Расчет контура заземления: Расчет заземления – Онлайн калькулятор

Расчет заземляющего устройства контура заземления

Защитный контур, созданный вокруг любого объекта, который снабжается электроэнергией, обеспечит стекание высокого напряжения в землю по специально установленным электродам. Такие конструкции защищают дорогостоящее оборудование от короткого замыкания и перегорания из-за скачков напряжения. Установку конструкции необходимо проводить в соответствии с результатами проведенных вычислений уровня электропроводности проводников.

Предназначение расчёта

Прежде чем установить систему заземления на жилом или ином объекте, необходимо провести расчет заземляющего устройства, его типоразмеров. Такая конструкция состоит из:

• элементов, установленных вертикально к поверхности земли;
• проводника;
• полос, соединяющих контур в горизонтальной плоскости.

Электроды вкапываются и соединяются между собой с помощью горизонтального заземлителя. После этого созданную систему защиты подсоединяют к электрическому щитку.

Используют такие искусственные конструкции в силовых сетях с разными показателями напряжения:

1. переменным от 380 В;
2. постоянным от 440 В;

на опасных производственных объектах.

Защитные системы устанавливают в разных местах оборудования. В зависимости от места установки они бывают выносными или контурными. В открытых конструкциях подсоединение элементов проводится сразу к заземляющему элементу. В контурных устройствах размещение идет по внешнему периметру или внутри устройства. Для каждого вида защитных установок необходимо провести расчет, чтобы установить величину сопротивления вертикальных заземлителей, количество необходимых стержней и длину полос для их соединения.

Кроме специальных устройств могут использоваться естественные системы:

• коммуникации из металлических труб;
• металлоконструкции;
• подстанции;
• опоры;
• металлическая оболочка кабеля;
• обсадные трубы.

Расчеты токопроводимости делают для искусственных конструкций. Обустройство их на месте использования силовых установок обеспечивает отвод электрического тока в землю, защищая человека и оборудование от разрядов большой величины в результате скачка напряжения. Чем меньше электропроводность, тем уровень силы электротока, уходящего через защитную конструкцию, будет более низким.

Пошаговый расчет контура заземления

Вычисления должны проводиться с учетом количества элементов, удаленности их друг от друга, токопроводимости почвы и глубины вкапывания вертикального заземлителя. Используя эти параметры, получится провести точный расчет защитного заземления.

Сначала следует по таблице определить вид почвы. После этого выбрать подходящие материалы для конструкции. Затем проводятся вычисления по специальным формулам, определяющим число всех элементов, а также их способности к электропроводности.

На основании полученных результатов проводится установка всей системы, после чего проводят контрольные замеры на ее токопроводимость.

Исходные данные

При вычислении силового значения контура заземления, следует составить соотношение их количества, длины соединительных полосок и расстояния, на котором проводится вкапывание.

Кроме этого нужно будет учесть удельное сопротивление грунта, которое определяется уровнем его влажности. Чтобы добиться стабильной величины, необходимо заглублять электроды в почву на глубину не менее 0,7 метра. Также важно не отходить от установленного ГОСТом размера самого защитного устройства.При проведении расчет нужно использовать готовые таблицы с уже имеющимися показателями для используемых материалов и электропроводности определенных видов почв.

Таблица показателей токопроводимости различных грунтов

Нужную глубину, на которую закапывают в землю вертикальный электрод, рассчитывают по формуле:

При монтаже защитной конструкции нужно следить за тем, чтобы металлические стержни полностью входили в верхний слой земли и частично в нижние его уровни. Во время расчетов потребуется использовать средние коэффициенты уровня электропроводимости грунта в разные сезоны в тех или иных климатических зонах, представленные в данной таблице:

Сопротивление грунтов в разных климатических зонах

Чтобы точно определить количество вертикальных элементов в собираемой конструкции, не учитывая показатели для узких полосок, их соединяющих, нужно использовать формулу:

В ней Rн, обозначающий силу тока, растекающегося по почве определенного типа, коэффициент сопротивления для которого берется из таблицы.

Для вычисления физических параметров материала следует учитывать размеры используемых элементов системы:

• у полосок 12х4 – 48 мм2;
• у уголков 4х4 мм;
• у стального круга– 10 мм2;
• у труб, стенки которых имеют толщину 3,5 мм.

Пример расчета заземления

Проводить вычисления проводимости используемых проводников с учетом особенностей почвогрунта нужно для каждого электрода в отдельности по формуле:

В которой:

• Ψ — климатический коэффициент, который берется из справочной литературы;
• ρ1, ρ2 –величина проводимости верхнего и нижнего слоя земли;
• Н – толщина верхнего слоя грунта;
• t –глубина расположения вертикального элемента в траншеи.

Стержни для таких конструкций закапывают на уровень не менее, чем на 0.7 метра, согласно действующим нормативам.

Что мы должны иметь по окончанию расчета

После проведения вычислений по используемым формулам удается получить точное сопротивление заземляющего устройства искусственного типа. Измерить данные показатели у естественных систем часто не удается из-за невозможности получить точные типоразмеры закопанных коммуникаций, колей, кабеля или уже установленных металлических конструкций.

По окончании расчетов удается получить точное количество стержней и полос для контура, которые помогут создать надежную систему защиты для используемого оборудования и всего объекта в целом. Расчеты помогут также установить точную длину соединяющих стержни полосок. Основным результатом всех проведенных вычислений станет получение итогового значения свойств используемых в созданном контуре проводников, которое определяет силу проходящего по ним электрического тока. Это важнейший норматив ПЭУ, который имеет определенные значения для сетей с разными показателями напряжения.

Допускаемые значения сопротивления заземления, согласно нормативам

Существуют единые нормативные значения, по которым сопротивление растекания тока для электросети с определенным значением напряжения не должно превышать установленных стандартов ГОСТа. В сетях с напряжением в 220 В оно не должно быть больше 8 Ом. При напряжении в 380 В его значение должно быть не выше 4 Ом.

Для расчета показателей всего контура можно использовать формулу R= R0/ ηв*N, в которой:

• R0 уровень токопроводимости для одного электрода;
• R —показание уровня препятствования прохождению тока для всей системы;
• ηв — коэффициент использования защитного устройства;
• N — количество электродов во всем контуре.

Материал, требуемый для устройства контура

Собирать контур можно из металлического материала:

1. уголка,
2. полосок, имеющих определенные размеры.

После установки заземления его обязательно должен проверить эксперт из независимой измерительной лаборатории. Строительную арматуру можно использовать в качестве естественного контура при наличии ее в несущих конструкциях здания. ПЭУ содержит специальный список конструкций, которые можно использовать в качестве естественного контура при создании защитных систем.

Для проверки работы всей конструкции необходимо общее значение и сопротивление вертикальных заземлителей и всей системы проверить специальными приборами. Доверить эту работу нужно независимым экспертам из электролаборатории. Чтобы конструкция надежно защищала весь объект, следует регулярно проводить замеры, проверяя их значение установленным нормативам.

Расчёт заземления

инструкция, таблицы и формулы для просчитывания сопротивления заземляющего устройства, пример вычисления и онлайн-калькулятор

Защита от статического электричества устанавливается в случаях работы оборудования из материалов, проводящих ток. Расчет контура заземления выполняется с учетом принятых стандартов.

Содержание

Открытьполное содержание

[ Скрыть]

Принципы и правила вычислений согласно ПУЭ

Перед рассчетом параметров заземления электрических проводников, а также их размеров, надо определить тип грунта. Рекомендуется использовать собранную установщиком информацию и постоянные значения, указанные в таблицах. При выполнении подсчетов нужно руководствоваться требованиями ГОСТа и Правилами устройства электроустановок (ПУЭ).

Порядок расчета и исходные данные

Для определения допустимого вертикального или горизонтального заземления следует:

1. Рассчитать контур.
2. Подготовить заземляющие электроды и проводники.
3. Воспользоваться формулами для расчета.

Определение оптимального контура защитного заземления

Для получения оптимального растекания напряжения подбирается форма контура. Устройство представляет собой прямую линию либо геометрическую фигуру.

Менее затратным вариантом при определении необходимого контура заземления будет использование линейной схемы, в соответствии с которой нужно только выкопать одну траншею.

В процессе эксплуатации показатели напряжения и формы растекания могут измениться, потому при расчетах используется поправочный коэффициент. Подходящим вариантом будет применение треугольной формы контура: монтаж электродных элементов выполняется по вершинам геометрической фигуры. Для частного домовладения достаточно будет использовать три электрода.

Алекс Жук подробно рассказал о вычислении параметров заземления, а также количества проводников и электродов.

