เนื่องจากฤดูหนาวไม่ได้มีหิมะตกเสมอไป การเริ่มต้นสร้างระบบสายดินในฤดูร้อนจึงเป็นเรื่องง่ายที่สุด

การต่อสายดินเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อความปลอดภัยในกรณีที่เกิดความเสียหายต่ออุปกรณ์ไฟฟ้า ฉนวนของสายไฟ การลัดวงจรของตัวนำ สาระสำคัญของการลงกราวด์คือการลดศักยภาพที่จุดติดต่อกับการติดตั้งไฟฟ้าที่ลงกราวด์ให้ได้ค่าสูงสุดที่อนุญาต

การลดศักยภาพทำได้สองวิธี:

Zeroing - การเชื่อมต่อเคสอุปกรณ์กับตัวนำที่เป็นกลางไปยังสถานีย่อย
การต่อสายดิน - การเชื่อมต่อตัวเรือนเข้ากับกราวด์กราวด์ที่กราวด์ภายนอกอาคาร

ตัวเลือกแรกนั้นง่ายกว่า แต่ในกรณีที่เกิดความเสียหายต่อตัวนำที่เป็นกลางมันจะหยุดทำงานและนี่เป็นสิ่งที่อันตราย ดังนั้นการมีกราวด์ลูปจึงเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นเพื่อความปลอดภัย

การคำนวณการลงกราวด์เกี่ยวข้องกับการกำหนดความต้านทานของอุปกรณ์กราวด์ซึ่งไม่ควรมากกว่าที่กำหนดโดยมาตรฐานทางเทคนิค

กราวด์ลูป

การออกแบบกราวด์กราวด์ ประเภทของวัสดุที่ใช้ ถูกจำกัดโดยเงื่อนไขในเอกสาร เช่น ใน PUE กฎสำหรับการติดตั้งระบบไฟฟ้า

การติดตั้งระบบไฟฟ้าทั้งหมดต้องต่อสายดินโดยไม่มีข้อยกเว้น ทั้งที่สถานีย่อยและที่องค์กรหรือที่บ้าน

การออกแบบลูปกราวด์ที่พบบ่อยที่สุดคือหมุดโลหะ (อิเล็กโทรดกราวด์) หนึ่งอันหรือมากกว่านั้นฝังอยู่ในกราวด์และเชื่อมต่อกันด้วยรอยต่อแบบเชื่อม การใช้ตัวนำโลหะ กราวด์กราวด์เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ที่มีกราวด์

วัสดุเหล็กที่ไม่ทาสีหรือเหล็กชุบทองแดงใช้เป็นตัวนำต่อสายดินซึ่งมีขนาดไม่น้อยกว่าที่ระบุด้านล่าง:

กลม - เส้นผ่านศูนย์กลางไม่น้อยกว่า 12 มม.
มุม - อย่างน้อย 50x50x4 มม.
ท่อ - มีเส้นผ่านศูนย์กลางอย่างน้อย 25 มม. และมีความหนาของผนังอย่างน้อย 4 มม.

ยิ่งค่าการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรดกราวด์ดีขึ้น การกราวด์ก็จะยิ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้น ดังนั้นตัวเลือกที่ดีที่สุดคือการใช้อิเล็กโทรดทองแดง แต่ในทางปฏิบัติสิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นเนื่องจากต้นทุนทองแดงที่สูง

เหล็กที่ไม่เคลือบมีการกัดกร่อนสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่บริเวณขอบของดินและอากาศชื้น ดังนั้นจึงกำหนดความหนาขั้นต่ำของผนังโลหะ (4 มม.)

โลหะกัลวาไนซ์ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี แต่ไม่ใช่ในกรณีของกระแสไฟ แม้แต่กระแสไฟที่เล็กที่สุดก็ยังทำให้เกิดกระบวนการไฟฟ้าเคมี อันเป็นผลมาจากการที่สังกะสีชั้นบางๆ จะมีอายุน้อยที่สุด

ระบบกราวด์สมัยใหม่ทำจากเหล็กชุบทองแดง เนื่องจากปริมาณทองแดงสำหรับการผลิตต่ำ ต้นทุนของวัสดุสำเร็จรูปจึงไม่สูงกว่าเหล็กกล้ามากนัก และอายุการใช้งานก็เพิ่มขึ้นหลายเท่า

การออกแบบทั่วไปที่สุดของกราวด์ลูปคือการวางอิเล็กโทรดแบบสามเหลี่ยมหรืออินไลน์ ระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรดที่อยู่ติดกันควรอยู่ที่ 1.2-2 ม. และความลึกของการวางควรอยู่ที่ 2-3 ม. ความลึกของการวาง (ความยาวของอิเล็กโทรด) ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับลักษณะของดิน ยิ่งความต้านทานไฟฟ้าสูงเท่าใด อิเล็กโทรดก็ควรอยู่ลึกมากขึ้นเท่านั้น ไม่ว่าในกรณีใด ความลึกนี้จะต้องเกินความลึกเยือกแข็งของดิน เนื่องจากดินที่แช่แข็งนั้นมีความต้านทานโอห์มมิกสูง เช่นเดียวกับพื้นที่ที่ดินที่มีความชื้นต่ำ

ในกรณีที่กระแสสูงมีแนวโน้มที่จะไหล เช่น ในสถานีย่อยหรือโรงงานที่มีอุปกรณ์ขนาดใหญ่ แนวทางในการเลือกการออกแบบวงจรกราวด์และการคำนวณมีความสำคัญมากสำหรับความปลอดภัย

ปัจจัยต้านทานกราวด์

การคำนวณอุปกรณ์กราวด์ป้องกันขึ้นอยู่กับเงื่อนไขหลายประการซึ่งสามารถแยกแยะความแตกต่างหลักซึ่งใช้ในการคำนวณเพิ่มเติม:

ความต้านทานกราวด์;
วัสดุอิเล็กโทรด;
ความลึกของการวางอิเล็กโทรด;
ตำแหน่งของขั้วไฟฟ้ากราวด์ที่สัมพันธ์กัน
สภาพอากาศ.

