Beschermende aarding – ontwerp, lay-out en ontwerp van een systeem dat de dreiging van een nederlaag elimineert

Beschermende aarde

De organisatie van een betrouwbaar systeem voor de bescherming van elektrische veiligheid is een van de belangrijkste voorwaarden die schade aan gebruikers van elektrische installaties voorkomen. Het biedt niet alleen bescherming voor mensen, maar ook voor apparaten. Een goed ontworpen en geïnstalleerde beschermende aarding voorkomt de negatieve impact van een breed scala aan onvoorspelbaar voorkomende circulatiestromen en elimineert hun kortsluiting op de behuizingen. Hierdoor wordt de kans op traumatisch letsel en het uitvallen van complexe technische apparaten uitgesloten.

 

Inhoud

• Beschermende aardingssysteemactie
• Hoe worden de berekeningen gemaakt?

• Classificatie van aardingsapparaten
• Parameter Berekeningsmethode

Schakelschema en installatie

Aardingssysteem zonder diepe aarding

Groepssysteem met kunstmatige aarding

Het doel van beschermende aarding is om elektrische verbindingen met de aarde te maken van niet-geleidende metalen elementen die een risico op spanning lopen. De oorzaak van het ongewenste optreden van spanning kunnen blikseminslagen, kortsluiting naar de behuizing, potentiaaluitvoering, inductie die onder invloed van nabijgelegen stroomvoerende apparaten of hun onderdelen optreedt en een aantal andere situaties optreden. De verbinding kan worden gemaakt met grond of een equivalent daarvan, zoals zee- of rivierwater, steenkool in de groeve, andere natuurlijke of kunstmatig gecreëerde objecten met vergelijkbare eigenschappen.

Beschermende aardingssysteemactie

Het werk van het beschermende aardingssysteem is om de parameters van stapspanning en aanraking te verminderen en ze op veilige waarden te brengen. Als resultaat van een bekwaam apparaat van het aardingssysteem:

• het potentieel van geaarde elektrische apparatuur wordt verminderd;
• de parameters van het potentieel van de basis waarop de gebruikers staan, zijn afgestemd op het potentieel van de geaarde technische installatie.

Belangrijk. Als een elektrische installatie niet geaard is, is het aanraken van de behuizing even gevaarlijk als het aanraken van een fasedraad van een elektrisch netwerk.

Gebaseerd op de reductie van waarden of op de gelijkstelling van de potentiaal van de geaarde elektrische apparatuur, helpt het principe van beschermende aarding om de spanning van de behuizing te verminderen ten opzichte van het object dat wordt gebruikt voor aarding, dat vaak wordt gebruikt als grond. Hierdoor zal de stroom die door het lichaam van de gebruiker gaat en de spanning van aanraking (stap) waarden bereiken die absoluut veilig zijn voor mens en technologie.

De aardingsfunctie wordt volledig geïmplementeerd als de aardfoutstroomindicatoren niet toenemen als gevolg van een afname van de aardingsweerstand. Deze toestand is volledig consistent met een geïsoleerd neutraal netwerk – met een generator of transformatorapparaat dat niet is aangesloten op het aardingssysteem of erop is aangesloten via een hoge weerstand van verschillende meet-, signalerings-, beveiligingsapparatuur.

Hoe worden de berekeningen gemaakt?

In wezen bestaat de berekening van beschermende aarding uit het nauwkeurig bepalen van de belangrijkste parameters. Ze zijn nodig om een ​​circuit te creëren dat de veiligste stap vormt en aanraakspanningen die verschijnen op het moment van faseafsluiting naar de behuizing. Op basis van de berekende waarden die binnen de toegestane limieten vallen, worden het aantal en de afmetingen van aardgeleiders berekend, de lay-out van afzonderlijke elementen is gepland.

Classificatie van aardingsapparaten

Van oorsprong zijn aardgeleiders verdeeld in twee categorieën, bij het maken van berekeningen is het noodzakelijk om rekening te houden met hun specifieke verschillen en kenmerken:

• Natuurlijke objecten vertegenwoordigd door geleidende onderdelen van derden in direct contact met de grond. De categorie natuurlijke aardingsgeleiders omvat ook objecten waarvan het elektrische contact met de aarde wordt gemaakt via een tussenliggend geleidend medium.