Электроды и проводники — выбор и расчет

Вертикальные электродные элементы являются основными составляющими, которые учитываются при расчете контура заземления. Длина приспособлений определяется расстоянием между ними. Непосредственно от размера электродов зависит и величина сопротивления. Значение сечения определяется в соответствии с ПУЭ, в связи с этим необходимо создать максимально износостойкую систему.

При выборе нужных размеров нужно иметь ввиду, что чем бо́льшая часть электрода погружается в землю, тем более эффективным получится контур. Для увеличения метража повышается количество самих стержней или берутся элементы с более высокими показателями длины. Здесь потребитель выбирает самостоятельно, что ему сделать проще: установить много электродов в землю или забивать каждый из них максимально глубоко.

Правила выбора и расчета:

1. Длина электродных элементов выбирается с учетом того, что заземляться они должны не менее, чем на 0,5 м (среднее значение сезонного промерзания грунта). Установка стержня ниже этого показателя обеспечит корректную работу всех электрических приборов независимо от погодных условий.
2. Расстояние между вертикальными элементами. Показатель определяется конфигурацией контура, а также длиной составляющих.

Трехметровые электроды устанавливать сложнее. Оптимальным считается использование двухметровых элементов с небольшим отклонением в большую либо меньшую сторону.

Канал «Дни Решений» рассказал о теоретических особенностях определения параметров необходимого защитного заземления и нюансах создания контура.

Размеры материала для заземления

Подбор материалов начинается с расчета минимальной длины.

Формулы расчета

Для вычислений применяются формулы, исходя из характеристик заземлителя. Необходимо будет посчитать величину сопротивлений растекания тока, а также вертикального стержня.

Как определить сопротивление растеканию тока

Пример расчета приведен на изображении. Выбор формул зависит от расположения стержня электрода. Роль играет и вид логарифма.

Универсальная формула расчета сопротивления вертикального стержня

Обозначение символов:

• Рэкв — параметр эквивалентного сопротивления почвы, измеряющийся в Ом/м;
• d — диаметр изделия, мм;
• L — размер непосредственно стержня, измеряется в метрах;
• Т — значение расстояния от середины изделия до поверхности земли.

Таблицы вспомогательной информации для расчета заземления

Значение удельного сопротивления почвы зависит от степени влажности грунта. Для обеспечения максимальной стабильности заземлителя, а также предотвращения негативного воздействия погодных условий, его нужно установить на глубине 0,7 м.

Показатели для различных видов почвы.

Установку системы заземления необходимо производить так, чтобы стержень полностью проходил верхний слой почвы, а также часть нижнего. При этом надо учитывать сезонный климатический коэффициент.

Величина сопротивления грунта.

Расчет вертикальных заземлителей – таблица и формула

Расчет производится по формуле N=(R1*X)/R2. R2 представляет собой нормируемую величину сопротивления растекания тока электрода, который определяется стандартом ПТЭЭП (Правила технической эксплуатации установок потребителя).

Нормы, которых следует придерживаться.

Формула расчета горизонтального проводника

Коэффициенты использования заземлителей.

Канал «Не только СТРОЙКА» рассказал о методике ведения расчетов параметров заземления с помощью специальной программы индивидуально для каждого жилого дома.

Пример расчета контура заземления

Для изготовления заземлителя обычно используется металлический уголок длиной 2,5-3 метра и размером 50х50 мм. При установке расстояние между элементами должно соответствовать их длине, или 2,5-3 метра. Показатель сопротивления для глиняного грунта будет 60 Ом*м. Согласно таблице климатических зон, значение сезонности для средней полосы составит около 1,45. Сопротивление будет равно: 60*1,45=87 Ом*м.

Пошаговый алгоритм монтажа заземления:

1. Выкопать возле дома траншею по контуру глубиной 0,5 м.
2. Забить в ее дно металлический уголок. Габариты его полки подобрать с учетом условного диаметра электродного элемента, который вычисляется по формуле d=0.95*p=0.995*0.05=87 Ом*м.
3. Определить глубину залегания средней точки уголка: h=0.5*l+t=0,5*2,5*0,5=1,75 м.
4. Подставить данное значение в ранее описанную формулу для расчета величины сопротивления одного заземлителя. Полученный параметр в итоге составит 27,58 Ом.

Необходимое число электродов можно определить по формуле N=R1/(Kисп*Rнорм). В результате получится 7. Изначально в качестве Кисп применяется цифра 1. В соответствии с табличными данными, для семи заземлительных устройств значение составит 0,59. Подставив полученную величину в формулу расчета, получаем результат: для дачного участка необходимо использовать 12 электродных элементов.

Соответственно, производится новый перерасчет с учетом этого параметра. Кисп по таблице теперь составит 0,54. Если использовать это значение в формуле, то в результате получится 13 штук. Тогда величина сопротивления электродов будет равна 4 Ома.

Расчет заземляющего устройства в режиме онлайн

Ускорить расчетный процесс помогает применение онлайн-калькулятора.

Алгоритм работы:

1. Вычислить удельное сопротивление грунта ρ (1), учитывая его неоднородность. Для этого выбирать состав верхнего и нижнего слоя земли. Калькулятор сам подбирает необходимые значения для ρ1 и ρ2.
2. Указать климатическую зону (коэффициент k1) и ввести остальные параметры. R1 (2) и R2 (3) определяют сопротивление заземлителей — горизонтального и вертикального.
3. Провести расчет R (4) на основании полученных результатов.
4. Ознакомиться с итогом.

Рекомендуется проверить, соответствует ли нормам (ПУЭ 1.7.101) сопротивление заземляющих устройств. Если оно превышает допустимое значение, надо изменить исходные параметры. В частности, уменьшить или увеличить количество вертикальных заземлителей.

Видео

Канал «Pro Дом» рассказал об алгоритме проведения расчетов для установки заземлительных электродов в бумажном формате и выборе резисторов.

Продолжение примеров расчёта заземляющего устройства

  Наиболее востребованным расчёт заземления с сопротивлением не более 4 Ом., которое должно обеспечить надёжное сопротивление заземляющего устройства в любое время года, при линейных напряжениях 380 В., к которому присоединены нейтрали генератора или трансформатора, или выводы источника трёхфазного 380 В, или 220 В однофазного тока.

3.  Пример расчёта заземления с расположением заземлителей в ряд с нормированным сопротивлением ПУЭ до ρ_н  — 4 Ом·м:

Исходные данные для расчёта:

Почва — глина с удельным сопротивлением ρ — 60 Ом·м., II климатическая зона с ψ — 1,5 для вертикального электрода и ψ — 3,5 для горизонтальной полосы, вертикальные электроды: труба стальная d -50 мм., с толщиной стенки h — 4 мм., длина электрода L — 2,5 м., горизонтальная полоса: сталь шириной b — 60 мм., толщенной h — 4 мм., глубина траншеи равна t = 0,7 м., расстояния между заземляющими стержнями (предварительно) примем из соотношения a = 1хL.

1. Расчёт одиночного вертикального заземлителя:

где,  ρ_экв = Ψ·ρ = 1.5 · 60 = 90 Ом·м;    T = 0,5 · L + t = 0,5 · 2,5 + 0,7 = 1,95 м.

R_О  = 90 / (2π · 2,5) · (ln (2 · 2,5 / 0,050) + 0,5 · ln (4 · 1,95 + 2,5) / (4 · 1,95 — 2,5)) = 5,73 · (ln 100 + 0,5 · ln 1,943) = 28,29 Ом·м.,  примем R_o = R_в = 28,29 Ом·м.

2. Находим предварительное количество стержней вертикального заземления в ряд без учета сопротивления горизонтального заземления:

n = 28,29 /4 = 7,07 шт., находим по таблице 3 ближайшее значение, где n ≈ 7 шт., далее по таблице 3.2 выберем число электродов n = 6 шт., к их длине a = 1хL коэффициент спроса  η_В = 0,65, уточняем число электродов:

n = 28,29 / (4 · 0,65) = 10,88 шт; примем ближайшее значение по таблице 3, где кол. вертикальных электродов n = 10 шт., коэффициент спроса  η_В = 0,59.

3. Длину горизонтального заземлителя найдем исходя из количества заземлителей  расположенных в ряд, где а = 1 · L = 1 · 2,5 = 2,5 м;  L_Г = а · (n — 1) — в ряд, L_Г = 2,5 · (10 — 1) = 22,5 м; находим сопротивление растекания тока для горизонтального заземлителя, где коэффициент для II климатической зоны для горизонтального (полосового) заземлителя возьмём Ψ — 3,5:

 R_Г = 0,366 · (60 · 3,5 / 22,5 · 0,62) · lg (2 · 22,5² /0,060 · 0,7) = 5,51 · lg 24107,14 = 24,15 Ом·м, где коэффициент спроса по таблице 3 η_Г = 0,62, примем сопротивление горизонтального заземлителя R_Г = 24,15 Ом·м.