ความต้านทานกราวด์

ดินมีการนำไฟฟ้าต่ำ แต่มีข้อยกเว้นบางประการ ลักษณะนี้จะแตกต่างกันไปตามความชื้น เนื่องจากน้ำที่มีเกลือละลายอยู่ในตัวจะเป็นตัวนำที่ดี ดังนั้นคุณสมบัติทางไฟฟ้าของดินจึงขึ้นอยู่กับปริมาณความชื้นที่บรรจุอยู่ องค์ประกอบของเกลือ และคุณสมบัติของดินในการกักเก็บความชื้น

ชนิดของดินทั่วไปและลักษณะของดิน

ประเภทของดิน	ความต้านทาน ρ, โอห์ม m
หิน	4000
ดินร่วน	100
เชอร์โนเซม	30
ทราย	500
ดินร่วนปนทราย	300
หินปูน	2000
ที่ดินสวน	50
ดินเหนียว	70

ตารางแสดงให้เห็นว่าความต้านทานอาจแตกต่างกันตามลำดับความสำคัญหลายขนาด ในสภาพจริง สถานการณ์มีความซับซ้อนโดยข้อเท็จจริงที่ว่าที่ระดับความลึกต่างกัน ชนิดของดินอาจแตกต่างกันและไม่มีขอบเขตที่ชัดเจนระหว่างชั้น

วัสดุอิเล็กโทรด

การคำนวณส่วนนี้ง่ายที่สุดเนื่องจากมีการใช้วัสดุเพียงไม่กี่ประเภทในการผลิตสายดิน:

เหล็ก;
ทองแดง;
เหล็กชุบทองแดง
เหล็กกัลวาไนซ์.

ทองแดงบริสุทธิ์ไม่ได้ใช้เนื่องจากมีราคาสูง วัสดุที่ใช้บ่อยที่สุดคือเหล็กบริสุทธิ์และสังกะสี เมื่อเร็ว ๆ นี้ ระบบสายดินได้กลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้น ซึ่งใช้เหล็กเคลือบด้วยชั้นทองแดง อิเล็กโทรดดังกล่าวมีความต้านทานต่ำที่สุด ซึ่งมีเสถียรภาพที่ดีเมื่อเวลาผ่านไป เนื่องจากชั้นทองแดงต้านทานการกัดกร่อนได้ดี

เหล็กที่ไม่เคลือบผิวมีลักษณะที่แย่ที่สุด เนื่องจากชั้นของการกัดกร่อน (สนิม) จะเพิ่มความต้านทานการสัมผัสที่ส่วนต่อประสานระหว่างขั้วไฟฟ้ากับกราวด์

บุ๊กมาร์กความลึก

ขอบเขตเชิงเส้นของขอบเขตการสัมผัสระหว่างอิเล็กโทรดกับดินและขนาดของชั้นดินซึ่งเข้าร่วมในวงจรการไหลของกระแสจะขึ้นอยู่กับความลึกของการวางอิเล็กโทรด ยิ่งชั้นนี้มีขนาดใหญ่เท่าใด ค่าความต้านทานก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น

ในบันทึกย่อนอกจากนี้ เมื่อทำการติดตั้งอิเล็กโทรด ควรระลึกไว้เสมอว่ายิ่งอยู่ลึกเท่าใด พวกมันก็จะยิ่งอยู่ใกล้ชั้นหินอุ้มน้ำมากขึ้นเท่านั้น

ตำแหน่งของอิเล็กโทรด

ลักษณะนี้มีความชัดเจนน้อยที่สุดและเข้าใจยากน้อยที่สุด คุณควรระวังว่าอิเล็กโทรดกราวด์แต่ละอันมีผลกระทบบางอย่างกับอิเล็กโทรดที่อยู่ใกล้เคียง และยิ่งอยู่ใกล้กับอิเล็กโทรดมากเท่าใด พวกมันก็จะยิ่งมีประสิทธิภาพน้อยลงเท่านั้น การให้เหตุผลที่แน่นอนของเอฟเฟกต์นั้นค่อนข้างซับซ้อน เพียงแค่ต้องนำมาพิจารณาในการคำนวณและการก่อสร้าง

ง่ายต่อการอธิบายการพึ่งพาประสิทธิภาพกับจำนวนอิเล็กโทรด ที่นี่คุณสามารถเปรียบเทียบตัวต้านทานแบบขนานได้ ยิ่งมีมากเท่าใด แนวต้านทั้งหมดก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น

สภาพอากาศ

อุปกรณ์กราวด์มีพารามิเตอร์ที่ดีที่สุดสำหรับความชื้นในดินสูง ในสภาพอากาศที่แห้งและหนาวจัด ความต้านทานของดินจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และเมื่อถึงสภาวะที่กำหนด (การทำให้แห้งหรือแช่แข็งอย่างสมบูรณ์) จะใช้ค่าสูงสุด

บันทึก!เพื่อลดอิทธิพลของสภาพอากาศ ความลึกของการวางอิเล็กโทรดควรต่ำกว่าความลึกสูงสุดของการเยือกแข็งในฤดูหนาว หรือไปถึงชั้นหินอุ้มน้ำเพื่อป้องกันไม่ให้แห้ง

สิ่งสำคัญ!ต้องทำการคำนวณต่อไปนี้สำหรับสภาวะที่แย่ที่สุด เนื่องจากในกรณีอื่นๆ ความต้านทานดินจะลดลง

วิธีการคำนวณ

พารามิเตอร์การคำนวณหลักคือค่าความต้านทานกราวด์ที่ต้องการ ซึ่งควบคุมโดยเอกสารข้อบังคับ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับขนาดของแรงดันไฟฟ้า ประเภทของการติดตั้งระบบไฟฟ้า และเงื่อนไขการใช้งาน

ไม่มีการคำนวณการต่อสายดินป้องกันอย่างเข้มงวดซึ่งระบุจำนวนและความยาวของอิเล็กโทรด ดังนั้นจึงขึ้นอยู่กับค่าประมาณและความคลาดเคลื่อนบางประการ

เริ่มต้นด้วยการพิจารณาประเภทของดินและกำหนดความยาวโดยประมาณของอิเล็กโทรดกราวด์วัสดุและปริมาณของดิน ถัดไปทำการคำนวณโดยเรียงลำดับดังนี้:

กำหนดความต้านทานการแพร่กระจายในปัจจุบันสำหรับหนึ่งอิเล็กโทรด
จำนวนตัวนำกราวด์แนวตั้งคำนวณโดยคำนึงถึงตำแหน่งสัมพัทธ์

การต่อสายดินเดียว

ความต้านทานการแพร่กระจายในปัจจุบันคำนวณตามสูตร:

ในนิพจน์นี้:

ρ คือความต้านทานของดินที่เทียบเท่าจำเพาะ

l คือความยาวของอิเล็กโทรด

d คือเส้นผ่านศูนย์กลาง

t คือระยะทางจากพื้นผิวพื้นดินถึงศูนย์กลางของอิเล็กโทรด

เมื่อใช้มุมแทนท่อหรือผลิตภัณฑ์รีด พวกเขายอมรับ:

d = b 0.95 โดยที่ b คือความกว้างของชั้นวางเข้ามุม

ความต้านทานเทียบเท่าของดินหลายชั้น:

