Straipsnyje aprašoma, kaip savarankiškai atlikti įžeminimą privačiame name. Suprasime įžeminimo principus, išmoksime apskaičiuoti šio prietaiso konfigūraciją, nustatysime, kokių medžiagų reikia.
Prieš maždaug 20–25 metus mes statėme privačius ir viešus pastatus, net negalvodami apie efektyvią žmogaus apsaugą nuo elektros smūgio. Pastaruoju metu viskas tapo kitaip – mūsų įvesties paskirstymo plokštės tampa vis didesnės, jose dabar yra dešimtys grandinių pertraukiklių, keli RCD ir beveik visada yra atskiras įžeminimo autobusas. Kas pasikeitė? Elektra dabar yra pažodžiui aplink mus, mūsų namuose atsirado daugybė laidų, daugybė buitinių prietaisų ir maitinimo blokų, kurie yra potencialūs pavojaus šaltiniai, be to, galbūt, mes pradėjome labiau vertinti žmonių gyvybes.
Šiuolaikiniai statybos kodeksai (ypač PUE) reikalauja, kad būtų apsaugota asmuo gyvenamosiose patalpose bent viena iš šių priemonių:
- įtampos kritimas;
- potencialo išlyginimas;
- dvigubos laidų izoliacijos naudojimas;
- izoliacinių transformatorių naudojimas;
- nuolatinės srovės įtaisų įrengimas;
- įžeminimo išdėstymas, įžeminimas.
Žinoma, saugumo klausimas turėtų būti sprendžiamas visapusiškai ir visais įmanomais būdais, tačiau įžeminimas namuose turi būti privalomas..
Elektros instaliacijos įžeminimas yra patikimiausias ir veiksmingiausias apsaugos būdas, dėl kurio kartu su kitomis priemonėmis namų elektros energija tampa visiškai saugi. Tiesą sakant, įžeminimas yra apgalvotas elektros įrenginių gaubtų (elementų, kuriems netaikoma energija) sujungimas su žeme. Daugeliui namų savininkų įžeminimo organizavimas atrodo per brangus ir technologiškai pažengęs, arba per paprastas, o tai taip pat nėra visiškai tiesa..
Privačiame name patikimą įžeminimą atlikti nėra praktiškai sudėtinga, nes atstumas iki žemės yra labai mažas, o kieme visada galite rasti laisvų vietų. Daug mažiau pasisekė senų daugiabučių namų gyventojams, kur įžeminimo kilpos nebeveikia, o paskui kai kurie tautiečiai sugeba individualiai įžeminti nuo viršutinių aukštų, laidodami laidininką nuo savo buto palei pastato sienas iki pat žemės. Tuo tarpu būtų klaidinga manyti, kad bet koks geležinis kaištis, įmestas į dirvožemį, arba bet kuris vandens vamzdis taps įprasta darbine žemės kilpa. Įžeminimas yra sistema, susidedanti iš kelių svarbių elementų su konkrečiais standartizuotais parametrais, veikianti pagal tam tikrus principus, glaudžiai sąveikaujanti su kitomis sistemomis.
Apsauginio įžeminimo pagrindai
Sugedusiame elektros įrenginyje (pavyzdžiui, jei pažeista maitinimo laido izoliacija), jo korpuse gali atsirasti įtampa. Kai žmogus liečiasi su prietaisu, srovė kyla į žemę, eidama pro jo kūną ir dažnai padarydama nepataisomą žalą, ne visi apsauginiai įtaisai gali sureaguoti ar turėti laiko greitai nutraukti grandinę. Kodėl srovė eina į žemę? Nes lengvai priima iškrovą, nes turi labai didelę elektrinę galią. Jei nuotėkio srovė (per laidumo srovę, tekančią tarp dviejų ar daugiau elektrodų) yra pasiūloma kitu, paprastesniu būdu, pavyzdžiui, laidininku su mažesniu pasipriešinimu – įžeminti jis neturėtų viršyti 4 omų, tada jis eis į žemę išilgai jo, o ne per asmenį su kūno pasipriešinimas 1 kOhm. Grandinėje atsiranda nuotėkio srovė, o liekamosios srovės įtaisas (RCD) per sekundę atjungia pažeistą vietą..