4.  Определим общее сопротивление вертикального заземлителя с учетом сопротивления растеканию тока горизонтальных заземлителей:

R_об =  (24,15 · 28,29) / (28,29 · 0,62) + (24,15 · 0,59 ·10) = 4,269 Ом·м, где R_об = 4,27  Ом·м, что не соответствует норме  сопротивление не более R_н = 4 Ом., учитывая погрешность расчёта можно оставить полученное значение, т.к. данный расчет следует применять как оценочный, для ООО и ИП обязательное проведения электроизмерений после окончания монтажа заземляющего устройства электролабораторией. Для нового устройства заземления рекомендуется развести пачку соли на ведро воды и пролить вертикальные электроды (один раствор на один электрод) до замера сопротивления, старый «дедовский» способ, улучшить растекание тока заземлителя и уменьшить сопротивление почти в два раза. 

 Для экономии места под заземлитель в данном случае воспользуемся расчётом использования параллельно уложенных полосовых заземлителей в ряд с исходными данными выше, где R₀ = 28,29 Ом·м.:

Примем предварительное количество стержней вертикального одного заземления в ряд без учета сопротивления горизонтального заземления:

n = 10 /2 = 5 шт.,  где коэффициент спроса  η_В = 0,7, длину горизонтального заземлителя найдем исходя из количества заземлителей  расположенных в один ряд, где а = 1 · L = 1 · 2,5 = 2,5 м;  L_Г = а · (n — 1) — в ряд, L_Г = 2,5· (5 — 1) = 10 м.

Находим сопротивление растекания тока для одного горизонтального заземлителя, где коэффициент спроса  η_Г = 0,74:

R_Г = 0,366 · (60 · 3,5 / 10 · 0,74) · lg (2 · 10² /0,060 · 0,7) = 5,51 · lg 476,19 = 27,81 Ом·м.

Определим общее сопротивление вертикального заземлителя с учетом сопротивления растеканию тока одного из горизонтальных заземлителей: 

R_об =  (27,81 · 28,29) / (28,29 · 0,74) + (27,81 · 0,7 ·5) = 6,65 Ом·м, где R_об = 6,65 Ом·м., далее опредилим сопротивление одного горизонтального заземлителя проложенного параллельно в  2 ряда, по таблице 9 ниже выбираем коэффициент влияния между полосами длиной 15 м. и расстоянием между ними 5 м.:

таблица 9         ¹) данные приближенные

тогда, заземление R_об  с двумя горизонтальными полосами проложенных параллельно: R_об =  6,65  / (2 · 0,83) = 4 Ом·м, что соответствует норме  сопротивление не более R_н = 4 Ом., где η — 0,83 коэффициент влияния.

 4.  Пример расчёта заземления с расположением заземлителей по контуру с нормированным сопротивлением ПУЭ до ρ_н  — 4 Ом·м. в неоднородном грунте:

В этом примере выбран грунт для расчёта двухслойный.

  Верхний грунт — песок с удельным сопротивлением ρ₁ — 500 Ом·м., толщина верхнего слоя грунта Н – 1 м., нижний слой грунта — глина с удельным сопротивлением ρ₂ — 60 Ом·м., II климатическая зона с ψ — 1,5 для вертикального электрода и ψ — 3,5 для горизонтальной полосы, вертикальные электроды: уголок b -50 мм. (d = 0.95 · b ≈ 0,05 м), с толщиной стенки h — 4 мм., длина электрода L — 2,5 м., горизонтальная полоса: сталь шириной b — 40 мм.(0,04 м), толщенной h — 4 мм., глубина траншеи равна t = 0,7 м., расстояния между заземляющими стержнями (предварительно) примем из соотношения a = 1хL.

1. Находим эквивалентное удельное сопротивление в неоднородном грунте (двухслойный) вертикального заземлителя:

ρ_экв = (1,5 · 500 · 60 ·  2,5) / (500 · (2,5 — 1 + 0,7) + 60 · (1 — 0,7))  = 100,63 Ом·м.

2. Расчёт одиночного вертикального заземлителя с найденным в двухслойном грунте удельным сопротивлением  ρ_экв = 100,63 Ом.:

R_О  = 100.63 / (2π · 2,5) · (ln (2 · 2,5 / 0,05) + 0,5 · ln (4 · 1,95 + 2,5) / (4 · 1,95 — 2,5)) = 6,41 · (ln 100 + 0,5 · ln 1,943) = 31,648 Ом·м., где T = 0,5 · L + t = 0,5 · 2,5 + 0,7 = 1,95 м.  Примем R_О = R_В = 31,65 Ом·м.,

3. Находим предварительное количество стержней вертикального заземления по контуру без учета сопротивления горизонтального заземления:

n = 31,65 /4 = 7,9 шт., находим по таблице 3 ближайшее значение, где n ≈ 8 шт., далее по таблице 3.2 выберем число электродов n = 10 шт., к их длине a = 1хL коэффициент спроса  η_В = 0,56, уточняем число электродов:

 n = 31,65/(4 · 0,56) = 14,13 шт; примем ближайшее значение в сторону увеличения по таблице 3, где кол. вертикальных электродов n = 20 шт., коэффициент спроса  η_В = 0,47.

4. Находим эквивалентное удельное сопротивление горизонтального заземлителя:

 Длину горизонтального заземлителя найдем исходя из количества заземлителей  расположенных по контуру, где а = 1 · L = 1 · 2,5 = 2,5 м; где  L_Г = а · n, L_Г = 2,5 · 20 = 50 м; находим сопротивление растекания тока для горизонтального заземлителя, где коэффициент для II климатической зоны для горизонтального (полосового) заземлителя возьмём Ψ — 3,5:

 R_Г = 0,366 · (500 · 3,5 / 50 · 0,27) · lg (2 · 50² /0,040 · 0,7) = 47,44 · lg 178571,42 = 249,45 Ом·м, где коэффициент спроса по таблице 3 η_Г = 0,27, примем сопротивление горизонтального заземлителя R_Г =  249,45 Ом·м.

5. Находим общее сопротивление вертикального заземлителя с учетом сопротивления растеканию тока горизонтальных заземлителей:

R_об =  (249,45 · 31,65) / (31,65 · 0,27) + (249,45 · 0,47 ·20) = 3,354 Ом·м, где R_об = 3,35  Ом·м,  что соответствует норме  сопротивление не более R_н = 4 Ом.,

   Посмотреть ⇒                Рисунки к примерам расчёта заземления

Примечание: данный раздел пока находится в разработке, могут быть опечатки. 

Вернутся:

на страницу  ⇒   Системы заземляющих устройств

на страницу  ⇒      Глубине промерзания грунта заземляющих устройств

на страницу  ⇒    Расчёт заземляющих устройств

на страницу  ⇒  Примеры расчёта заземления

Перейти в раздел:  ⇒ Паспорт ЗУ, Акт освидетельствования скрытых работ, Протокол испытания ЗУ

Расчет заземления

2017-07-28 Теория  

В продолжении темы заземления (системы заземления, системы уравнивания потенциалов) в этой статье коснемся методики правильного расчета защитного заземления, но для начала вспомним что такое защитное заземление и для чего оно применяется.

Защитное заземление — это преднамеренное электрическое соединение с землёй металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением.

Для чего это надо? А надо это для предотвращения поражения людей электрическим током при прикосновении к металлическим частям, оказавшемся под напряжением вследствии нарушения изоляции. Если бы заземление отсутствовало, то человек, стоя на земле и прикоснувшись рукой к корпусу такого прибора, мог бы запросто получить удар током. А при наличии заземляющего контура, в случае пробоя на корпус, ток будет утекать в землю по заземляющему проводнику, так как сопротивление заземляющего контура намного меньше, чем сопротивление человека и соответственно уже не принесет такого вреда.

Вот вкратце то, что касается назначения защитного заземления. А теперь перейдем к методике расчета.

Расчет заземления делается для определения числа заземляющих стержней и длины горизонтальных пластин, которыми эти стержни соединяются. Сам расчет сводится к определению сопротивления растекания тока заземлителя.

Сопротивление растекания — это сопротивление, которое оказывает току грунт.

На практике это сопротивление относят не к грунту, а к заземлителю, поэтому чаще используют термин сопротивление заземлителя.

Rзм — сопротивления заземлителя, Uзм — напряжение на заземлителе, Iзм — ток, протекающий через заземлитель.

Это сопротивление зависит от конструкции заземлителя, размеров и количества заземляющих проводников, глубины их заложения и проводимости грунта. Чем меньше будет сопротивление, тем меньше будет величина опасного потенциала на корпусе.

