Розрахунок заземлення
Розрахунок заземлення (розрахунок опору заземлення) для одиночного глибинного заземлювача на основі модульного заземлення проводиться як розрахунок звичайного вертикального заземлювача з металевого стрижня діаметром 14,2 мм.
Формула розрахунку опору заземлення одиночного вертикального заземлювача:
де: ρ – питомий опір ґрунту (Ом* м ) L – довжина заземлювача (м) d – діаметр заземлювача (м) T - заглиблення заземлювача (відстань від поверхні землі до середини заземлювача) (м) π - математична константа Пі (3,141592) ln - натуральний логарифм
Для готових комплектів модульного заземлення ZANDZ формула розрахунку опору спрощується до вигляду:
- для комплекту ZZ-000-015 - для комплекту ZZ-000-030
Для розрахунку взято такі величини: L = 15 (30) метрів d = 0,014 метра = 14 мм T = 8 (15,5) метрів: з урахуванням заглиблення електрода на глибині 0,5 метра
Розрахунок електролітичного заземлення
Розрахунок електролітичного заземлення (розрахунок опору заземлення) проводиться як розрахунок звичайного горизонтального електрода у вигляді труби, що має довжину 2,4 метра з урахуванням впливу електроліту на навколишній грунт (коефіцієнт С).
Формула розрахунку опору заземлення одиночного горизонтального електрода з додаванням поправного коефіцієнта:
де: ρ – питомий опір грунту (Ом* м ) L – довжина заземлювача (м) d – діаметр заземлювача (м) T - заглиблення (відстань від поверхні землі до заземлювача) (м) π - математична константа Пі (3,141592) ln - натуральний логарифм С – коефіцієнт вмісту електроліту в навколишньому ґрунті
КоефіцієнтC варіюється від 0,5 до 0,05. Згодом він зменшується, т.к.електроліт проникає в ґрунт на більший об'єм, при цьому підвищуючи свою концентрацію. Як правило, він становить0,125 через 6 місяців вилуговування солей електрода в щільному грунті і через 0,5 - 1 місяць вилуговування солей електрода в пухкому ґрунті. Процес можна прискорити шляхом додавання води до електрода під час монтажу.
Для електролітичного заземлення ZANDZ формула розрахунку опору заземлення спрощується до вигляду:
- для комплекту ZZ-100-102
Для розрахунку взято такі величини: L = 2,4 метра d = 0,065 метра = 65 мм T = 0,6 метра С = 0,125
Розрахунок заземлення: практичні дані
Варто звернути увагу на той факт, що отримані практично результати ЗАВЖДИ відрізняються від теоретичних розрахунків заземлення.
У разі глибинного/модульного заземлення - різниця пов'язана з тим, що у формулі розрахунку найчастіше використовується НЕЗМІННИЙ ОЦІНОЧНИЙ питомий опір ґрунту на всій глибині електрода. Хоча насправді такого ніколи не спостерігається.
Навіть якщо характер ґрунту не змінюється – його питомий опір зменшується з глибиною: ґрунт стає більш щільним, більш вологим; на глибині від 5 метрів часто знаходяться водоносні верстви.
Фактично, одержуваний опір заземлення буде нижчим за розрахунковий в рази (у 90% випадків виходить опір заземлення в 2-3 рази менше).
У разі електролітичного заземлення - різниця пов'язана з тим, що у формулі розрахунку використовується коефіцієнт "С ", що береться до розрахунку яксереднена поправнавеличина, яку не можна описати у вигляді формул і залежностей. Визначається він виходячи з безлічі характеристик ґрунту (температура, вологість, пухкість, діаметр часток, гігроскопічність, концентрації солей тощо)
Процесвилуговування тривалий і відносно постійний. Згодом концентрація електроліту в навколишньому ґрунті зростає. Також зростає об'єм ґрунту з присутністю електроліту навколо електрода. Через 3-5 років після монтажу цей "корисний" обсяг, що вийшов, можна описати триметровим радіусом навколо електрода.
Через це опір електролітичного заземлення ZANDZ з часом істотно падає. Виміри показали зменшення у рази:
- 4 Ома відразу після монтажу
- 3 Ома через 1 рік
- 1,9 Ома через 4 роки
Розрахунок заземлення у вигляді кількох електродів
Формула розрахунку з урахуванням взаємного впливу електродів – коефіцієнта використання:
де: R1 – опір одиночного заземлювача/електрода (Ом) Кі – коефіцієнт використання N – кількість електродів у заземлювачі
Вклад сполучного заземлюючого провідника тут не враховується.
Розрахунок необхідної кількості заземлювальних електродів
Провівши зворотне обчислення отримаємо формулу розрахунку кількості електродів для необхідної величини підсумкового опору опору (R):
де: ] [ - округлення результату у більшу сторону. R – необхідний опір багатоелектродного заземлювача (Ом) R1 – опір одиночного заземлювача/електроду (Ом) Кі – коефіцієнт використання
Вклад сполучного заземлюючого провідника тут не враховується.
Відстань між заземлюючими електродами
При багатоелектродної зміни заземлювача на підсумковий опір заземлення починає чинити своєвплив ще один фактор – відстань між заземлюючими електродами. У формулах розрахунку заземлення цей фактор описується величиною "коефіцієнт використання".
Для модульного та електролітичного заземлення цим коефіцієнтом можна знехтувати (тобто його величина дорівнює 1) за дотримання певної відстані між заземлюючими електродами:
- не менше глибини занурення електродів - для модульного
- не менше 7 метрів - для електролітичного
З'єднання електродів у заземлювач
Для з'єднання заземлюючих електродів між собою та з об'єктом як заземлюючий провідник використовується мідна катанка або сталева смуга.
Перетин провідника часто вибирається - 50 мм для міді і 150 мм для сталі. Поширено використання звичайної сталевої смуги 5*30 мм.
Для приватного будинку без блискавкоприймачів достатньо мідного дроту перерізом 16-25 мм².
Сервіс розрахунку ймовірності удару блискавки в об'єкт
Якщо, крім заземлювального пристрою, Вам належить встановити систему зовнішнього блискавкозахисту, Ви можете скористатися унікальним сервісом розрахунку ймовірності удару блискавки в об'єкт, захищений блискавкоприймачами. Сервіс розроблений командою ZANDZ спільно з ВАТ «Енергетичний інститут ім.Г.М.Кржижановського»
Цей інструмент дозволяє не просто перевірити надійність системи захисту від блискавки, але і виконати найбільш раціональний і правильний проект захисту від блискавки, забезпечуючи:
- меншу вартість конструкції та монтажних робіт, зменшуючи непотрібний запас та використовуючи менш високі, менш дорогі у монтажі, блискавкоприймачі;
- менше ударів блискавки в систему, скорочуючи вторинні негативні наслідки, що особливо важливо на об'єктах з безліччюелектронних приладів (кількість ударів блискавки зменшується зі зменшенням висоти стрижневих приймачів).
Функціонал сервісу дозволяє розрахувати ефективність запланованого блискавкозахисту у вигляді зрозумілих параметрів:
- ймовірність прориву блискавки об'єкти системи (надійність системи захисту визначається як 1 мінус величина ймовірності);
- число ударів блискавки у систему на рік;
- кількість проривів блискавки, минаючи захист, на рік.
Маючи таку інформацію, проектувальник може порівняти вимоги замовника та нормативної документації з отриманою надійністю та вжити заходів щодо зміни конструкції блискавкозахисту.
Для того, щоб розпочати розрахунок, перейдіть за посиланням.