Štai kodėl visos šiuolaikinės elektrinės pavaros ir blokai yra suprojektuoti taip, kad prie jų būtų galima prijungti įžeminimo laidininką, o laidams naudoti trijų gyslų laidus. Tai taip pat taikoma visiems šiuolaikiniams buitiniams prietaisams, kai yra prijungtas korpusas ir vienas iš maitinimo kištuko kontaktų – jiems maitinti naudojami lizdai su PE kontaktu (antenomis). Visos lempos, sietynai, sietai turi gnybtus „geltonai“ laidų jungčiai, o paskirstymo lentų ir metalinių konstrukcijų, ant kurių yra maitinimo įranga, metalinės dėžutės yra įžemintos. Visi tinklų, kurių kintamosios srovės įtampa yra didesnė nei 42 V, vartotojai yra be įtampos įžeminti, o nuolatinė srovė – virš 110 V. Atminkite, kad įžeminimas užtikrina ne tik žmonių elektrinę saugą, bet ir:
- stabilizuoja elektros instaliacijų veikimą;
- apsaugo prietaisus nuo viršįtampio;
- sumažina tinklo trikdžių kiekį ir aukšto dažnio elektromagnetinės spinduliuotės intensyvumą.
Įžeminimo įtaisą sudaro šie elementai:
- įžeminimo jungiklis
- įžeminimo laidininkai
Įžeminimo laidininkas bus bet kokia įžeminimo įtaiso, jungiančio elektros įrenginius prie įžeminimo elektrodo sistemos, dalis, tai yra atskiros laidų šerdys (visuotinai priimtos – geltonos spalvos izoliacijoje), išorinių ir vidinių grandinių elementai, skyde esanti speciali magistralė..
Įžeminimo laidininkas yra elektrodas, įžeminimo grandinės dalis, tiesiogiai liečianti žemę. Šis elementas užtikrina srovių srautą į žemę ir jų sklaidą. Atsižvelgiant į tai, ar tam naudojami palaidoti statybinių konstrukcijų elementai, ar specialiai sukurtam laidininkui, skiriami natūralūs ir dirbtiniai įžeminimo laidininkai. Pagal PUE visada pirmenybė turėtų būti teikiama natūralių įžeminimo elektrodų naudojimui (1.7.35 punktas), privačiame name tai gali būti:
- šulinio metalinis korpusas;
- bet kokie plieniniai vamzdynai, įskaitant elektros laidų klojimo vamzdžius;
- maitinimo laido šarvai;
- įvairūs metaliniai stulpai ir atramos gatvėje, pavyzdžiui, tvoros elementai;
- palaidoti gelžbetoniniai ir metaliniai pastato elementai (kolonos, santvaros, kasyklos, pamatai).
Dirbtiniai elektrodai gali būti naudojami, jei natūralių žemės elektrodų varža neatitinka normos, tada mes juos apsvarstysime išsamiau.
Įžeminimo įtaiso apskaičiavimas
Pagrindinis parametras, kurį reikia apskaičiuoti, yra įžeminimo elektrodo laidumas. Kitaip tariant, mes turime pasirinkti tokios konfigūracijos elektrodą, kad įžeminimo įtaiso varža neviršytų standarto. PUE nuostatose nurodomi šie skaičiai, kurie yra didžiausi leidžiami:
- 2 omai – vienfazėms 380 voltų įtampai;
- 4 omai – už 220 voltų;
- 8 omai – už 127 voltus.
Esant trifaziai srovei, maksimalus pasipriešinimas bus tas pats 2, 4 ir 8 omai, tačiau tik atitinkamai 660, 380 ir 127 voltų įtampoms..