Различаются два типа заземления — выносное и контурное. Выносное заземление делается за пределами площадки, на которой находится заземляемое оборудование. Контурное заземление выполняется по контуру площадки с заземляемым оборудованием, а также внутри площадки.

Выносное и контурное заземление

В качестве заземлителей ПУЭ рекомендует использовать естественные заземлители, в качестве которых могут быть использованы металлические конструкции зданий, соединенные с землей, трубопроводы (кроме тех, что применяются для транспортировки горючих и взрывных жидкостей и газов), металлические оболочки кабелей (за исключением алюминиевых), обсадные трубы и т.п. Если сопротивление естественных заземлителей удовлетворяет требуемым нормам (меньше 10 или 4 Ом, в зависимости от нагрузки), то устройство искусственных заземлителей не требуется.

В случае, если естественные заземлители не соответствуют требуемым нормам, либо нет возможности их использовать, применяют искуственные заземлители. В качестве искуственных заземлителей могут применяться уголок 50Х50, 60Х60 с толщиной стенки не менее 4мм, стальная труба с толщиной стенки не менее 3,5мм, пруток – 10 мм2 и т.д. Для соединения стержней используется стальная полоса толщиной не менее 4 мм и сечением не менее 48 мм2. Конечно в продаже имеются уже готовые комплекты для заземления, состоящие из омедненных штырей с резьбовым соединением, которые удобны в монтаже и весьма долговечны, но стоят они недешево.

Длина заземляющего стержня должна быть не менее 1,5 — 2м. Заземляющие стержни забиваются в землю на такую глубину, при которой от верхнего конца заземлителя до поверхности земли остаётся 0,5 — 0,8 м. Расстояние между стержнями берется из соотношения их длины — a = 1хL; a = 2хL; a = 3хL где a — расстояния между стержнями; L — длина стержня, 1 — 3 соотношение.

Формула для определения сопротивление растекания тока одного вертикального заземлителя (стержня) имеет такой вид:

Pэкв — эквивалентное удельное сопротивление грунта, L – длина стержня, d –диаметр стержня, Т – расстояние от поверхности земли до середины стержня.

В случае установки заземляющего устройства в неоднородный грунт (двухслойный), эквивалентное удельное сопротивление грунта находится по формуле:

Ψ — сезонный климатический коэффициент, ρ1, ρ2 – удельное сопротивления верхнего и нижнего слоя грунта соответственно, Н – толщина верхнего слоя грунта, t — заглубление вертикального заземлителя (глубина траншеи) t = 0.7 м.

Приблизительное удельное сопротивление грунта

Заглубление горизонтального заземлителя находится по формуле:

Количество необходимых заземлителей без учета сопротивления горизонтального заземления определяется по формулам:

Rн — нормируемое сопротивление растеканию тока заземляющего устройства, Ψ – коэффициент сезонности вертикального заземлителя.

Наибольшее допустимое значение сопротивления заземляющих устройств

Формула для сопротивление растекания тока для горизонтального заземлителя:

Lг, b – длина и ширина заземлителя; Ψ – коэффициент сезонности горизонтального заземлителя; ηг – коэффициент спроса горизонтальных заземлителей

Lг — длину самого горизонтального заземлителя находим исходя из количества заземлителей:

Lг = а · (n — 1) — в ряд; Lг = а · n — по контуру;

а — расстояние между заземляющими стержнями, n — количество заземлителей.

Далее находим сопротивление вертикального заземлителя с учетом сопротивления растеканию тока горизонтальных заземлителей:

Полное количество вертикальных заземлителей определяется по формуле:

ηв – коэффициент спроса вертикальных заземлителей.

Полученное при расчете количество вертикальных заземлителей округляется до ближайшего большего.

Конечно такая методика расчета заземления довольно сложна и вряд ли будет использоваться домашним мастером, поэтому я предлагаю в качестве альтернативы использовать для расчета программу Электрик v7.0.

Вебинар «Расчёт заземляющих устройств», страница 3

Последняя вещь, о которой я хотел бы с вами обязательно разговаривать, это вот какая вещь. Расчёт больших контуров заземления, расчёт сеток. Расчёт сеток, если его делать с помощью компьютера, так как я показывал, он будет сделан без всяких проблем за те времена, о которых я говорил. Но очень часто в руках инженера этого компьютера нет и программы такой пока под руками нет. И тогда надо использовать какую-нибудь приближенную формулу. По белу свету гуляет приближенная формула Оллендорфа — Лорана, которая представляется в таком виде. Удельное сопротивление грунта делится на корень из площади сетки и делится на длину всех электродов из которых состоит сетка. Эта расчетная формула рекомендуется очень многими расчетными пособиями. И я даже знаю, в Интернете гуляют программы, в которых на самом деле никакого точного расчета нет, а есть только одно единственное. По этой формуле считают такие сетки. Чего в этой формуле нет? Обратите внимание. В этой формуле нет радиуса проводников сетки и это правильно. Потому что проверка показывает, что влияет это дело очень слабо. И нет еще одной вещи. Вообще говоря, здесь не фигурируют длина и ширина сетки. Спрашивается: длина и ширина сетки, если будет меняться, расчет по этой приближенной формуле и по точной, будет ли каким-нибудь образом отличаться? Будет ли эта формула врать? Такую проверку мы сделали перед этим семинаром, смотрите, что получается. У меня есть такая вещь. Длина сетки 100 м, а ширину сетки я меняю. Видите? Вот так. И сопротивление заземления меняется по той красной кривой, а формула Оллендорфа Лорана, это черная кривая. Для квадратных сеток вот здесь, ошибка очень небольшая, на нее вполне можно наплевать. Но если у вас сетка нетиповая, если у вас эта сетка вытянута в длину, то вы можете ошибиться, грубо говоря, в раза 2. И когда вы применяете формулу Лорана, а ее вполне можно применять, имейте в виду, для квадратных сеток она врать не будет.

Наконец последнее. Очень часто, очень часто говорят, что лучше считать для двухслойных и многослойных грунтов. Вне всяких сомнений, лучше считать для многослойных грунтов. Простейшая ситуация — у вас есть определенной величины грунт сопротивлением р1 и следующий грунт сопротивлением р2. И вы находитесь, например, в грунте сопротивлением р1, он у вас ток попадает в грунт сопротивлением р2, обязательно. Можно ли считать такие задачи — безусловно можно, он считаются эти задачи методом зеркальных отражений. Сначала отсюда сюда, потом отсюда сюда, потом отсюда сюда, потом отсюда сюда и так далее. У вас получается та же система уравнений с потенциальными коэффициентами, но каждая из этих потенциальных коэффициентов выражается в виде бесконечного ряда. Для практических расчетов достаточно примерно, 10 — 20 рядов этого ряда. Но если учесть, что у вас есть несколько потенциальных коэффициентов и каждый потенциальный коэффициент нужно считать рядом, у которого рядом 20, 30, 40 членов, расчеты получаются такие, которые легко делаются современным компьютером, но не в коем случае не делаются в ручную. И рассчитывать, что такой расчет можно провести вручную или можно провести с помощью каких-нибудь поправочных коэффициентов, это конечно абсурд. Теперь в заключение я хочу сказать вам вот какую вещь. Одну из программ, по которой можно считать, то , что я рассказал, мы передали проекту ZANDZ. И я надеюсь, что проект ZANDZ выложит эту программу в каком-то виде для использования. Это расчет по такой программе никакой сложности не представляет, но этот расчет полезен тем, что просчитывая разные варианты, вы можете, во-первых, понять какие заземлители эффективны, а какие нет и тем самым сэкономить железо. Потому что ведь если заземлитель зафиксирован плохо, если коэффициент использования заземлителя малы, то это значит, что вы в землю закапываете железо в буквальном смысле этого слова. И наконец, второе дело — все эти программы, все без исключения пригодны для того, чтобы считать шаговое напряжение и напряжение прикосновения. Я здесь ничего не говорил, совершенно сознательно о том, как считать напряжение шага и напряжение прикосновения, но считать их важно, вот по какой причине. Все несчастные случаи с людьми и животными, которые происходят в природе, на 99% связаны с воздействием напряжения шага и прикосновения.

Блок вопросов и ответов

Я готов отвечать на вопросы, хотя я понимаю, что задавать вопросы по тексту, который здесь излагался и в основном то излагались то расчетные формулы, это конечно дело непростое. Надежда, есть у нас какие-нибудь вопросы или как?

— Да. Всем добрый день. Один пока поступил вопрос. Как влияет материал электродов заземлителя на расчёты?