ρ1 และ ρ2 คือความต้านทานจำเพาะของชั้นดิน
H คือความหนาของชั้นบน
Ψ เป็นปัจจัยตามฤดูกาล

ค่าสัมประสิทธิ์ตามฤดูกาลขึ้นอยู่กับเขตภูมิอากาศ นอกจากนี้ยังได้รับการแก้ไขขึ้นอยู่กับจำนวนอิเล็กโทรดที่ใช้ ค่าบ่งชี้ของปัจจัยตามฤดูกาลมีตั้งแต่ 1.0 ถึง 1.5

จำนวนอิเล็กโทรด

จำนวนอิเล็กโทรดที่ต้องการถูกกำหนดจากนิพจน์:

n \u003d Rz / (K R) โดยที่:

Rz - ความต้านทานสูงสุดที่อนุญาตของอุปกรณ์กราวด์
K คือปัจจัยการใช้ประโยชน์

ปัจจัยการใช้งานสามารถเลือกได้ ตามจำนวนอิเล็กโทรดกราวด์ที่เลือกตำแหน่งสัมพัทธ์และระยะห่างระหว่างพวกเขา

การจัดเรียงแถวของอิเล็กโทรด

	ปริมาณ อิเล็กโทรด	ค่าสัมประสิทธิ์
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

การจัดวางรูปร่างอิเล็กโทรด

อัตราส่วนของระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรดกับความยาว	ปริมาณ อิเล็กโทรด	ค่าสัมประสิทธิ์
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

การคำนวณกราวด์กราวด์ไม่ได้ให้ค่าที่ต้องการเสมอไป ดังนั้น อาจต้องทำหลายครั้ง โดยเปลี่ยนจำนวนและขนาดทางเรขาคณิตของอิเล็กโทรดกราวด์

การวัดพื้นดิน

ในการวัดความต้านทานกราวด์จะใช้เครื่องมือวัดพิเศษ องค์กรที่ได้รับอนุญาตอย่างเหมาะสมมีสิทธิในการวัดพื้นฐาน โดยปกติแล้วสิ่งเหล่านี้คือองค์กรพลังงานและห้องปฏิบัติการ พารามิเตอร์ที่วัดได้จะถูกป้อนลงในโปรโตคอลการวัดและเก็บไว้ในองค์กร (ในเวิร์กช็อป ที่สถานีย่อย)

การคำนวณความต้านทานกราวด์เป็นงานที่ซับซ้อนซึ่งต้องคำนึงถึงเงื่อนไขหลายประการ ดังนั้นจึงมีเหตุผลมากกว่าที่จะรับความช่วยเหลือจากองค์กรที่เชี่ยวชาญในสาขานี้ ในการแก้ปัญหา คุณสามารถทำการคำนวณด้วยเครื่องคิดเลขออนไลน์ ซึ่งตัวอย่างสามารถพบได้บนอินเทอร์เน็ตในสาธารณสมบัติ โปรแกรมเครื่องคิดเลขจะบอกคุณว่าข้อมูลใดที่ต้องนำมาพิจารณาในการคำนวณ

วีดีโอ

การคำนวณของอุปกรณ์ต่อสายดินส่วนใหญ่จะลดลงตามการคำนวณของตัวนำกราวด์เอง เนื่องจากส่วนใหญ่แล้วตัวนำกราวด์จะยอมรับตามเงื่อนไขของความแข็งแรงเชิงกลและความทนทานต่อการกัดกร่อนตาม PTE และ PUE ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือการติดตั้งกับอุปกรณ์ต่อสายดินภายนอก ในกรณีเหล่านี้ ค่าความต้านทานที่ต่อแบบอนุกรมของสายต่อและอิเล็กโทรดกราวด์จะถูกคำนวณเพื่อให้ค่าความต้านทานรวมไม่เกินค่าที่อนุญาต

ควรเน้นประเด็นการคำนวณอุปกรณ์กราวด์สำหรับภูมิภาคขั้วโลกและตะวันออกเฉียงเหนือของประเทศของเรา มีลักษณะเป็นดิน permafrost ซึ่งมีความต้านทานเฉพาะของชั้นพื้นผิวโดยหนึ่งหรือสองลำดับความสำคัญสูงกว่าภายใต้สภาวะปกติในเขตภาคกลางของสหภาพโซเวียต

การคำนวณความต้านทานของตัวนำกราวด์ในภูมิภาคอื่น ๆ ของสหภาพโซเวียตดำเนินการตามลำดับต่อไปนี้:

1. สร้างความต้านทานที่อนุญาตของอุปกรณ์กราวด์ r zm ตาม PUE หากอุปกรณ์ต่อสายดินเป็นเรื่องปกติสำหรับการติดตั้งระบบไฟฟ้าหลายๆ แบบ ความต้านทานที่คำนวณได้ของอุปกรณ์ต่อสายดินจะน้อยที่สุดจากค่าที่ต้องการ

2. กำหนดความต้านทานที่ต้องการของอิเล็กโทรดสายดินเทียมโดยคำนึงถึงการใช้อิเล็กโทรดสายดินธรรมชาติที่เชื่อมต่อแบบขนานจากนิพจน์

(8-14)

โดยที่ r zm คือความต้านทานที่อนุญาตของอุปกรณ์กราวด์ตามข้อ 1, R และเป็นความต้านทานของอิเล็กโทรดกราวด์เทียม R ความต้านทานไฟฟ้าของอิเล็กโทรดกราวด์ธรรมชาติ ความต้านทานที่คำนวณได้ของดินถูกกำหนดโดยคำนึงถึงปัจจัยการคูณที่คำนึงถึงการทำให้ดินแห้งในฤดูร้อนและการแช่แข็งในฤดูหนาว

ในกรณีที่ไม่มีข้อมูลที่ถูกต้องบนดิน คุณสามารถใช้ตารางได้ 8-1 ซึ่งแสดงข้อมูลเฉลี่ยเกี่ยวกับความต้านทานของดินที่แนะนำสำหรับการคำนวณเบื้องต้น

ตาราง 8-1

ความต้านทานเฉลี่ยของดินและน้ำที่แนะนำสำหรับการคำนวณเบื้องต้น

บันทึก. ความต้านทานของดินจำเพาะถูกกำหนดที่ความชื้น 10-20% โดยน้ำหนักของดิน

การวัดความต้านทานเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่น่าเชื่อถือยิ่งขึ้นจะดำเนินการในฤดูร้อน (พฤษภาคม - ตุลาคม) ในเขตภาคกลางของสหภาพโซเวียต สำหรับค่าที่วัดได้ของความต้านทานของดินขึ้นอยู่กับสถานะของดินและปริมาณน้ำฝนจะมีการแนะนำปัจจัยการแก้ไข k โดยคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากการทำให้แห้งและการแช่แข็งของดินเช่น P calc \u003d P k