Kas lemia įžeminimo elektrodo sistemos laidumą (skaitykite, įžeminimo įtaiso varža)? Supaprastinta – nuo elektrodo sąlyčio su žeme ir dirvožemio atsparumo srities. Kuo didesnis įžeminimo elektrodas, tuo mažesnis pasipriešinimas, tuo daugiau srovės imasi dirvožemis. Visos skaičiavimo formulės siūlo atsižvelgti į elektrodo paviršiaus plotą ir jo panardinimo gylį. Pvz., Norint apskaičiuoti vieną apskrito pjūvio įžeminimo įtaisą, turime šią formulę:
Kur: d – kaiščio skersmuo, L – elektrodo ilgis, T – atstumas nuo paviršiaus iki žemės elektrodo vidurio, ln – logaritmas, ? – konstanta (3.14), ? – dirvožemio atsparumas (omai m).
Atkreipkite dėmesį, kad dirvožemio atsparumas yra pagrindinis skaičiavimo parametras. Kuo šis atsparumas bus mažesnis, tuo laidingesnis bus mūsų įžeminimas ir tuo efektyvesnė apsauga. Pagrindinius tam tikro tipo dirvožemio pagrindinius skaičius galima rasti viešai prieinamose lentelėse ir grafikuose, tačiau daug kas priklauso nuo faktinės jo būklės – tankio, vandens balanso, temperatūros, sezoninio užšalimo gylio, „elektroaktyvių“ chemikalų buvimo ir koncentracijos jame – šarmų, rūgščių, druskų. … Be to, skirtinguose gyliuose padėtis gali smarkiai pasikeisti, skiriasi žemyno pamato fizinės savybės, atsiranda vandeningųjų sluoksnių, kurie mažina atsparumą, didėja temperatūra … Paprastai didėjant gyliui, dirvožemis imamas kaip dabartinis..
Žemesnėje nei nulio temperatūroje dirvožemio pasipriešinimas smarkiai padidėja dėl vandens užšalimo. Todėl yra tam tikrų sunkumų, susijusių su įžeminimu tose vietose, kur amžinas įšalo dirvožemis. Dėl tos pačios priežasties įžeminimo elektrodų ilgis turėtų būti maždaug laipsnio didesnis nei sezoninis užšalimo gylis įprastose platumose..
Idealiu atveju žemės ir viso įžeminimo įtaiso atsparumas turėtų būti ištirtas praktiškai, o formulės padės mums atlikti pagrindinius skaičiavimus. Dažnai analizė vyksta tiesiogiai grandinių surinkimo etape – elektrodai panardinami ir įžeminimo laidumas matuojamas realiu laiku: jei pasipriešinimas yra per didelis, tada padidėja įžeminimo elektrodų skaičius arba jų laidojimo laipsnis..
Atkreipkite dėmesį, kad įžeminimas turi veikti bet kuriuo metų laiku, todėl rekomenduojama jį patikrinti nepalankiausiomis sąlygomis (sausra, šaltis). Jei tai neįmanoma, rezultatams taikomi specialūs koeficientai, atsižvelgiant į sezoninius dirvožemio atsparumo pokyčius tam tikroje srityje..
Jei žemės elektrodų sistemai įrengti naudojami keli elektrodai, skaičiavimo procedūra bus šiek tiek kitokia:
- Atsparumas apskaičiuojamas kiekvienam iš jų (gali būti taikoma aukščiau pateikta formulė).
- Rodikliai yra apibendrinti.
- Būtina atsižvelgti į „panaudojimo koeficientą”.
- Formulė atrodo taip:
Kur: N – įžemintų elektrodų skaičius, Įir – panaudojimo lygis, R1 kiekvieno elektrodo varža atskirai.
Kaip matote, horizontalių elementų, jungiančių elektrodus į vieną grandinę, laidumas neatsižvelgiamas.
Panaudojimo koeficientas gali sukelti tam tikrą sudėtingumą – jis atspindi reiškinį, kai grandinės gretimi elektrodai daro įtaką vienas kitam, nes srovių pasklidimo dirvožemyje zonos pradeda keistis, kai yra per arti. Kuo arčiau atskiri įžeminimo elektrodai yra vienas kitam, tuo didesnis yra bendras įžeminimo įtaiso pasipriešinimas. Aplink kiekvieną žemėje esantį elektrodą yra suformuota darbinė sfera, kurios spindulys lygus jos ilgiui, o tai reiškia, kad idealiausias atstumas tarp žemės elektrodų bus jų ilgis žemėje (L), padaugintas iš 2.