— Спасибо большое. Вообще, вы знаете, это замечательный вопрос. Это замечательный вопрос и я виноват, что я не сказал об этом. Вот в чем дело. Удельное сопротивление земли — это величина где-нибудь на уровне 100Ом*м. Скажем, если это чернозем — 70 Ом*м, если это какой-нибудь мокрый суглинок — это 200 Ом*м. То есть цифры удельного сопротивления хорошего грунта — это величина около 100 Ом*м. Удельное сопротивление металла, даже самого заурядного — чёрной стали — это 10 в минус 7 Ом*м. Итого, любой металл, какой хотите, он примерно в миллиард раз более качественный проводник, чем земля. Поэтому какой металл вы возьмете для расчета не имеет ровным счетом никакого значения. Рассчитывая сопротивление заземления без больших погрешностей, любой металл можно считать сверх проводником и можно считать по этой причине, что потенциал любой точки на вашем заземлителе в стационарном режиме есть величина совершенно одинаковая. Поэтому в этом смысле расчёт сопротивления заземления может проводится в предположении, что все заземляющие электроды при постоянном токе обладают нулевым удельным сопротивлением. Это надо было сказать сначала. Это моя вина. Есть там ещё что-нибудь?

— Да. Коллеги активизировались, вопросы посыпались. Как считать угловой профиль?

— Как проводить расчёт углового профиля?

— Да.

— Вы знаете, какое дело. Для углового профиля ситуация вот какая. Вы хотите знать какой эквивалентный радиус надо поставить в расчетную формулу, имея в виду угловой проводник. То есть используете уголок. В большинстве справочников этот радиус выбирается в половину размера уголка. Почему здесь не занимаются ловлей блох? Дело в том, что радиус входит под логарифм и значение этого радиуса, если вы измерите в пределах 10%, мало что изменится, потому что величина под логарифмом стоит длины электрода деленная на радиус. И сама величина от радиуса меняется, а логарифм ее меняется очень мало. Поэтому в большинстве практических расчетов берут вот такую вещь. Берут и вместо длины уголка, берут радиус равный половине длине. Вы можете поступить вот каким образом, если вам хочется более точно что-то сделать. Посчитайте площадь этого уголка и возьмите эквивалентный радиус по этой площади, получится практически одно и то же.

— Так. Вопросы прямо сыпятся, поэтому по возможности, давайте кратко отвечать. Какое все-таки оптимальное расстояние между электродами лучше выбрать? То есть кратное длине? Какая кратность?

— Вот, что бы я вам посоветовал. Я бы вам посоветовал такую вещь. Никогда не брать расстояние между электродами меньше, чем их длина. В этом случае у вас конечно электрод будет экранировать, но как я показывал в расчете, показывал токи в них при расстоянии сопоставимой с их длиной, получаются практически одинаковые. А Это значит, что электроды друг на друга почти не влияют. Такое правило — расстояние между электродами — это примерно их длина, а она вполне годится, чтобы делать практические контуры заземления.

— Так. Какие пособия вы порекомендуете для расчёта заземляющих устройств?

— Что?

— Какие пособия, пособия для расчета заземляющих устройств?

— С пособиями очень плохо. Вы знаете, сейчас мы готовим статью, которую проект ZANDZ поместит на своем сайте. Все, что я изложил вам, но только подробно и с деталями будет в этой самой статье. Потому что, если взять всякие книжки касающиеся расчета сопротивления заземления. Это, как правило, книжки по электробезопасности. Там вы найдете расчеты только через коэффициент использования и эти расчеты плохие, на них точно ориентироваться не следует. Но вот какое дело. Я говорил, что расчет сопротивления заземления и расчет электрической емкости — это практически один и тот же расчет. Расчет емкости и расчет величины обратно пропорционально сопротивлению заземления или единица, деленная на сопротивления заземления. Это одно и тоже. И на этот счет есть очень хороший справочник по расчету электрической ёмкости, написанной Йосселем, а второго автора я, к сожалению, не припомню. Но если вы залезете в Интернет, то в Интернете вы, безусловно, найдете. Там перед формулами существует теория, расчетная теория, которая, на мой взгляд, очень полезна, во всяком случае, когда я хотел специализироваться в сопротивлении заземлений, я в эту книжку Йосселя лазил неоднократно.

— Вопрос. Можно ли использовать эквивалентное удельное сопротивление грунта для расчета сопротивления заземлителя в многослойном грунте?

— Конечно. Конечно, можно. Более того, практически так и делают. Вы знаете, вот в чём все дело. Многослойный грунт это, в общем, в какой-то степени мистификация. Потому что метод оценки сопротивления заземления этих слоев настолько несовершенен, что я бы вообще по-другому не поступил, а использовал бы расчёт по эквивалентному сопротивлению. Потому что все остальное, при их приближенных расшифровках методах вертикального электрического зондирования, которым все это определяется, это простоя ловля блох.

— Особенности расчёта заземляющих устройств в вечно мерзлом грунте?

— Есть ли смысл в применении больших металлических пластинах для заземления?

— Слушайте. Все-таки отвечу так. Я не вижу смысла использовать большие металлические пластины. Если у вас это большая металлическая пластина получилась автоматом. Автоматом — вот каким образом. У вас строится высотное здание. В высотном здании кладется фундаментная плита. Эта фундаментная плита, она сделана из нормированного железобетона. Арматура этого железобетона, она по сути дела абсолютно эквивалентна к такой сплошной плите. Тогда — да, эта плита должна использоваться как такой пластинчатый заземлитель. Но если вы сами хотите положить такую металлическую плиту, то примерно 95% металла вы истратите за зря. Потому что, если вы просчитаете такую вещь — возьмите сетку и начинайте уменьшать размеры ее ячеек, а габариты сетки внешней оставляйте без изменений. Вы увидите, что после того, как вы уйдете на некоторое расстояние, у вас уменьшение размеров ячеек сетки перестанет вообще практически влиять на сопротивление заземления. Это значит, что металл вы закладываете впустую. Делать этого точно не стоит. Но если это получилось автоматом, то Слава Богу.

— Также был вопрос по такой же методике, о которой вы рассказали считаются ли глубинные заземлители?

— Глубинный заземлитель. Посмотрите. Я сейчас вернусь к слайду. К этому слайду.

Посмотрите. В том, что здесь написано никаких запретов на величину h не существует вообще. Вы можете считать по этим расчетным соотношениям любой стержневой глубинный заземлитель. Никаких здесь запретов нет. Единственное только удельное сопротивление грунта надо ставить как эквивалентное сопротивление для того места, где находится глубинный заземлитель. Все, все остальное годится.

— Был вопрос. Есть ли учет влажности грунта по глубине?

— Понимаете, какое дело. В той теории, которую мы разбираем, и другого выхода нет, мы оперируем значением удельного сопротивления заземления. Оно, конечно, зависит от влажности. И вы можете учесть эту зависимость, введя разные сопротивления заземления и разные эквивалентные сопротивления заземления разной глубины расположения слоев. Но фигурировать влажность в той методике расчёта теории электрического поля постоянного тока, она конечно не может. Она фигурирует только в величине удельного сопротивления грунта. В р, в него вложена эта влажность.

— Так. Ещё был вопрос. На объекте используются металлические сваи, трубы и для уплотнения применяется вязкоцементная смесь. Можно ли пренебречь этим окружающим материалом и считать заземлитель как будто он находится в грунте?

— Полагаю, что да. Полагаю, что можно использовать, потому что я не представляю себе вот какой вещи. Ведь вряд ли эта упрочняющая смесь будет занимать размеры больше метра, двух метров. Такого быть не может. А если это так, то в эту смесь войдет из почвы продиффундирует та влага, которая есть в окружающем грунте и если вы знает удельное сопротивление грунта, то с чистой совестью можно считать никакой вязкоцементной смеси у вас нет, а существует тот грунт, который в этом месте намерен. Не сомневаюсь, что это правильно.

— Так. Ещё был вопрос про разность потенциалов на несвязанных между собой заземлителях. Как её определить? Между двумя заземляющими устройствами не связанными между собой.

— Ещё раз спасибо за замечательный совершенно вопрос. Знаете, действительно очень хороший вопрос. Делается это следующим образом. Считается единый заземлитель. Один заземлитель, тот, в который вы ввели ток, а второй заземлитель в нем никакого тока нет. То есть, есть ток в его электродах, но сумма токов этих электродов должна быть предписана равным нулю. Понимает. Потому что ток к этому соседнему заземлителю не поступает. И вот вы пишите систему уравнений. Дальше считая, что сумма токов в заземлителе не равна нулю, а она равна тому току, который туда поступает. А в соседнем заземлителе токи в электродах есть, но сумма этих токов равна нулю, потому что туда ток не поступает. И если вы такую систему решите, то вы найдете две вещи. Вы найдете потенциал заземлителя, который опускает ток в землю, и найдете потенциал другого заземлителя, который ток в землю не пропускает, а болтается как некий пассивный элемент. У нас у самих есть специальная программа, которая позволяет это дело сделать автоматом просто. Если это действительно вопрос нужен, с какой-то целью серьезной, я рекомендую записать вам тот телефон, который я вам сейчас продиктую, и мы вам поможем в этом узком вопросе, потому что вопрос этот очень специальный. Телефон такой: 495-код Москвы-770-31-59. Еще раз повторю 770-31-59. Это мой личный телефон, пожалуйста, не звоните мне в пятницу. Я практически никогда не бываю в своем рабочем кабинете. Программа у нас есть, и мы специально занимались этим вопросом. Я могу сказать вам следующую вещь только, чтобы вы чувствовали суть проблемы. Если эти заземлители находятся на расстоянии метров 20 друг от друга и примерно сопоставимы по площади, то туда может затечь хорошие десятки процентов того тока, который вы опускаете в землю. То есть влияние заметное будет. Есть еще вопросы?