4. กำหนดความต้านทานการแพร่กระจายของอิเล็กโทรดแนวตั้ง R v.o. สูตรตาราง 8-3. สูตรเหล่านี้มีไว้สำหรับอิเล็กโทรดแบบแท่งที่ทำจากเหล็กกลมหรือท่อ

เมื่อใช้อิเล็กโทรดแนวตั้งที่ทำจากเหล็กฉาก เส้นผ่านศูนย์กลางเทียบเท่าของมุมจะถูกแทนที่ลงในสูตรแทนเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ คำนวณโดยนิพจน์

(8-15)

โดยที่ b คือความกว้างของด้านข้างของมุม

5. จำนวนโดยประมาณของตัวนำกราวด์แนวตั้งถูกกำหนดด้วยปัจจัยการใช้ประโยชน์ที่ยอมรับก่อนหน้านี้

(8-16)

โดยที่ R v.o. คือความต้านทานการแพร่กระจายของอิเล็กโทรดแนวตั้งหนึ่งเส้นตามที่กำหนดไว้ในข้อ 4 R และ - ความต้านทานที่ต้องการของอิเล็กโทรดกราวด์เทียม K และใน zm - สัมประสิทธิ์การใช้อิเล็กโทรดกราวด์แนวตั้ง

ตาราง 8-2

ค่าสัมประสิทธิ์การคูณ k สำหรับเขตภูมิอากาศที่แตกต่างกัน

ค่าสัมประสิทธิ์การใช้ตัวนำกราวด์แนวตั้งแสดงไว้ในตาราง 8-4 เมื่อจัดเรียงเป็นแถวและในตาราง 8-5 เมื่อวางตามแนวโครงร่าง

6. ความต้านทานการแพร่กระจายของอิเล็กโทรดแนวนอน Rg ถูกกำหนดตามสูตรในตาราง 8-3. ค่าสัมประสิทธิ์สำหรับการใช้อิเล็กโทรดแนวนอนสำหรับจำนวนอิเล็กโทรดแนวตั้งที่ยอมรับก่อนหน้านี้นำมาจากตาราง 8-6 มีการจัดเรียงอิเล็กโทรดแนวตั้งเป็นแถวและตามตาราง 8-7 ด้วยการจัดเรียงของอิเล็กโทรดแนวตั้งตามแนวเส้นชั้นความสูง

7. มีการระบุความต้านทานที่ต้องการของอิเล็กโทรดแนวตั้ง โดยคำนึงถึงการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรดเชื่อมต่อแนวนอนจากนิพจน์

(8-17)

โดยที่ R ก. - ความต้านทานต่อการแพร่กระจายของอิเล็กโทรดแนวนอนที่กำหนดไว้ในวรรค 6; R และ - ความต้านทานที่ต้องการของอิเล็กโทรดกราวด์เทียม

ตารางที่ 8-3

สูตรสำหรับกำหนดความต้านทานการแพร่กระจายกระแสของอิเล็กโทรดกราวด์ต่างๆ

ตาราง 8-4

ค่าสัมประสิทธิ์การใช้งานของตัวนำกราวด์แนวตั้ง K และใน gm วางเรียงเป็นแถวโดยไม่คำนึงถึงอิทธิพลของอิเล็กโทรดการสื่อสารในแนวนอน

ตารางที่ 8-5

ค่าสัมประสิทธิ์การใช้งานของตัวนำกราวด์แนวตั้ง K และใน zm วางตามแนวโครงร่างโดยไม่คำนึงถึงอิทธิพลของอิเล็กโทรดคัปปลิ้งแนวนอน

ตารางที่ 8-6

ค่าสัมประสิทธิ์การใช้งาน K และ, g, zm ของอิเล็กโทรดเชื่อมต่อแนวนอนในแถวของอิเล็กโทรดแนวตั้ง

ตารางที่ 8-7

ค่าสัมประสิทธิ์การใช้งาน K และ, g, gm ของอิเล็กโทรดต่อแนวตั้งในวงจรอิเล็กโทรดแนวตั้ง

8. กำหนดจำนวนอิเล็กโทรดแนวตั้งโดยคำนึงถึงปัจจัยการใช้ประโยชน์ตามตาราง 8-4 และ 8-5:

ในที่สุด จำนวนอิเล็กโทรดแนวตั้งก็ถูกนำมาจากเงื่อนไขการจัดวาง

9. สำหรับการติดตั้งที่สูงกว่า 1,000 V ที่มีกระแสไฟผิดปกติของดินสูง ความต้านทานความร้อนของตัวนำต่อจะถูกตรวจสอบตามสูตร (8-11)

ตัวอย่างที่ 1. จำเป็นต้องคำนวณระบบอิเล็กโทรดกราวด์แบบลูปของสถานีย่อย 110/10 kV ด้วยข้อมูลต่อไปนี้: กระแสสูงสุดผ่านการต่อกราวด์ระหว่างความผิดพลาดของกราวด์ที่ด้าน 110 kV คือ 3.2 kA กระแสสูงสุดผ่านการต่อกราวด์ระหว่างความผิดพลาดของกราวด์ที่ 10 ด้าน kV คือ 42 A; ดินที่ไซต์ของการก่อสร้างสถานีย่อย - ดินร่วน; เขตภูมิอากาศ 2; นอกจากนี้ระบบสายเคเบิล - รองรับความต้านทานกราวด์ 1.2 โอห์มใช้เป็นกราวด์

แนวทางที่ 1 สำหรับด้าน 110 kV จำเป็นต้องมีความต้านทานกราวด์ 0.5 โอห์ม สำหรับด้าน 10 kV ตามสูตร (8-12) เรามี:

โดยที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดที่อุปกรณ์ต่อสายดิน การคำนวณ U จะถือว่าเท่ากับ 125 V เนื่องจากอุปกรณ์ต่อสายดินยังใช้สำหรับการติดตั้งสถานีย่อยที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1,000 V

ดังนั้นความต้านทาน rzm = 0.5 Ohm จึงนำมาเป็นค่าที่คำนวณได้

2. ความต้านทานของอิเล็กโทรดกราวด์เทียมคำนวณโดยคำนึงถึงการใช้ระบบรองรับสายเคเบิล

โต๊ะ 8-1 คือ 1,000 โอห์ม .8 m

ค่าความต้านทานจำเพาะโดยประมาณ: สำหรับขั้วไฟฟ้าแนวนอน R คำนวณ g = 4.5x100 = 450 Ohm m; สำหรับอิเล็กโทรดแนวตั้ง calc.v = 1.8x100 = 180 Ohm m.

