Durchführung einer Erdungsberechnung für die Kontur eines privaten Wohngebäudes

Eigentümer einzelner Häuser und Hütten beginnen zunehmend zu verstehen, dass der Einsatz von Elektrizität nicht nur die Erfüllung der alltäglichen Haushaltsbedürfnisse erheblich erleichtert, sondern auch bestimmte Risiken für den Menschen birgt. Im Leben besteht immer die Möglichkeit eines Notfalls, der zu elektrischen Verletzungen führen kann.

Elektrische Sicherheit eines separaten Gebäudes erfordert ständige Aufmerksamkeit des Eigentümers. Eines der Probleme bei der Wartung ist der Betrieb einer einzelnen Erdschleife, die nicht nur nach einer bestimmten Methodik erstellt werden muss, sondern auch nach einer korrekt ausgewählten Konstruktion, bei der alle ihre Elemente zuverlässig berechnet wurden.

Wir reservieren sofort, dass jeder, der mit den Grundlagen der Elektrotechnik vertraut ist, dies selbst tun kann. Zu diesem Zweck finden Sie unten die Methodik für die Implementierung.

Es handelt sich jedoch um einen empfehlenden, sachkundigen Charakter, der eine Klärung des Ergebnisses erfordert, das in einem spezialisierten Labor erzielt wurde, das über die Lizenz verfügt, eine Prüfung durch geschultes Personal von Designern durchzuführen, die ihre Qualifikationen regelmäßig durch Bestehen von Prüfungen in Inspektionsbehörden bestätigen.

Die Wahl des Erdungsdesigns für die Berechnung

Im Stromkreis von Gebäuden für verschiedene Zwecke arbeiten eine große Anzahl verschiedener Arten von Erdungsgeräten. Unter ihnen Produkte mit:

• einzelner tiefer Erdungsschalter;

• mehrere Elektroden mit modularer vertikaler Anordnung;

• elektrolytische Erdung in horizontaler Ausrichtung.

Das letztere Design ist noch nicht so beliebt wie die ersten beiden, aber es kann durchaus mit ihnen konkurrieren und als Alternative fungieren.

Eine vorläufige Berechnung der elektrischen Eigenschaften jedes Modells hilft dabei, die am besten geeignete Erdungsart zu bestimmen und sie für die weitere Installation, Inbetriebnahme und den Betrieb zu wählen.

Betrachten Sie kurz die Beispiele für ihre Berechnung.

Berechnung von Erdschleifen für Wohngebäude

Termin

Die Berechnung hilft bei der Analyse der Abmessungen und der Form des erzeugten Stromkreises, um einen akzeptablen elektrischen Widerstand gegen den Notstrom sicherzustellen, der vom Haus zum Erdpotential abgeführt wird.

Die Erdung dient dazu, die Berührungsspannung einer Person aufgrund der Verteilung nicht akzeptabler Ströme von ihr und der Umverteilung gefährlicher Potentiale auf einen sicheren Wert zu reduzieren.

Bei Wohngebäuden sollte der Schleifenwiderstand beim Betrieb eines einphasigen 220-Volt-Netzes 8 Ohm und bei einem dreiphasigen 380-Volt-Netz 4 Ohm nicht überschreiten.

Faktoren, die die Schleifenberechnung beeinflussen

Die Größe des elektrischen Erdungswiderstands hängt ab von:

1. Bodenleitfähigkeit;

2. beim Bau von Metall verwendet werden;

3. Form und Anzahl der Elektroden;

4. Abstand zwischen den Erdungsleitern;

5. die Tiefe der Kontur.

Bodeneigenschaften

Um ihren Einfluss auf den Stromfluss zu berücksichtigen, wird der Begriff „Bodenwiderstand“ verwendet, dessen Einheit als „Ohm ∙ m“ gewählt wird. Es wird mit dem lateinischen Buchstaben ρ bezeichnet. Dieser Indikator hängt von vielen Faktoren ab, einschließlich der Bodenfeuchtigkeit und ihrer Zusammensetzung. Er variiert innerhalb bestimmter Grenzen, selbst unter Berücksichtigung der Wetterbedingungen.

Der Wert des Bodenwiderstands wird durch Messung am Boden bestimmt, und seine Durchschnittswerte für vorläufige Näherungsberechnungen sind in Tabellen zusammengefasst. Erdungselektroden sind mindestens 0,7 Meter in den Boden eingegraben, um die Auswirkungen auf das Klima zu verringern.

Vergleichen Sie die Auswirkung der Bodenzusammensetzung, Luftfeuchtigkeit und Temperatur der Arbeitsumgebung auf den Wert dieses Indikators anhand der vorgeschlagenen Tabelle.

Tabelle der ungefähren Widerstandswerte für Böden und Wasser

Erdungsmetall

Wählen Sie für die Herstellung von Schleifenelektroden normalerweise:

• Edelstahlsorten;

• herkömmliche Stahllegierungen zur Herstellung von Rohren, Ecken, Stangen;

• verkupfert Stahllegierungen.