In een natuurlijke aardgeleider wordt grond geïnstalleerd (verstopt, neergelaten in geboorde putten) verticale elementen die met elkaar zijn verbonden door horizontale

Naast grond en water worden metalen buizen van water en andere voorzieningen die in een greppelmethode zijn gelegd, geclassificeerd als natuurlijke aardgeleiders. Pijpleidingen met brandbare en explosieve stoffen, snelwegen aangelegd met gedeeltelijk gebruik van PVC-buizen en onderdelen kunnen niet worden gebruikt als aardingsgeleiders van natuurlijke oorsprong. Ontworpen om probleemloze functionaliteit van elektrische apparatuur te bieden in nood- en normale omstandigheden, werk- en beschermende aarding, waardoor de kans op schade wordt geëlimineerd, worden voornamelijk in de grond geïnstalleerd.

• Kunstmatige aardelektroden, meestal vertegenwoordigd door verticale of horizontale elektroden.

Parameter Berekeningsmethode

Om de berekeningen uit te voeren, zijn de volgende gegevens vereist:

• kenmerken van specifieke elektrische apparatuur, zoals het type installatie en de belangrijkste apparaten, bedrijfsspanningen, mogelijke methoden voor het aarden van de neutralen van transformerende en opwekkende apparaten;
• de grootte en configuratie van de elektroden, waardoor rekening kan worden gehouden met de geschatte diepte van hun onderdompeling in de grond;
• informatie over metingen van de soortelijke weerstand van de grondlaag in het gebied uitgerust met het aardingssysteem, de kenmerken van een specifieke klimaatzone (u kunt ze verkrijgen bij de lokale weerdienst);

Beschermend aardingscircuit weergegeven in sectie

Belangrijk. Wanneer u een beschermend aardingssysteem in twee grondlagen plaatst, zijn gegevens over de soortelijke weerstand van elk van hen nodig, nauwkeurige gegevens over de kracht van de bovenste laag zijn nodig.

• informatie over de beschikbaarheid van geschikte natuurlijke aardingsgeleiders, waarop objecten kunnen worden gebruikt voor aarding, zal ook echte indicatoren vereisen van de weerstand tegen stroomverspreiding van deze objecten verkregen door meting;
• nauwkeurige indicatoren van de berekende aardfoutstroom berekend door de standaardmethode;
• de berekende kenmerken van de toegestane spanningsnormen en regels van de PES, de periode van de aardingsbeveiliging, die nodig is als de berekeningen zijn gemaakt volgens de waarden van de aanraakspanning en de waarden van de stapspanning.

Er worden voornamelijk beschermende aarding en nulstelling van elektrische installaties berekend voor gevallen waarin elementen van het aardingssysteem in een homogene grond worden geïnstalleerd. Er zijn nu echter berekeningsmethoden ontwikkeld die worden toegepast met de plaatsing van aardgeleiders in een heterogene aarde.

• De berekening van aardgeleiders in een homogene omgeving vereist dat rekening wordt gehouden met de waarden van de weerstand van de seizoensbevriezende laag tijdens perioden van bevriezing en uitdroging van de aarde. Om nauwkeurige waarden te verkrijgen, worden speciale coëfficiënten gebruikt in berekeningen voor aardingssystemen elke complexiteit.
• Voor de berekening van aardgeleiders die in twee of meer grondlagen zijn geïnstalleerd, moet rekening worden gehouden met de weerstandswaarden van alle lagen. De berekening is gebaseerd op het rekening houden met alle potentialen die worden opgewekt op de geïnstalleerde elektroden die deel uitmaken van een complexe structuur uit de groep aardingsschakelaars.

Onafhankelijk van de berekeningsmethode is een voor alle schema’s gemeenschappelijke parameter de vereiste weerstand, bepaald in overeenstemming met de voorschriften van de PES.

Voor elektrische apparatuur met een spanning tot 1 kV wordt de berekening van de weerstand van het aardingselement opgenomen in het beschermende aardingssysteem met geïsoleerde nulleider (type IT) uitgevoerd in overeenstemming met de voorwaarde:

In deze ongelijkheid is de variabele Rz de weerstandswaarde van het aardingsapparaat (uitgedrukt in Ohm), een constante waarde is Upr.add. – contactspanningsparameter (50 V), Iz – totale waarde van aardfout, uitgedrukt in A.

Volgens wettelijke vereisten varieert de waarde van Rz van 4 ohm tot 10 ohm (er zijn geen speciale vereisten voor de onderste grenswaarde, de bovenste is de maximaal toegestane parameter), op voorwaarde dat het vermogen van de netvoeding en parallel geschakelde transformatoren en generatoren niet hoger is dan 100 kVA.

Om beschermende aarding van installaties met een hogere spanning te organiseren, worden andere waarden gebruikt in de berekeningen:

• 0,5 Ohm in elektriciteitsnetten met effectief geaarde nulleider met hun karakteristieke grote stromen naar aarde;
• niet hoger dan 10 Ohm bij 250 V aanraakspanning in systemen met geïsoleerde nulleider (de voorwaarde is geldig bij lage stromen naar het aardingsobject voor apparatuur met een spanning van meer dan 1000 V).