— Да. Вопрос. Объект находится на скале. Заземление выполнено в виде двух пластин брошенных в воду. Как рассчитывать?

— Этому вопросу приходится давать два ответа. Первый ответ сопротивление заземления постоянному току. Если это сопротивление заземления постоянному току то, то что вы со скалы бросили длинный проводник, который упал в воду, то сопротивление этого проводника самого от скалы до воды никакого особого значения не имеет. И тогда вы просто рассчитываете сопротивление заземления пластины. Кстати, оно во всех справочниках существует переписанное, потому что есть сопротивление заземления емкости, а если есть расчет сопротивления емкости, пластину рассчитывают точно так же. Поэтому во всех справочных изданиях сопротивление заземления пластины есть. И берете удельное сопротивление воды. Удельное сопротивление воды зависит от того какая это вода, потому что если эта вода к примеру Московская, это примерно будет 20 Ом*м, если вода Питерская, более мягкая, это будет 40 примерно Ом*м. А если это вода Черноморская, в Крыму, то это будет примерно 2 Ом*м. Сопротивление заземления воды вы узнаете вашей и просто посчитаете. Но есть второй момент. Если этот заземлитель используется для отвода тока молнии. Тогда проблемы очень серьезные. Проблема очень серьезная, вот по какой причине. Если у вас скала высокая, скажем, имеет высоту 100 м, например. То в этом случае волна тока дойдет до заземлителя со скоростью 300м за микросекунду, и значит эти 100 м она пробежит за время примерно, 1/3 мкс. И в течение этой 1/3 мкс сопротивление заземления тока молнии будет равно волновому сопротивлению провода, который болтается в воздухе. Это будет примерно 300, минимум 200 Ом. Когда волна добежит до волны и отразится назад и пробежит еще одну 1/3 мкс, только тогда молния почувствует, что сопротивление заземления снизилось до той величины, которая обеспечивает вода. У вас это произойдёт с задержкой примерно в 2/3мкрсек, в течении которых ток у молнии может вырасти до абсолютно максимального значения. Вполне до максимального значения. Это значит, что ваш заземлитель такой будет работать с таким запаздыванием. Это очень неприятно. И с позиции техники безопасности и с позиции защит той аппаратуры, для которой он предназначен. Поэтому у этой задачи два ответа.

— Коллега слышал про химический способ, то есть вырывается некий котлован, в который заливается химический состав, который потом застывает. Насколько это эффективно?

— Я тоже слышал про этот химический способ. На последней конференции по молниезащите одна из наших российских фирм предлагала делать то, что вы говорите, но немного только попроще. У них делается скважина. В скважину под давлением задавливается массу, которая состоит из графита и связующих компонентов. В результате этого в грунте образуется бомбуля размером в несколько метров, которая используется, как контур заземления. Они рекламировали такие свои вещи и считали, что бомбуля эта долгоживущая и по крайней мере в течение какого-то количества лет, порядка 10, она может использоваться как металлический заземлитель. Эта вещь, просто так от нее не отмахнешься. Есть второй момент. Второй момент, вот какой. Когда вы в этот самый выкопанный резервуар заливаете какую-то жидкую смесь, и в этой жидкой смеси получает очень низкое сопротивление заземления. Вы его действительно получите, но диффузия жидких компонентов в грунте будет происходить достаточно быстро. Я так подозреваю, что на следующий грозовой сезон, у вас от этой жидкой смеси мало что останется. Вот такой неопределенный ответ, потому что я не знаю, о каком конкретном устройстве вы говорите.

— Поступил вопрос вследствие вашего ответа про заземление в воду. Аналогична ли ситуация со зданием, когда молниеотвод находится на высоком здании?

— И насколько я старалась не пропускать вопросы. Последний вопрос. Как выполнить заземление на карьере, где гравий до 100 м глубиной?

— Вы знаете, какое дело? Есть два варианта. Один вариант — это вот какой. Сделать выносное заземление, уйдя из этого карьера. Но проблема будет та же самая. Длина проводников до заземляющих устройств будет на уровне сотни метров. И этот заземлитель будет работать с запаздыванием. Для тока молнии это важно. А для соображений электробезопасности при растекании тока обычного ничего страшного в этом нет. И второй вариант — это сверлить еще глубже. Потому что сделать насыпной грунт вы можете и более того делают насыпные грунты. Я видел собственными глазами, где сделали насыпной грунт, примерно, следующих размеров. Толщина насыпного слоя, примерно, 3 м, возили самосвалами. Размеры 0,5 км на 0,5 км и там устроили контур заземления. Это было у Финской границы. Но дорого очень. Знаю еще один вариант. В районе Жигулей, в Самаре, когда делали один из жилых районов, оказалось, что эта выделенная земля — это просто скала. И надо делать заземление подстанции было и заземление по электробезопасности. Поставили в Волгу земснаряд. И значит, земснарядом формировали четырех метровую подушку на этой скале по толщине. Опять же очень дорого. А что дешевого можно сделать, я не знаю.

— Есть ли какие-то нормирующие документы, которые регламентируют размер щебня или гравия для засыпки грунта?

— Я такого не знаю.

— И вопрос. Можно ли учитывать сезонные коэффициенты?

— Сезонные коэффициенты можно и нужно учитывать. Обязательно можно и нужно учитывать. И сезонные коэффициенты это вот какая штука. Понимаете, какое дело? Чем меньший по геометрическим размерам у вас заземлитель, тем более значим для него сезонный коэффициент, но об этом шла речь на предыдущем семинаре. И я на предыдущем семинаре старался показать, что получается с сезонными коэффициентами в случае, когда у вас заземлитель имеет маленькую площадь и когда заземлитель имеет большую площадь. Для заземлителя большой площадью сезонные коэффициенты сводятся примерно к десятку, в лучшем случае к паре десятков процентов. Я имею в виду контур заземления размером, скажем, 200 * 200 м. Контур заземления подстанции, контур заземления завода. Но если заземлитель — два стержня вбили в грунт, то у вас сезонные коэффициенты изменения сопротивления заземления будут на уровне нескольких крат. Фирма, в которой мы сейчас с вами сидим через Интернет, она проводила такие измерения, закопав в грунт шину длиной в 3 м в наших российских условиях. За этой шиной фирма отслеживала в течение целого года. За этот год сезонные изменения произошли примерно в пределах в двух раз, здесь у нас в Подмосковье. Это проект ZANDZ делал, пока не опубликовал еще эти результаты.

Большое вам спасибо за внимание. Мне очень хотелось бы, чтобы все критические замечания, которые у вас есть, мы услышали бы от вас. Ради Бога не церемоньтесь, ладно? Если вы чувствуете, что что-нибудь не так, говорите об этом. И еще. У нас есть идея сосредотачиваться теперь на молниезащите конкретных совершенно объектов нашей техники. Как вам эта идея? Нравится или нет? Если вы на этот счет выскажетесь тоже, мы тоже будем вам благодарны. Ещё раз спасибо за внимание.

У вас остались вопросы? Задайте их нашим техническим специалистам и вы получите развернутые аргументированные ответы.

Калькулятор расчета заземления онлайн и контура с отчетом

Особенности использования онлайн калькулятора по расчету заземления

При помощи заземления понижают напряжение прикосновения до показателей не опасных для человека.

Рассчитывают заземление для определения сопротивления контура заземления, показателей его величины.

Для вычисления базовых показателей защищающего заземления рассчитывают сопротивление растекания тока заземлителя. На этот показатель непосредственно влияет величина и число заземлителей, отдаление между ними, углубленность их закладки и токопроводящие свойства почвы.

Существует множество самых разных методик для вычисления системы заземления. Все они подразумевают сложные вычисления с учетом большого количества значений и требуемых вычислений.

Для максимального облегчения этой задачи можно воспользоваться онлайн-калькулятором для расчета контура заземления данных показателей в двухслойной почве.