Atstumo tarp elektrodų ir jų ilgio santykis Elektrodų skaičius Koefas. naudoti 1 penki 0,7 1 dešimt 0,6 1 15 0,53 1 20 0,5 2 penki 0,81 2 dešimt 0,75 2 15 0,7 2 20 0,67
Uždara kilpa Atstumo tarp elektrodų ir jų ilgio santykis Elektrodų skaičius Koefas. naudoti 1 penki 0,65 1 dešimt 0,55 1 15 0,51 1 20 0,45 2 penki 0,75 2 dešimt 0,69 2 15 0,66 2 20 0,63 Norėdami apskaičiuoti, kiek žemės elektrodų reikia palaidoti žemėje, naudokite šią formulę:
Kur: R – įžeminimo įtaiso projektinis atsparumas, R1 – vieno elektrodo varža, Įir – panaudojimo lygis.
Kalbant apie įžeminimo elektrodų išdėstymą, jie neturi sudaryti trikampio, nors tai yra labiausiai paplitusi grandinės konfigūracija. Elektrodus galima sujungti į vieną eilę su nuoseklia jungtimi. Ši parinktis yra patogi, jei įžeminimui organizuoti yra skirta siaura žemės juosta..
Įžeminimo įrengimas
Iš esmės galima išskirti du įžeminimo įtaisų tipus, kurie skiriasi vienas nuo kito montavimo technikos ir medžiagų savybių atžvilgiu. Pirmasis yra kaištinė modulinė konstrukcija (gamyklinė) su vienu ar daugiau elektrodų, antrasis yra naminis variantas su keliais įžeminimo elektrodais iš valcuotų metalų. Pagrindiniai jų skirtumai yra tik palaidotos dalies organizavime – laidžios, „viršutinės“, jų dalis identiška.
Gamykliniai įžeminimo rinkiniai yra technologiškai pažangūs ir turi daug privalumų:
- tiekiami kaip rinkinys, elementai yra specialiai sukurti apsaugai išdėstyti ir gaminami pramoninėje įrangoje;
- beveik nereikia kasti, nereikia atlikti suvirinimo darbų;
- leis jums gilintis iki kelių dešimčių metrų ir gauti labai žemą, stabilų viso prietaiso atsparumą.
Vienintelis tokių sistemų trūkumas yra jų brangumas..
Įžeminimo įtaiso medžiagos ir įrankiai
Dirbtiniai įžeminimo laidininkai turėtų būti pagaminti iš plieno valcavimo metalo. Tinka šiems tikslams:
- kampas;
- apvalus arba stačiakampis vamzdis;
- lazdele.
Norint apsaugoti metalą nuo korozijos, naudojami cinkuoti elektrodai. Taip pat leidžiama naudoti elektriškai laidų betoną kaip įžeminimo elektrodą.
Gamykliniuose rinkiniuose tai yra pusantro metro kietai ištraukti variu dengti kaiščiai su sriegiais galuose. Ant pirmojo elemento sumontuotas aštrus smailėjantis galas, pavieniai kaiščiai sujungiami žalvario srieginėmis jungtimis. Elektrodai yra panardinami į žemę rankiniais mušamiesiems įrankiais (SDS-Max kasetė, smūgio galia apie 20 J). Energijai perduoti iš akmens gręžtuvo naudojamas adapteris ir kreipiamoji galvutė. Įžeminimo laidininko ir elektrodo jungtis atliekama per nerūdijančio plieno spaustuką. Norint apsaugoti jungtis nuo korozijos ir sumažinti siūlių atsparumą, naudojama speciali pasta.
Dėmesio! Įžeminimo jungikliai neturi būti dažomi, sutepti ar konservuoti jokiu kitu būdu, dėl kurio sumažėtų jų laidumas..
Renkantis elektrodo skerspjūvį, reikia atsižvelgti į korozijos poveikį (plieninė dalis pamažu tampa plonesnė), ji pasirenkama su tam tikra paklaida, kuri užtikrina pakankamą grandinės patvarumą. Mažiausias leistinas dirvožemyje esančių žemės elektrodų skerspjūvis yra ribojamas norminiais dokumentais:
- cinkuota lazdele – 6 mm;
- juodojo metalo lazdele – 10 mm;
- valcuotas stačiakampis pjūvis – 48 mm2.