Notitie. Minimale weerstandswaarden voor aardlussen hebben de voorkeur. Hoe lager de waarde, des te effectiever is de beweging van stroom door objecten met de minste weerstand.

De huidige verspreidingsweerstand berekend voor de installatie van het aardingssysteem, berekend voor de aardgeleider, kan tijdens bedrijf toenemen. De waarde ervan moet constant worden bewaakt..

Schakelschema en installatie

In appartementsgebouwen, om bewoners te beschermen tegen schade, zijn stroomonderbrekers geïnstalleerd die het elektrisch netwerk op nul zetten (stroomloos maken) in het geval van een isolatiestoring of kortsluiting.

In autonome woningen en in zomerhuisjes, vanwege het gebrek aan technische capaciteit om scheidingsautomatisering te installeren, is een beschermende aarding vereist, die kan worden gedaan door contact op te nemen met elektriciens of met uw eigen handen te maken.

Aardingssysteem zonder diepe aarding

Elementen van het circuit, die geen diepe aardelektrode bevatten, kunnen in een rij worden geïnstalleerd of in de vorm van een soort geometrische figuur worden gerangschikt. De vorm van de contour hangt af van de kenmerken van de site. Deze methode is toepasbaar wanneer de lengte van de grondlijnen tot 3 meter.

• Verticale aarding dringt door. De afstand tussen aardingsschakelaars die verticaal in de grond zijn geïnstalleerd, wordt berekend op basis van de lengte van deze delen van het aardingssysteem. Dit is nodig om afscherming te minimaliseren, aangezien hoe dichter de elementen zich bevinden, des te groter het afschermende effect is.

• Er wordt een stapsgewijze meting van de werkelijke weerstandswaarden van individuele aardgeleiders uitgevoerd. Ze moeten worden geïnstalleerd in een hoeveelheid die de vorming van minimale weerstand garandeert..

Notitie. Vaak wordt een ander aantal aardingselementen gebruikt om gelijke delen van het land te aarden, omdat de soortelijke weerstand van de grond de omvang van de weerstand beïnvloedt.

• De aansluiting van enkele aardingsschakelaars is bezig. Aardingsschakelaars met een corrosiebestendige coating worden aangesloten met speciale connectoren. Aardingsapparaten van ferro-metaal zijn uitsluitend verbonden door lassen, de naden zijn bedekt met bitumenmastiek.

Groepssysteem met kunstmatige aarding

Dit is een eenvoudig, beschermend aardingscircuit dat beschikbaar is voor onafhankelijke implementatie met een gelijkbenige driehoekscontour. Dit elektrische beveiligingssysteem bevindt zich een meter van de onderrand van de basis of muur.

• Overeenkomstig de gekozen configuratie wordt een sleuf van 0,8 meter diep gegraven. De lengte van elke zijde van de driehoek is 3 m.
• Aan de hoekpunten van de driehoek is het wenselijk om putten van drie meter diep te boren. Als zou worden besloten om verticale aardgeleiders met een voorhamer te hameren, zouden putten van 1,5 m voldoende zijn.

Notitie. Het is veel gemakkelijker om voorwerpen met puntige uiteinden in te slaan. Richt de molen op het materiaal dat je gaat hameren.

Als materiaal voor verticale aarding zijn een metalen buis met een diameter van 50 mm, een stalen staaf van 10 mm en een hoek met een zijde van 50 mm geschikt. Het duurt drie segmenten van drie meter lang. Het horizontale aardingselement kan worden gemaakt van negen meter stalen strip van 4 mm dik, 40 mm breed.

• Vervolgens wordt de gemonteerde aardingslus verbonden door middel van lassen aan een geleider. Het is gemaakt van ronde staaf of stripstaal. Het wordt aangesloten op een natuurlijke aardgeleider..

Het geïnstalleerde circuit zal met succes de toewijzing van beschermende weerstand uitvoeren als het wordt aangesloten op een stalen waterpijp die in de grond is gelegd, op metalen buizen van waterputten, op andere gewapend beton en metalen constructies. Na het installeren van beschermende aarding, moeten alle greppels en uitgravingen worden gevuld met homogene grond zonder de toevoeging van steenslag en bouwafval.

Nadat u een idee hebt gekregen van wat beschermende aarding wordt genoemd, en u hebt geleerd over de manieren om een ​​elektrisch beveiligingssysteem te bouwen, kunt u veilig doorgaan met zelfinstallatie. Vergeet het meten van de weerstandswaarde na installatie niet. Als er geen overeenkomstige apparaten en vaardigheden zijn, moet u elektriciens bellen.