4. กำหนดความต้านทานการแพร่กระจายของอิเล็กโทรดแนวตั้งหนึ่งอัน - มุมหมายเลข 50 ยาว 2.5 ม. เมื่อแช่อยู่ใต้ระดับพื้นดิน 0.7 ม. ตามสูตรจากตาราง 8-3:

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

5. จำนวนโดยประมาณของตัวนำกราวด์แนวตั้งถูกกำหนดด้วยปัจจัยการใช้งานที่ยอมรับก่อนหน้านี้ K และใน gm = 0.6:

6. กำหนดความต้านทานการแพร่กระจายของอิเล็กโทรดแนวนอน (แถบ 40x4 มม. 2) ที่เชื่อมเข้ากับปลายด้านบนของมุม ค่าสัมประสิทธิ์การใช้แถบเชื่อมต่อในวงจร K และ, g, gm ด้วยจำนวนมุมประมาณ 100 และอัตราส่วน a / l \u003d 2 ตามตาราง 8-7 เท่ากับ 0.24 ความต้านทานต่อการแพร่กระจายของแถบตามแนวเส้นรอบวงของรูปร่าง (l = 500 ม.) ตามสูตรจากตาราง 8-3 เท่ากับ:

7. ความต้านทานการกลั่นของอิเล็กโทรดแนวตั้ง

8. จำนวนอิเล็กโทรดแนวตั้งที่ระบุถูกกำหนดด้วยปัจจัยการใช้ประโยชน์ K และ g, zm = 0.52 นำมาจากตาราง 8-5 โดยมี n = 100 และ a/l = 2:

ในที่สุด 116 มุมก็ได้รับการยอมรับ

นอกเหนือจากรูปร่างแล้วยังมีการจัดเรียงตารางของแถบตามยาวบนอาณาเขตซึ่งอยู่ห่างจากอุปกรณ์ 0.8-1 ม. โดยมีการเชื่อมต่อตามขวางทุก 6 ม. อิเล็กโทรดแนวนอนที่ไม่ได้นับเหล่านี้จะลดความต้านทานของกราวด์โดยรวม การนำของอิเล็กโทรดไปที่ขอบความปลอดภัย

9. ตรวจสอบความเสถียรทางความร้อนของแถบ 40 × 4 มม. 2

ส่วนต่ำสุดของแถบจากสภาวะเสถียรภาพทางความร้อนที่ไฟฟ้าลัดวงจร ลงสู่พื้นในสูตร (8-11) โดยลดเวลากระแสไฟลัดวงจร tp \u003d 1.1 เท่ากับ:

ดังนั้นแถบ 40 × 4 มม. 2 จึงเป็นไปตามสภาวะเสถียรภาพทางความร้อน

ตัวอย่าง 2. จำเป็นต้องคำนวณการลงกราวด์ของสถานีย่อยที่มีหม้อแปลงสองตัว 6 / 0.4 kV ที่มีกำลัง 400 kVA พร้อมข้อมูลต่อไปนี้: กระแสที่ใหญ่ที่สุดผ่านการต่อลงดินระหว่างความผิดพลาดของกราวด์ที่ด้านข้าง 6 kV 18 A; ดินที่สถานที่ก่อสร้าง - ดินเหนียว; เขตภูมิอากาศ 3; นอกจากนี้ยังใช้ท่อน้ำที่มีความต้านทานการแพร่กระจาย 9 โอห์มเป็นสายดิน

สารละลาย. มีการวางแผนที่จะสร้างระบบอิเล็กโทรดกราวด์ที่ด้านนอกของอาคารซึ่งสถานีย่อยอยู่ติดกันโดยมีการจัดเรียงอิเล็กโทรดแนวตั้งในแถวเดียวยาว 20 ม. วัสดุ - เหล็กกลมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 มม. วิธีการจุ่ม - การขันสกรู ปลายด้านบนของแท่งแนวตั้งที่จุ่มลงในความลึก 0.7 ม. ถูกเชื่อมเข้ากับอิเล็กโทรดแนวนอนที่ทำจากเหล็กชนิดเดียวกัน

1. ด้าน 6 kV ต้องการความต้านทานดินที่กำหนดโดยสูตร (8-12):

โดยที่แรงดันไฟฟ้าที่คำนวณได้บนอุปกรณ์ต่อสายดินจะถือว่าเท่ากับ 125 V เนื่องจากอุปกรณ์ต่อสายดินนั้นใช้ร่วมกันสำหรับด้าน 6 และ 0.4 kV

ตาม PUE ความต้านทานของสายดินไม่ควรเกิน 4 โอห์ม ดังนั้น ความต้านทานกราวด์ที่คำนวณได้คือ rgm = 4 โอห์ม

2. ความต้านทานของอิเล็กโทรดกราวด์เทียมคำนวณโดยคำนึงถึงการใช้ท่อน้ำเป็นกิ่งขนานของกราวด์

3. ความต้านทานกราวด์ที่แนะนำสำหรับการคำนวณที่ไซต์ก่อสร้างกราวด์ (ดินเหนียว) ตามตาราง 8-1 คือ 70 โอห์ม*ม. ค่าสัมประสิทธิ์ที่เพิ่มขึ้น k สำหรับเขตภูมิอากาศที่ 3 ตามตาราง 8-2 เท่ากับ 2.2 สำหรับอิเล็กโทรดแนวนอนที่มีความลึก 0.7 ม. และ 1.5 สำหรับอิเล็กโทรดแนวตั้งที่ยาว 2-3 ม. โดยมีความลึกของการวางที่ปลายด้านบน 0.5–0.8 ม.

ค่าความต้านทานดินจำเพาะโดยประมาณ:

สำหรับอิเล็กโทรดแนวนอน P calc.g = 2.2 × 70 = 154 Ohm * m;

สำหรับอิเล็กโทรดแนวตั้ง P calc.v = 1.5x70 = 105 Ohm * m.