Dėmesio! Stačiakampio plieno lentynų storis arba vamzdžių sienelių storis turi būti bent 4 mm.
Juosta dažniausiai naudojama kaip laidininkas, jungiantis kelis elektrodus žemėje, tačiau galite naudoti laidą, kampą, vamzdį. Naudodami šias medžiagas galite įžeminti patį elektros skydelį (medžiagų skerspjūviui yra mažiau apribojimų: strypas – 5 mm, stačiakampis plienas – 24 mm2, sienos ir lentynos storis – 2,5 mm).
Įžeminimo laidininko pastato viduje skerspjūvio plotas turi būti lygus fazinio laidininko, naudojamo namo laiduose, skerspjūviui..
Taip pat yra būtiniausi reikalavimai:
- neizoliuotas aliuminis – 6 mm;
- varis neizoliuotas – 4 mm;
- aliuminis izoliacijoje – 2,5 mm;
- varis izoliacijoje – 1,5 mm.
Visų įžeminimo laidininkų komutacijai būtina naudoti įžeminimo strypus, pagamintus iš elektrotechninės bronzos. TT įžeminimo sistemoje šie skirstomojo skydo elementai tvirtinami tiesiai prie metalinės dėžutės sienos.
Savarankiškai pagamintas įžeminimo elektrodas gilinamas plaktuku, gamykliniai rinkiniai kalti su kūjais. Abiem atvejais mes rekomenduojame paruošti platformą ar kopėčias. Norėdami dirbti su juodais valcavimo produktais, reikės naudoti rankinį lankinį suvirinimą.
Mes renkame įžeminimo įrenginį
Panagrinėkime veiksmų tvarką. Pradiniuose taškuose nurodysime operacijas, būdingas abiejų tipų įžeminimo elektrodų montavimui.
Išdėstymas ir kasimas.Įžeminimo jungiklius rekomenduojama montuoti į žemę maždaug metro atstumu nuo pamato. Pagal projektą atliekamas kontūrų žymėjimas – kaip jau minėjome, tai gali būti lygiakraštis trikampis, linija, apskritimas, kelios eilutės … Atstumas tarp elektrodų imamas nuo 1,2 metro, todėl jis daugiau nei dvigubai didesnis už žemės elektrodų sistemos ilgį. Kaip pagrindinę parinktį, tinkančią daugeliui mūsų sąlygų, galite paimti trikampį, kurio kraštinė yra 1,5–3 metrai, o elektrodų ilgis – 2–3 metrai..
Toliau reikia kasti maždaug 70–80 cm gylio tranšėją, mažiausias leidžiamas gylis – 50 cm. Tranšėjos plotis gilinimo vietose turėtų būti patogus suvirinimo laidininkams, paprastai jie kasami su maždaug 0,5–0,7 metro pločio šlaitais..
Norint valdyti modulinį vieno elektrodo įžeminimą, reikia tik vienos 50x50x50 cm dydžio duobės.
Elektrodo paruošimas.Norėdami palengvinti įžeminimo elektrodo panardinimą į žemę, valcuotas metalas pagaląstuvo pagalba yra paaštrinamas, pavyzdžiui, lentynos supjaustomos stačiu kampu, vamzdis supjaustomas įstrižai, strypas paaštrinamas. Jei naudojamas metalas, jei reikia, jį reikia visiškai nuvalyti nuo apsauginių dangų.
Ant gamyklos modulinio įžeminimo kaiščio yra užsukama smaila galva, jungtis padengta pasta.
Kampai (dažniausiai 50x50x5 mm kampai) yra smulkinami į žemę smogiant plaktuku..Patogiausia darbą pradėti nuo pastolių. Jei metalas yra minkštas, ruošinius geriau trenkti per medines tarpiklius. Įžeminimo jungiklio galva turėtų pakilti 150-200 mm virš tranšėjos dugno, kad elektrodus galėtume sujungti į grandinę.