Инструкция

Для выполнения расчетов в специальные поля необходимо внести исходные показатели:

1. Почва верхнего слоя грунта. Удельное сопротивление грунта изменяется при разном его составе (песчаная почва, супесь, суглинок, глина, чернозем и т.д.) и степени увлажненности (сухой, умеренно, сильно увлажненный и т.д.). Это значение необходимо выбрать из выпадающего меню.
2. Климатический коэффициент. Он зависит от климатической зоны. Его значение также выбирается из выпадающего меню. Свою климатическую зону можно определить, воспользовавшись таблицей.

3. Нижний слой грунта. Данный показатель выбирается аналогично п.1.
4. Численный показатель вертикальных заземлителей.
5. Углубленность поверхностной толщи грунта, м.
6. Метраж вертикального заземлителя, м. Для защиты заземлителя от климатических воздействий, величина этого показателя должна составлять не менее 1,5 – 2 м.
7. Глубина горизонтального заземления, м. По той же причине, это заземление располагают на глубине более 0,7 м.
8. Длина соединительной полосы, м.
9. Диаметр вертикального заземлителя, м., зависит от материала, из которого он будет выполнен: полоска 12х4 – 48 мм2; уголок 4х4; стальной стержень (диаметр) – 10 мм2; стальная труба (толщина стенки) – 3,5 мм.
10. Ширина горизонтального заземлителя, м.

Пользователю достаточно выполнить ряд несложных действий, а программа сама рассчитает следующие показатели и приведет подробный отчет:

• удельное электросопротивление земли;
• сопротивление единичного вертикального заземлителя;
• длина горизонтального заземлителя и его сопротивление;
• общее сопротивление растеканию электрического тока.

Изолятор контура заземления

Изолятор контура заземления предотвращает помехи в цепи контура заземления. Цепь контура заземления — это цепь, в которой две или более цепи подключены к одному и тому же заземляющему проводу. В идеале все цепи в цепи заземления имеют одинаковый потенциал напряжения. Однако, если заземляющий провод имеет значительное сопротивление и ток, напряжение второй цепи будет немного ниже, чем первая, вызывая разницу напряжений, из-за которой заземляющий провод больше не имеет потенциала земли.Это называется помехой и может быть опасным, неэффективным и мешать работе многих электрических систем.

Как работают изоляторы контура заземления

Изоляторы контура заземления

предотвращают помехи в электрических цепях контура заземления за счет использования небольшого трансформатора, который повышает или понижает напряжения каждой цепи в контуре заземления в зависимости от того, положительная или отрицательная разница напряжений. Изоляторы контура заземления имеют соотношение 1: 1, что означает, что они производят выход, равный их входу.Это позволяет изолятору контура заземления блокировать любые всплески напряжения, которые могут создавать помехи для электрических сигналов цепи.

Приложения

Изоляторы контура заземления используются в различных электрических системах, особенно в аудио / видео устройствах. В большинстве акустических систем используется контур заземления для соединения двух или более динамиков, и разница в напряжении между ними часто является причиной слышимого звука во время звука. Этот гул также можно услышать в автомобильных стереосистемах, в которых частота гула зависит от числа оборотов двигателя.Однако помехи могут быть гораздо более серьезными, чем это, например, в случае трансформаторов и других систем электроснабжения, которые используют контур заземления, чтобы предотвратить поражение пользователей электрическим током. Изоляторы контура заземления также используются в антенных системах и маршрутизаторах, в которых используется более одной антенны для предотвращения радиопомех от самого устройства.

Преимущества

Изоляторы контура заземления предотвращают нежелательные шумы в аудио / видео системах, а также гул, создаваемый автомобильным генератором переменного тока.Они также предотвращают опасное взаимодействие между пользователями и высоковольтными электрическими системами, которые должны быть безопасными. Изоляторы контура заземления чрезвычайно дешевы и могут означать разницу между высококачественной электрической цепью и плохой.

.

Расчет контура заземления Скачать бесплатно для Windows

Расчет контура заземления

в программном информере

Конструкция контура заземления используется для проектирования систем геотермальных тепловых насосов.

Конструкция контура заземления — это … насос и теплообменник заземления… Калькулятор теплопроводности

1
Томас Рихманн и Джеральд Рихманн
220

Условно-бесплатное ПО

Loop Recorder предназначен для записи песен с радио. В режиме цикла бесконечная запись в ….

93
Томас Рихманн и Джеральд Рихманн
23

Loop Recorder Pro разработан для непрерывного архивирования аудио 24 часа / 7 дней.

1
Немецкая компания IT Development Ltd.
36

Микшируйте свой собственный луп с помощью этого звукового модуля.

1
Apollo Fire Detectors Ltd
152

Бесплатное ПО

Рассчитайте загрузку продуктов Apollo в любой цепи с помощью этой бесплатной программы.

2
Компания Gulf Security Technology Co., ООО
12

Бесплатное ПО

Рассчитывает количество устройств и потребляемую мощность в системах пожарной сигнализации GST.

26
Kymerical
1

Условно-бесплатное ПО

Утилита для воспроизведения и зацикливания файлов wav. Отображает список дерева каталогов для легкого доступа к wav sa ….

Подробнее Расчет контура заземления

Расчет контура заземления, введение

1
Инструменты Техаса
45

Бесплатное ПО

Он вычисляет значения компонентов для конструкции фильтра контура ФАПЧ.

1
Хочики Европа
215

Бесплатное ПО

Калькулятор петли

позволяет проектировщику пожарной системы определять длину петли.

Системы HFP
60

Бесплатное ПО

Позволяет разработчику / разработчику пожарной системы определять длину шлейфа.

Apollo Fire Detectors Ltd
13

Бесплатное ПО

Рассчитывает общую нагрузку контура в предлагаемой системе обнаружения пожара Discovery.

GFE — Global Fire Equipment SA
60

Бесплатное ПО

Он предназначен для моделирования условий в установках обнаружения пожара GFE.

3
Оксфордский университет
505

Бесплатное ПО

Инструмент для оценки чувствительности к инсулину (% S) и функции бета-клеток (% B).

40
JustPip.com
1,084

Бесплатное ПО

Калькулятор для проверки пригодности или совместимости пар.

Дополнительные заголовки, содержащие расчет контура заземления

4
Sonic Foundry, Inc.
9

Условно-бесплатное ПО

Представляем ACID, прорывный инструмент для создания музыки на основе петель от Sonic Foundry.С петлей-обводом ….

Plastic Service GmbH
25

Бесплатное ПО

Программа конфигурации для одноконтурных и многоконтурных контроллеров PSG от sysTemp.

1
Хочики
12

Бесплатное ПО

В программном обеспечении True Loop Emulator можно создать «виртуальный» цикл.

Легкая цена Pro

Бесплатное ПО

Ground Workers ™ был разработан специально для наземных рабочих.

5
OpenSeesPL
37

Бесплатное ПО

Это пре- и постпроцессор для трехмерного отклика на грунт и грунт.

1
Roadscanners Oy

Коммерческий

Программное обеспечение предназначено для обработки данных наземных георадаров.

1
Программное обеспечение Flight One
81 год

Условно-бесплатное ПО

Ground Environment X привносит в FSX совершенно новые текстуры земли.

56
Программное обеспечение XoYo
5

Условно-бесплатное ПО

Компонент

#Calculation — это мощный вычислительный механизм для ваших приложений.

5
6

Эта расчетная программа в Excel позволяет измерять и выполнять расчет th ….

8
MHC
614

Преобразует и вычисляет MIDI-клавиши, удары в минуту петли, время задержки, размер сэмпла и т. Д.

RealNetworks
7

1
Кароль Войтас
24

.

Влияние конечно-проводящей земли на индуктивность прямоугольного контура

В воздушной электромагнитной системе, которая передает полусинусоидальные токовые волны во временной области, генерируемые резонансным контуром, индуктивность передающего контура имеет большое значение и непосредственно связанные с параметрами формы полусинусоидального тока. Однако, как правило, влияние заземления с конечной проводимостью на индуктивность передающего контура игнорировалось, или заземление считалось идеальным проводником.Другими словами, не существовало точного метода оценки влияния земли на индуктивность передающего контура. Поэтому в данной статье предлагается новый удобный алгоритм расчета влияния земли на индуктивность прямоугольного контура. На месте был проведен эксперимент, который показал, что индуктивность постепенно увеличивалась, когда петля поднималась с 0 м до 30 м, что положительно поддерживало алгоритм.