Die Größe ihrer Leitfähigkeit ist in technischen Handbüchern leicht zu finden.

Schleifenparameter, die die Berechnung des Erdungswiderstands R beeinflussen

Zusätzlich zum Bodenwiderstand ρ muss die Analyse Folgendes berücksichtigen:

1. Elektrodenlänge L;

2. sein Durchmesser D;

3. die Tiefe der Elektrode von der Bodenoberfläche bis zu ihrem mittleren T;

4. Die Gesamtzahl der Elektroden N;

5. Ki-Nutzungsfaktor;

6. Elektrolytgehalt im Boden C.

Methoden zur Berechnung der Erdung von einer einzelnen tiefen Elektrode

Die Erdungsvorrichtung kann einteilig sein oder aus einer vorgefertigten Struktur hergestellt werden, die durch Schweißen oder auf der Basis einer Gewindeverbindung von Arbeitsteilen hergestellt wird.

Verwenden Sie zur Berechnung des elektrischen Widerstands die im Bild gezeigte Formel.

Methoden zur Berechnung der Erdung mehrerer vergrabener Elektroden

Der elektrische Widerstand einer einzelnen Elektrode wird durch die zuvor angegebene Formel bestimmt, und das im nächsten Bild gezeigte Verhältnis wird verwendet, um ihre Gesamtwirkung auf das Endergebnis zu berechnen.

Die Elektroden können in einer Linie liegen oder ein Dreieck oder eine andere symmetrische geometrische Form bilden.

Methoden zur Berechnung der Erdung aus elektrolytischen Erdungsleitern

Für seine Implementierung werden die gleichen Prinzipien verwendet wie bei der Berechnung des Widerstands horizontaler Elektroden, die in Form eines herkömmlichen Rohrs hergestellt werden. Es wird nur die Wirkung des Elektrolyten auf den umgebenden Boden berücksichtigt. Hierzu wird eine Korrektur des Koeffizienten C eingeführt, die unter verschiedenen Bedingungen von 0,05 bis 0,5 variieren kann.

Die Formel zur Berechnung des Widerstands ist im Bild dargestellt.

Die elektrolytische Erdung erfolgt in Form eines horizontalen Abschnitts eines Hohlrohrs aus rostfreiem legiertem Stahl oder Kupferlegierungen, die gegen Korrosionsprozesse beständig sind. Durch sie wird der Boden durch Elektroden mit Mineralsalzen mit elektrolytischen Eigenschaften gesättigt.

In den Boden fallende Salze werden unter dem Einfluss der Bodenfeuchtigkeit in einen Elektrolyten umgewandelt, der:

1. verbessert die Leitfähigkeit des Bodens;

2. verringert die Gefriertemperatur des Bodens in der Nähe der Elektrode und verringert dadurch den elektrischen Widerstand der Erdschleife weiter.

Eine wirksame Methode zur Erhöhung der Funktionsfähigkeit solcher Strukturen ist die Verwendung von Aktivatoren - speziellen Aggregaten mit reduziertem spezifischen Widerstand. Ihre Platzierung an der Außenseite der Elektrode verringert den Übergangswiderstand in Richtung von der Masseelektrode zur Erde und vergrößert die Oberfläche, mit der die Stromübertragung von der Elektrode erfolgt.

Ein charakteristisches Merkmal solcher Strukturen ist, dass der Koeffizient C mit der Zeit allmählich abnimmt: Ein langsames Eindringen des Elektrolyten in die Bodendicke und eine Zunahme seines Volumens darin werden beeinflusst.

Der Elektrolyt löst die Salze der Elektrode auch in dichtem Boden allmählich aus und senkt den Koeffizienten C innerhalb von sechs Monaten nach der Inbetriebnahme von 0,5 auf 0,125.

Alle diese Merkmale des Betriebs von elektrolytischen Erdungsleitern werden bei der Berechnung durch Spezialisten elektrischer Laboratorien genauer berücksichtigt.

Vereinfachte Erdungsmethode für den Home Master

Für einen Heimelektriker ohne besondere Kenntnisse ist es ziemlich schwierig, in all diesen Technologien zu navigieren, was die ständige Einführung verschiedener Korrekturen und Koeffizienten in die Berechnung erfordert. Ihm wird eine einfache und kostengünstige Lösung angeboten, die auf einem bereits entwickelten Computerprogramm basiert.

Es handelt sich um ein Dienstprogramm, das einfach als "elektrisch" bezeichnet wird und vom Entwickler kostenlos über Internetressourcen verteilt wird. Ihm kann jedoch geholfen werden, indem er einen kleinen Geldbetrag auflistet, den er für die Verbesserung der Arbeitsalgorithmen ausgeben wird.