Gamykliniai kaiščiai palaidoti griovimo kūju su SDS-Max koto griebtuvu ir 20-25 džaulių smūgio galia. Panardinus kiekvieną kaištį (1,5 metro), ant jo įsukama įmova ir kitas įžeminimo elementas, šis ciklas kartojamas tol, kol elektrodas pasiekia projektinį gylį arba įvyksta gedimas (neįmanoma toliau gilinti). Gedimo atveju užsikimšę papildomi įžeminimo kaiščiai, sistema tampa daugiaelektrodo.
Įžeminimo jungikliai yra sujungti su horizontaliu laidininku,paprastai patogiausia dirbti su 40×4 mm juostele. Juodojo metalo atveju čia reikia naudoti suvirinimą, nes varžtiniai sujungimai greitai oksiduojasi, o prietaiso atsparumas padidės. Taškymas neveiks – jums reikia aukštos kokybės ilgo suvirinimo siūlės.
Iš gauto kontūro paimkite juostelę namo link, sulenkite ją ir pritvirtinkite prie cokolio. Juostos gale suviriname varžtą M8, per kurį bus prijungtas apsauginis įžeminimo laidininkas, einantis iš skydo..
Ant paskutinio modulinio kaiščio sumontuojamas spaustukas ir laidininkas pritvirtinamas. Spaustukas apvyniotas specialia hidroizoliacine juosta.
Tranšėja uždengta dirvožemiu.Šiems tikslams rekomenduojama naudoti tankias homogeniškas smulkiagrūdę kompozicijas..
Gamyklinius rinkinius su vienu elektrodu galima užpildyti plastikiniu reverso šuliniu.
Įžeminimo laidininkas įvedamas į skirstomąją skydą.Jis gali būti tvirtinamas tiesiai prie pastato konstrukcijų, išskyrus vietas, kuriose yra daug drėgmės – ten geriau naudoti izoliatorius. Per sienas laidininkas traukiamas metaliniais arba plastikiniais vamzdžiais-movomis, tiesą sakant, klojimo taisyklės galioja taip pat, kaip ir „pagrindiniam“ laidui (tai bus vienas iš šių straipsnių).
Skirstomojoje dėžutėje laidininkas, užmaskuotas varžto jungtimi, yra prijungtas prie žemės magistralės, kuri yra sumontuota ant dėžutės korpuso (TT sistema).
Įžeminimo įtaiso varža patikrinama multimetru, jei, atsižvelgiant į sezoninius koeficientus (kuriuos valstybinėms energetikos priežiūros tarnyboms nustato skirtingos platumos, yra paruoštos lentelės), jis viršija 4 omus, tada būtina padidinti elektrodų skaičių..
Perjungiant skirstomąjį įrenginį, laidų laidininkai geltonoje izoliacijoje (juos gauna dabartiniai vartotojai) taip pat yra užsegti autobusų jungtyse.
Prijungiant lizdus, įtaisus, lempas, geltoni įžeminimo laidininkai yra perjungiami atitinkamose vietose (paprastai jie pažymimi specialiu ženklu – trys skirtingo dydžio horizontalios juostos), pavyzdžiui, lizduose tai yra centrinis varžtas.
Sistema, kurioje žemės kilpa niekaip nėra sujungta su neutraliu darbiniu laidininku N, vadinama TT. Rekomenduojama naudoti, kai TN parinktys (yra ryšys tarp neutralaus ir įžeminimo laidininko) negali būti naudojamos, pavyzdžiui, esant nepatenkinamai oro tiekimo tinklo linijai. Žinoma, dėl šios bendros priežasties ji tapo labai populiari. Tačiau reikia pažymėti, kad TT sistema su nepriklausomu kurčiųjų įžeminimu turi būti apdrausta naudojant RCD. Apie likutinės srovės įtaisus kalbėsime kitame straipsnyje..
Įžeminimas privačiame name: skaičiavimas, prietaisas, įrengimas
Medžiagos turinys
Ar galiu patiems įžeminti savo privačiame name, atliekant skaičiavimus ir įrengiant prietaisus, ar tam reikia kreiptis į specialistus?