1. Введение

После окончания Второй мировой войны большой спрос на природные ресурсы подтолкнул к развитию авиационных электромагнитных методов (AEM).В большинстве систем AEM в качестве источника тока используется петля из нескольких витков, закрепленная на летательном аппарате (самолет с неподвижным крылом или вертолет) [1–3]. В результате в системах AEM, которые передают повторяющиеся полусинусоидальные волны тока, генерируемые последовательным LC-резонансным контуром, важна точная оценка индуктивности, поскольку она определяет форму волны передаваемого тока. Как правило, индуктивность передающего контура измеряется на поверхности земли. Однако, когда система AEM летает в небе и работает на расстоянии над землей, как точно оценить индуктивность передающего контура — нерешенный вопрос.

Теория расчета индуктивности в однородной среде подробно описана в книге Гровера [4], которая включает в себя взаимную индуктивность между двумя прямыми проводниками различного сечения и с различными углами пересечения, а также самоиндукцию и взаимную индуктивность для кольцевых контуров и так далее. Кроме того, Гринхаус [5] предложил метод расчета индуктивности прямоугольных петель-витков. А приблизительные выражения индуктивности витков квадратной петли приведены в [6]. Однако они действительны только в однородной среде.

Если принять во внимание влияние заземления с конечной проводимостью, расчет индуктивности станет сложным. Поскольку теория нормального зеркального отображения справедлива только в диапазоне высоких частот, и в этом случае земля может рассматриваться как идеальный проводник [7, 8], то, как решить проблему с землей, становится проблемным вопросом на низких частотах.

Уэйт и Спайс [9] предложили теорию изображений Земли с конечной проводимостью (теория сложных изображений), которая заменяет конечно проводящую землю на идеально проводящую землю, расположенную на сложной глубине, где, и.Поскольку это комплексное число, его нелегко понять с точки зрения расстояния, и трудно вычислить индуктивность, просто заменив расстояние в существующем выражении на. Незаменимы некоторые математические процедуры.

Проще говоря, индуцированные в земле токи могут быть представлены двумя частями, одна из которых имеет разность фаз 180 градусов от источника, а другая — 90 градусов разности фаз от источника [10]. Следовательно, поля в воздухе, создаваемые индуцированными токами в земле, включают действительную и мнимую части.Эти две части, относящиеся к комплексному расстоянию, необходимо разделить для удобства расчета взаимной индуктивности.

В этой статье, во-первых, выводится выражение для влияния земли на горизонтальный проводник конечной длины. Затем анализируется влияние земли на индуктивность контура на определенной высоте над землей. Наконец, продемонстрирован практический пример и построен эксперимент.

2. Принципы бортовой электромагнитной системы

Большинство систем AEM передают полусинусоидальную волну, периодически повторяющуюся с противоположной полярностью.Когда изменяющийся во времени ток циркулирует в контуре передатчика, создается первичное электромагнитное поле. Это поле индуцирует вихревые токи в любых подповерхностных проводниках за счет индукционных процессов. Эти вихревые токи имеют собственное вторичное поле, как показано на рисунке 1, которое несет информацию о «целевом теле» под землей. Сила вторичного поля в основном является функцией проводимости геологической среды, дипольного момента передатчика, размера проводника и ориентации проводника относительно направления первичного поля.Сумма первичного и вторичного полей (известная как полное поле) измеряется одной или несколькими приемными катушками.

Система AEM, загруженная на платформу дирижабля, показана на рисунке 2. Передающий контур с 3-мя витками закреплен под дирижаблем. Магнитный датчик находится в птице, которую по специальному кабелю буксируют на определенном расстоянии под дирижаблем. Для большей глубины обнаружения высота дирижабля обычно не превышает 200 м.

Одним из способов генерации полусинусоидальной формы волны тока является резонансная схема инвертора (рисунок 3), в которой и представляют петлю.На первом этапе срабатывают SCR1 и SCR4, что заставляет напряжение конденсатора увеличивать ток в положительном направлении. Когда напряжение конденсатора достигает значения, процесс зарядки от источника питания прекращается, но в индуктивности все еще существует положительный ток, который продолжает заряжать конденсатор. Во время этого процесса форма волны тока является полусинусоидальной. В следующем полукруге SCR2 и SCR3 срабатывают, а катушка индуктивности и конденсатор получают питание в противоположном направлении.Процесс зарядки и разрядки повторяется. Форма волны тока во втором полукруге представляет собой инверсную полусинусоиду.

Соответствующая ширина полусинусоидального импульса составляет.

Ширина полусинусоиды напрямую связана с индуктивностью и емкостью. При воздушной электромагнитной съемке петля находится на высоте сотен метров над землей. Если бы индуктивность заметно изменилась в небе по сравнению с измеренным значением на поверхности земли, приемник потерял бы некоторую раннюю информацию или по ошибке отобрал бы часть первичного поля, которая рассматривается как вторичное поле (рис. 4).Поэтому в этой статье необходимо решить, как земля влияет на индуктивность. Если индуктивность сильно отличается на большой высоте, мы можем настроить контур передатчика на поверхности земли, чтобы он соответствовал нашим ожиданиям, когда он находится в воздухе.

3. Метод

Метод, предложенный в этой статье, заключается в том, что влияние земли может быть эквивалентно источнику изображения, расположенному на сложной глубине. Другими словами, расчет влияния земли можно перенести на расчет взаимной индуктивности.И расчет взаимной индуктивности между контурами распадается на расчет взаимной индуктивности между отдельными проводами.

Прежде всего, здесь объясняется, как строится эквивалентность. Модель на рисунке 5 основана на теории сложных изображений [9, 11–17], которая показывает, что провод над землей имеет изображение на сложной глубине. Вот почему влияние заземления на поле провода эквивалентно эффекту, производимому проводом изображения.

Однако поля, выведенные с помощью теории сложных изображений, содержат комплексную глубину, которую нельзя напрямую использовать для расчета взаимной индуктивности.Таким образом, в первую очередь разделяются действительная часть и мнимая часть полей горизонтального провода конечной длины над землей, которые вычисляются путем интегрирования магнитного поля диполя вдоль провода [18, 19]. Разделенное магнитное поле по направлению

.

Калькулятор уклона

По определению, уклон или уклон линии описывает ее крутизну, уклон или уклон. Где м — уклон θ — угол наклона

Если известны 2 точки

Если известны 1 точка и наклон

Уклон, иногда называемый в математике градиентом, — это число, которое измеряет крутизну и направление линии или участка линии, соединяющей две точки, и обычно обозначается как м .Как правило, крутизна линии измеряется абсолютной величиной ее уклона, м . Чем больше значение, тем круче линия. Учитывая м , можно определить направление линии, которую описывает м , на основе ее знака и значения:

• Линия возрастает и идет вверх слева направо, когда m> 0
• Линия убывает и идет вниз слева направо, когда m <0
• Линия имеет постоянный наклон и является горизонтальной при m = 0
• Вертикальная линия имеет неопределенный наклон, так как это приведет к дроби с 0 в знаменателе.См. Приведенное ниже уравнение.

Уклон — это, по сути, изменение высоты при изменении горизонтального расстояния, и его часто называют «подъем за счет пробега». Он применяется в градиентах в географии, а также в гражданском строительстве, например, в строительстве дорог. В случае дороги «подъем» — это изменение высоты, в то время как «пробег» — это разница в расстоянии между двумя фиксированными точками, если расстояние для измерения недостаточно велико, чтобы учитывать кривизну земли. как фактор.Наклон математически представлен как:

В приведенном выше уравнении y ₂ — y ₁ = Δy или вертикальное изменение, а x ₂ — x ₁ = Δx или горизонтальное изменение, как показано на представленном графике. Также можно увидеть, что Δx и Δy — это отрезки прямых, которые образуют прямоугольный треугольник с гипотенузой d , причем d — это расстояние между точками (x ₁ , y ₁ ) и (x ₂ , y ₂ ) .Поскольку Δx и Δy образуют прямоугольный треугольник, можно вычислить d , используя теорему Пифагора. Обратитесь к калькулятору треугольника для получения более подробной информации о теореме Пифагора, а также о том, как вычислить угол наклона θ , указанный в калькуляторе выше. Кратко:

d = √ (x ₂ — x ₁ ) ² + (y ₂ — y ₁ ) ²

Приведенное выше уравнение является теоремой Пифагора в своем корне, где гипотенуза d уже решена, а две другие стороны треугольника определяются вычитанием двух значений x и y , заданных двумя точками. .Учитывая две точки, можно найти θ , используя следующее уравнение:

m = tan (θ)

По точкам (3,4) и (6,8) найдите наклон прямой, расстояние между двумя точками и угол наклона:

d = √ (6-3) ² + (8-4) ² = 5

Хотя это выходит за рамки данного калькулятора, помимо его основного линейного использования, концепция наклона важна в дифференциальном исчислении. Для нелинейных функций скорость изменения кривой меняется, и производная функции в данной точке — это скорость изменения функции, представленная наклоном линии, касательной к кривой в этой точке.

.