4. ความต้านทานการแพร่กระจายของแท่งเดียวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 มม. ความยาว 2 ม. ถูกกำหนดเมื่อแช่อยู่ใต้ระดับพื้นดิน 0.7 ม. ตามสูตรจากตาราง 8-3:

5. จำนวนโดยประมาณของตัวนำกราวด์แนวตั้งถูกกำหนดด้วยปัจจัยการใช้ประโยชน์ที่ยอมรับก่อนหน้านี้ K และ zm = 0.9

6. กำหนดความต้านทานการแพร่กระจายของอิเล็กโทรดแนวนอนที่ทำจากเหล็กกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 มม. เชื่อมกับปลายด้านบนของแท่งแนวตั้ง

สัมประสิทธิ์การใช้อิเล็กโทรดแนวนอนในแถวของแท่งที่มีจำนวนประมาณ 6 และอัตราส่วนของระยะห่างระหว่างแท่งกับความยาวของแท่ง a/l = 20/5x2 = 2 ตามตาราง 8-6 เท่ากับ 0.85

ความต้านทานการแพร่กระจายของอิเล็กโทรดแนวนอนถูกกำหนดโดยสูตรจากตาราง 8-3 และ 8-8:

ตารางที่ 8-8

ค่าสัมประสิทธิ์เพิ่มความต้านทานสัมพันธ์กับค่าความต้านทานดินที่วัดได้ (หรือค่าความต้านทานดิน) สำหรับแถบตรงกลางของสหภาพโซเวียต

หมายเหตุ: 1) ใช้กับ 1 หากค่าที่วัดได้ Р (Rх) ตรงกับค่าต่ำสุดโดยประมาณ (ดินเปียก - เวลาในการวัดถูกนำหน้าด้วยปริมาณน้ำฝนจำนวนมาก)

2) k2 จะถูกนำไปใช้หากค่าที่วัดได้ P (Rx) ตรงกับค่าเฉลี่ยโดยประมาณ (ดินที่มีความชื้นปานกลาง - เวลาในการวัดถูกนำหน้าด้วยปริมาณน้ำฝนเล็กน้อย)

3) k3 จะถูกนำไปใช้หากค่าที่วัดได้ Р (Rх) ตรงกับค่าสูงสุดโดยประมาณ (ดินแห้ง - เวลาที่วัดถูกนำหน้าด้วยปริมาณน้ำฝนที่ไม่มีนัยสำคัญ)

7. ปรับปรุงความต้านทานการแพร่กระจายของอิเล็กโทรดแนวตั้ง

8. จำนวนอิเล็กโทรดแนวตั้งที่ระบุถูกกำหนดที่ปัจจัยการใช้ประโยชน์ K และ ก. zm = 0.83 นำมาจากตาราง 8-4 ที่ n = 5 และ a/l= 20/2x4 = 2.5 (n = 5 แทนที่จะเป็น 6 ถูกนำมาจากเงื่อนไขการลดจำนวนอิเล็กโทรดแนวตั้งเมื่อคำนึงถึงค่าการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรดแนวนอน)

ในที่สุดก็ยอมรับแท่งแนวตั้งสี่แท่งแล้ว ในขณะที่ความต้านทานการแพร่กระจายค่อนข้างน้อยกว่าค่าที่คำนวณได้

สารสกัดจากคู่มือพาวเวอร์ซัพพลายอุตสาหกรรม

ภายใต้กองบรรณาธิการทั่วไปของ A. A. Fedorov และ G. V. Serbinovsky

วงจรป้องกันที่สร้างขึ้นรอบ ๆ วัตถุใด ๆ ที่มีกระแสไฟฟ้าจะทำให้ไฟฟ้าแรงสูงไหลลงสู่พื้นดินผ่านอิเล็กโทรดที่ติดตั้งเป็นพิเศษ การออกแบบดังกล่าวปกป้องอุปกรณ์ราคาแพงจากการลัดวงจรและความเหนื่อยหน่ายเนื่องจากไฟกระชาก การติดตั้งโครงสร้างจะต้องดำเนินการตามผลการคำนวณระดับการนำไฟฟ้าของตัวนำ

วัตถุประสงค์ของการคำนวณ

ก่อนการติดตั้งบนที่อยู่อาศัยหรือสิ่งอำนวยความสะดวกอื่น ๆ จำเป็นต้องมีขนาดมาตรฐาน การออกแบบนี้ประกอบด้วย:

องค์ประกอบที่ติดตั้งในแนวตั้งกับพื้น
ตัวนำ;
แถบเชื่อมต่อรูปร่างในระนาบแนวนอน

อิเล็กโทรดถูกขุดและเชื่อมต่อเข้าด้วยกันโดยใช้อิเล็กโทรดกราวด์แนวนอน หลังจากนั้นระบบป้องกันที่สร้างขึ้นจะเชื่อมต่อกับแผงไฟฟ้า

โครงสร้างประดิษฐ์ดังกล่าวใช้ในเครือข่ายไฟฟ้าที่มีตัวบ่งชี้แรงดันไฟฟ้าต่างกัน:

ตัวแปรจาก 380 V;
ค่าคงที่จาก 440 V;

ที่โรงงานผลิตที่เป็นอันตราย

ระบบป้องกันถูกติดตั้งในสถานที่ต่าง ๆ ของอุปกรณ์ ขึ้นอยู่กับตำแหน่งการติดตั้ง รีโมทหรือคอนทัวร์ ในโครงสร้างเปิด องค์ประกอบจะเชื่อมต่อโดยตรงกับองค์ประกอบกราวด์ ในอุปกรณ์คอนทัวร์ ตำแหน่งจะอยู่ที่ขอบด้านนอกหรือด้านในตัวเครื่อง สำหรับการติดตั้งการป้องกันแต่ละประเภท จำเป็นต้องทำการคำนวณเพื่อสร้างค่าความต้านทานของตัวนำกราวด์แนวตั้ง จำนวนแท่งที่ต้องการ และความยาวของแถบสำหรับการเชื่อมต่อ

นอกจากอุปกรณ์พิเศษแล้ว ระบบธรรมชาติยังสามารถใช้ได้:

การสื่อสารจากท่อโลหะ
โครงสร้างโลหะ
สถานีย่อย;
รองรับ;
ปลอกสายโลหะ
ปลอก

การคำนวณค่าการนำไฟฟ้าสำหรับโครงสร้างเทียม การจัดวางในสถานที่ใช้โรงไฟฟ้าช่วยให้มั่นใจได้ว่ากระแสไฟฟ้าจะไหลลงสู่พื้น ปกป้องผู้คนและอุปกรณ์จากการปล่อยประจุขนาดใหญ่อันเป็นผลมาจากไฟกระชาก ยิ่งค่าการนำไฟฟ้าต่ำ ระดับของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านโครงสร้างป้องกันก็จะยิ่งต่ำลง

การคำนวณกราวด์ลูปทีละขั้นตอน

การคำนวณควรทำโดยคำนึงถึงจำนวนขององค์ประกอบ ระยะห่างจากกันและกัน ค่าการนำไฟฟ้าของดิน และความลึกของการขุดในอิเล็กโทรดกราวด์แนวตั้ง การใช้พารามิเตอร์เหล่านี้ทำให้สามารถคำนวณการต่อสายดินป้องกันได้อย่างแม่นยำ

ขั้นแรก คุณควรกำหนดชนิดของดินจากตาราง จากนั้นจึงเลือกวัสดุที่เหมาะสมในการก่อสร้าง จากนั้นการคำนวณจะดำเนินการโดยใช้สูตรพิเศษที่กำหนดจำนวนองค์ประกอบทั้งหมดรวมถึงความสามารถในการนำไฟฟ้า