Das Programm zum Herunterladen ist archiviert und belegt 15,9 MB. Bei der Installation auf einem Computer wird ein CU-Ordner erstellt, der sich im Verzeichnis „Programme“ von Laufwerk C befindet und 55,5 MB belegt.

So berechnen Sie den Erdungswiderstand mit dem Programm "Elektrisch"

Nach dem Öffnen des Dienstprogramms muss im unteren Teil des Fensters der Berechnungsmodus „Erdung“ ausgewählt werden.

Es öffnet sich ein Fenster, in dem Sie den Designtyp des Erdungsgeräts angeben müssen.

Nehmen Sie zum Beispiel die vom Entwickler Nr. 1 empfohlene Methode, wählen Sie sie mit einem Punkt aus und klicken Sie dann auf die Schaltfläche "Auswählen".

Es öffnet sich ein Fenster zur Eingabe der Konstruktionsdaten der von uns verwendeten Bodenschleife und der klimatischen Eigenschaften der Zone unseres Wohnsitzes. Wir geben die gemittelten Parameter ein, wie im Beispiel durch zusätzliche Fußnoten gezeigt, überprüfen sie und klicken auf die Schaltfläche „Konturberechnung“.

Das Programm "Elektriker" führt unabhängig und relativ schnell die gesamte Berechnung der Erdungsschleife durch, bietet ein Verteilungsschema und die Anzahl der Erdungsleiter, die geometrischen Abmessungen aller Strukturelemente.

Es bietet auch die Möglichkeit, die berechneten Eigenschaften weiter anzupassen, und warnt vor der Notwendigkeit, die Ergebnisse von zugelassenen elektrischen Laboratorien zu bestätigen, die für die Auslegung von Erdschleifen zugelassen sind.

Ohne diese Prüfung ist ein Fehler im Betrieb der Erdungsleiter möglich, der dem Eigentümer großen materiellen Schaden zufügen und im Notfall Personen in der Nähe elektrische Verletzungen zufügen kann.

Achtung! Selbst die genaueste und korrekteste Berechnung kann Fehler bei der Installation und dem Anschluss der Erdungsschleife nicht ausschließen.

Sie können vom Labor nur durch elektrische Messungen an ihren Spezialgeräten erkannt werden.

So überprüfen Sie die Qualität der installierten Erdungsschleife

Die Richtigkeit der Entfernung gefährlicher Ströme aus einem Gebäude kann nur auf zwei Arten festgestellt werden:

1. das Eintreten eines echten Notfalls und die Überprüfung der Folgen seines Übergangs;

2. elektrische Messungen.

Die erste Methode ist die genaueste und effektivste, lässt jedoch Fehlfunktionen nicht zu und führt bei Fehlern häufig zu traurigen Konsequenzen. In der Praxis wird die zweite Methode angewendet: die Einbeziehung von Spezialisten aus geschulten elektrischen Einheiten.

Welche Messungen nimmt das Labor vor?

Bei nicht eingeweihten Personen kommt es häufig zu Verwechslungen mit den grundlegenden Arbeiten und Begriffen, die von solchen Organisationen ausgeführt werden. Daher konzentrieren wir uns auf ihre Interpretation:

1. Messung des Erdungswiderstandes;

2. Erdungswiderstandsprüfung;

3. Messung des Isolationswiderstandes.

Wie Sie sehen können, sind alle drei Arten von Arbeiten im Namen sehr ähnlich, aber sie werden mit unterschiedlichen Technologien ausgeführt, um ihre eigenen einzigartigen Ziele zu verfolgen.

Erdwiderstandsmessungen soll die Qualität der Verbindungen der Gehäuse von Metallgeräten, die eine Person berühren kann, mit dem Potenzial der Erde durch das Erdungsgerät identifizieren. In diesem Fall wird der elektrische Widerstand dieses Abschnitts mit speziellen Geräten vom Typ M416 oder seinen modernen Analoga verschiedener Modifikationen gemessen.

Erdwiderstandstests werden verwendet, um den Blitzschutzstatus des Gebäudes zu analysieren. Seine Bewertung wird durchgeführt, um den Widerstand des Stromkreises unter den schlechtesten Betriebsbedingungen zu bestimmen, um den Verschleißgrad der gesamten Struktur zu bestimmen und Empfehlungen für seine Wiederherstellung zu geben.

Zur Messung werden Pin-Elektroden an mehreren Stellen im Gelände installiert und eine Potentialdifferenz zwischen ihnen und dem Stromkreis zugeführt.

Isolationswiderstandsmessungen implizieren:

1. Bestimmung des Verlusttangens der dielektrischen Isolationsschicht durch Durchführung von Hochspannungstests;

2. Messungen mit einem Megaohmmeter.

All diese Arbeiten erfordern spezielle teure Geräte, die ein gewöhnlicher Elektriker nicht benutzt.