จากผลลัพธ์ที่ได้รับ การติดตั้งทั้งระบบจะดำเนินการ หลังจากนั้นจึงดำเนินการตรวจวัดค่าการนำไฟฟ้าในปัจจุบัน

ข้อมูลเบื้องต้น

เมื่อคำนวณค่าแรงควรวาดอัตราส่วนของจำนวนความยาวของแถบเชื่อมต่อและระยะทางที่ทำการขุด

นอกจากนี้ จำเป็นต้องคำนึงถึงความต้านทานจำเพาะของดินซึ่งกำหนดโดยระดับความชื้น เพื่อให้ได้ค่าที่เสถียร จำเป็นต้องฝังอิเล็กโทรดในดินให้มีความลึกอย่างน้อย 0.7 เมตร สิ่งสำคัญคือต้องไม่เบี่ยงเบนจากขนาดของอุปกรณ์ป้องกันที่กำหนดโดย GOST เมื่อทำการคำนวณจำเป็นต้องใช้ตารางสำเร็จรูปพร้อมตัวบ่งชี้ที่มีอยู่แล้วสำหรับวัสดุที่ใช้และค่าการนำไฟฟ้าของบางชนิด ดิน

ตารางตัวบ่งชี้ค่าการนำไฟฟ้าของดินต่างๆ

ความลึกที่ต้องการซึ่งอิเล็กโทรดแนวตั้งฝังอยู่ในพื้นดินคำนวณโดยสูตร:

เมื่อทำการติดตั้งโครงสร้างป้องกัน จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าแท่งโลหะรวมอยู่ในชั้นบนของโลกอย่างสมบูรณ์และบางส่วนอยู่ในระดับที่ต่ำกว่า ในระหว่างการคำนวณ จะต้องใช้ค่าสัมประสิทธิ์เฉลี่ยของระดับการนำไฟฟ้าของดินในฤดูกาลต่างๆ ในเขตภูมิอากาศบางแห่ง ดังแสดงในตารางนี้:

ความต้านทานของดินในเขตภูมิอากาศต่างๆ

ในการกำหนดจำนวนองค์ประกอบแนวตั้งในโครงสร้างที่ประกอบอย่างถูกต้องโดยไม่ต้องคำนึงถึงตัวบ่งชี้สำหรับแถบแคบ ๆ ที่เชื่อมต่อกัน คุณจำเป็นต้องใช้สูตร:

ในนั้น Rn ซึ่งแสดงถึงความแรงของกระแสที่แผ่ไปทั่วดินบางประเภทซึ่งเป็นค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานที่นำมาจากตาราง

ในการคำนวณพารามิเตอร์ทางกายภาพของวัสดุควรพิจารณาขนาดขององค์ประกอบของระบบที่ใช้:

สำหรับแถบ 12x4 - 48 mm2;
ที่มุม 4x4 มม.
สำหรับวงกลมเหล็ก - 10 mm2;
สำหรับท่อที่มีผนังหนา 3.5 มม.

ตัวอย่างการคำนวณกราวด์

จำเป็นต้องคำนวณค่าการนำไฟฟ้าของตัวนำที่ใช้โดยคำนึงถึงลักษณะของดินสำหรับอิเล็กโทรดแต่ละตัวแยกกันตามสูตร:

โดยที่:

Ψ คือสัมประสิทธิ์ภูมิอากาศซึ่งนำมาจากวรรณกรรมอ้างอิง
ρ1, ρ2 - ค่าการนำไฟฟ้าของชั้นบนและล่างของโลก
H คือความหนาของชั้นบนสุดของดิน
t คือความลึกขององค์ประกอบแนวตั้งในร่องลึก

แท่งสำหรับโครงสร้างดังกล่าวถูกฝังไว้ที่ระดับอย่างน้อย 0.7 เมตรตามระเบียบปัจจุบัน

เราควรได้อะไรเมื่อสิ้นสุดการคำนวณ

หลังจากทำการคำนวณโดยใช้สูตรที่ใช้ เป็นไปได้ที่จะได้ค่าความต้านทานที่แน่นอนของอุปกรณ์ต่อสายดินเทียม มักเป็นไปไม่ได้ที่จะวัดตัวชี้วัดเหล่านี้ในระบบธรรมชาติ เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะได้ขนาดที่แน่นอนของการสื่อสารที่ฝังอยู่ ร่อง สายเคเบิล หรือโครงสร้างโลหะที่ติดตั้งไว้แล้ว

เมื่อคำนวณเสร็จแล้ว เป็นไปได้ที่จะได้จำนวนแท่งและแถบที่แน่นอนสำหรับรูปร่าง ซึ่งจะช่วยสร้างระบบป้องกันที่เชื่อถือได้สำหรับอุปกรณ์ที่ใช้และวัตถุทั้งหมดโดยรวม การคำนวณจะช่วยในการกำหนดความยาวที่แน่นอนของแถบที่เชื่อมต่อกับแท่ง ผลลัพธ์หลักของการคำนวณทั้งหมดคือการได้ค่าสุดท้ายของคุณสมบัติของตัวนำที่ใช้ในวงจรที่สร้างขึ้น ซึ่งจะกำหนดความแรงของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน นี่คือมาตรฐาน PES ที่สำคัญที่สุดซึ่งมีค่าบางอย่างสำหรับเครือข่ายที่มีตัวบ่งชี้แรงดันไฟฟ้าต่างกัน

ค่าความต้านทานกราวด์ที่อนุญาตตามข้อบังคับ

มีค่าเชิงบรรทัดฐานสม่ำเสมอตามที่ความต้านทานการแพร่กระจายในปัจจุบันสำหรับเครือข่ายไฟฟ้าที่มีค่าแรงดันไฟฟ้าที่แน่นอนไม่ควรเกินมาตรฐาน GOST ที่กำหนดไว้ ในเครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้า 220 V ไม่ควรเกิน 8 โอห์ม ที่แรงดันไฟฟ้า 380 V ค่าไม่ควรเกิน 4 โอห์ม

ในการคำนวณตัวบ่งชี้ของวงจรทั้งหมดคุณสามารถใช้สูตร R \u003d R0 / ηv * N ซึ่ง:

R0 คือระดับของการนำไฟฟ้าสำหรับหนึ่งอิเล็กโทรด
R - ตัวบ่งชี้ระดับของสิ่งกีดขวางทางกระแสสำหรับทั้งระบบ
ηv - สัมประสิทธิ์การใช้อุปกรณ์ป้องกัน
N คือจำนวนอิเล็กโทรดในวงจรทั้งหมด

วัสดุที่จำเป็นสำหรับอุปกรณ์รูปร่าง

คุณสามารถประกอบวงจรจากวัสดุโลหะ:

มุม,
ลายทางที่มีขนาดเฉพาะ

หลังจากนั้นจะต้องตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญจากห้องปฏิบัติการตรวจวัดอิสระ การเสริมแรงของอาคารสามารถใช้เป็นรูปทรงธรรมชาติได้หากมีอยู่ในโครงสร้างรับน้ำหนักของอาคาร PES มีรายการโครงสร้างพิเศษที่สามารถใช้เป็นรูปร่างตามธรรมชาติเมื่อสร้างระบบป้องกัน

ในการตรวจสอบการทำงานของโครงสร้างทั้งหมด จำเป็นต้องตรวจสอบมูลค่ารวมและความต้านทานของตัวนำกราวด์แนวตั้งและทั้งระบบด้วยอุปกรณ์พิเศษ งานนี้ควรมอบหมายให้ผู้เชี่ยวชาญอิสระจากห้องปฏิบัติการไฟฟ้า เพื่อให้โครงสร้างสามารถปกป้องวัตถุทั้งหมดได้อย่างน่าเชื่อถือ ควรทำการวัดอย่างสม่ำเสมอ โดยตรวจสอบค่าตามมาตรฐานที่กำหนดไว้

) สำหรับอิเล็กโทรดกราวด์ดินเดียวตาม การต่อสายดินแบบแยกส่วนคำนวณจากอิเล็กโทรดกราวด์แนวตั้งทั่วไปที่ทำจากแท่งโลหะที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 14.2 มม.

สูตรคำนวณความต้านทานกราวด์ของอิเล็กโทรดกราวด์แนวตั้งเดี่ยว:

ที่ไหน:
ρ - ความต้านทานของดิน (โอห์ม * ม.)
L - ความยาวอิเล็กโทรดกราวด์ (ม.)
d - เส้นผ่านศูนย์กลางอิเล็กโทรดกราวด์ (ม.)
T - การเจาะอิเล็กโทรดดิน (ระยะห่างจากพื้นผิวกราวด์ถึงกึ่งกลางของอิเล็กโทรดกราวด์)(ม.)
π - ค่าคงที่ทางคณิตศาสตร์ Pi (3.141592)
ln - ลอการิทึมธรรมชาติ

สำหรับการกราวด์ด้วยไฟฟ้าของ ZANDZ สูตรสำหรับคำนวณความต้านทานของกราวด์นั้นง่ายขึ้นในรูปแบบ:

- สำหรับชุด ZZ-100-1002

การมีส่วนร่วมของตัวนำสายดินที่เชื่อมต่อไม่ได้นำมาพิจารณาที่นี่

ระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรดกราวด์

ด้วยการกำหนดค่าแบบหลายอิเล็กโทรดของอิเล็กโทรดกราวด์ ปัจจัยอื่นเริ่มมีอิทธิพลต่อความต้านทานกราวด์ขั้นสุดท้าย - ระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรดกราวด์ ในสูตรการคำนวณการต่อสายดิน ปัจจัยนี้อธิบายโดยค่า "ปัจจัยการใช้ประโยชน์"

สำหรับการต่อสายดินแบบแยกส่วนและแบบอิเล็กโทรไลต์ ค่าสัมประสิทธิ์นี้สามารถละเลยได้ (เช่น ค่าของมันคือ 1) ขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรดกราวด์:

ไม่น้อยกว่าความลึกจุ่มอิเล็กโทรด - สำหรับโมดูลาร์
ไม่น้อยกว่า 7 เมตร - สำหรับอิเล็กโทรไลต์

การเชื่อมต่ออิเล็กโทรดกับอิเล็กโทรดกราวด์

ในการเชื่อมต่ออิเล็กโทรดกราวด์เข้าด้วยกันและกับวัตถุนั้นจะใช้แท่งทองแดงหรือแถบเหล็กเป็นตัวนำกราวด์

หน้าตัดของตัวนำมักจะถูกเลือก - 50 มม.² สำหรับทองแดง และ 150 มม² สำหรับเหล็ก เป็นเรื่องปกติที่จะใช้แถบเหล็กธรรมดา 5 * 30 มม.

สำหรับบ้านส่วนตัวที่ไม่มีสายล่อฟ้า ลวดทองแดงที่มีหน้าตัดขนาด 16-25 มม.² ก็เพียงพอแล้ว

ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการวางตัวนำกราวด์สามารถพบได้ในหน้าแยกต่างหาก "การติดตั้งกราวด์"

บริการคำนวณความน่าจะเป็นของฟ้าผ่าเข้าใส่วัตถุ

นอกจากอุปกรณ์กราวด์แล้ว คุณต้องติดตั้งระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอก คุณสามารถใช้สายล่อฟ้าที่มีการป้องกันเฉพาะตัวได้ บริการนี้ได้รับการพัฒนาโดยทีม ZANDZ ร่วมกับสถาบันพลังงานซึ่งตั้งชื่อตาม G.M. Krzhizhanovsky (JSC ENIN)

เครื่องมือนี้ไม่เพียงแต่ตรวจสอบความน่าเชื่อถือของระบบป้องกันฟ้าผ่าเท่านั้น แต่ยังดำเนินการออกแบบระบบป้องกันฟ้าผ่าอย่างมีเหตุผลและถูกต้องที่สุดด้วย โดย:

ต้นทุนงานก่อสร้างและการติดตั้งที่ต่ำลง ลดสต็อกที่ไม่จำเป็น และใช้สายล่อฟ้าสูงน้อยกว่า ถูกกว่า ติดตั้งสายล่อฟ้า
ฟ้าผ่าน้อยลงในระบบ ลดผลกระทบเชิงลบรอง ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในสิ่งอำนวยความสะดวกที่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมาก (จำนวนฟ้าผ่าลดลงเมื่อความสูงของสายล่อฟ้าลดลง)

ความน่าจะเป็นของสายฟ้าฟาดเข้าไปในวัตถุของระบบ (ความน่าเชื่อถือของระบบป้องกันถูกกำหนดเป็น 1 ลบด้วยค่าความน่าจะเป็น)
จำนวนฟ้าผ่าเข้าสู่ระบบต่อปี
จำนวนฟ้าผ่าทะลุการป้องกัน ต่อปี

การมีข้อมูลดังกล่าว ผู้ออกแบบสามารถเปรียบเทียบความต้องการของลูกค้าและเอกสารกำกับดูแลกับความน่าเชื่อถือที่ได้รับ และใช้มาตรการเพื่อเปลี่ยนการออกแบบระบบป้องกันฟ้าผ่า

เพื่อเริ่มการคำนวณ .

นอกจากนี้เรายังแนะนำ

กำลังโหลด...

บ้าน > วิศวกรรมเครื่องกล