Kolik ohmů by měl být zemní odpor?

Na trhu jsou k dispozici zemnící sady od desítek výrobců. Stavebnice se liší materiálem, délkou a průměrem tyčí. Zvažme postup pro výběr hotové uzemňovací sady.

Návrh uzemnění

Uzemnění je nezbytné pro ochranu lidí a zvířat před úrazem elektrickým proudem. Díky uzemnění jde nebezpečný potenciál do země a chrání před úrazem elektrickým proudem.

Zemnící systém se skládá z uzemňovacího vodiče, zemnících vodičů a zemnící sběrnice, které zajišťují, že nebezpečný potenciál „odtéká“ do země. Zemnící elektroda může mít různé konstrukce:

• Trojúhelník. Je vyroben ze tří ocelových zemnících vodičů spojených propojkami.
• Lineární obrys. Zemnící vodiče jsou umístěny v řadě. Používá se při uzemnění několika objektů podél obvodu.
• Modulární kolíkové (hluboké) uzemnění. Je to dlouhá tyč umístěná v zemi.

Odpor zemniče závisí na velikosti a počtu zemničů, vzdálenosti mezi nimi, hloubce jejich uložení a vodivosti půdy.

Hotové uzemňovací soupravy jsou zpravidla modulární kolíkové (hluboké) zemnící elektrody.

Výhody hlubokého uzemnění pro ochranu budovy:

• Účinnost a hluboké umístění vodiče umožňuje dosáhnout vlhkostí nasycených půd s dobrou vodivostí při současném snížení sezónních výkyvů odporu.
• Kompaktnost umožňuje instalovat uzemnění jak uvnitř budovy (v suterénu), tak venku ve vzdálenosti více než 1 m od základu.
• Snadná instalace, není potřeba žádné speciální vybavení, stačí 10 kg perlík nebo příklepová vrtačka.

Požadavky na uzemnění a obecná doporučení

Začněme stanovením požadavků na zemnící systém, jaký odpor by měl mít po instalaci zemnící sady.

Cílová hodnota odporu závisí na uzemněném objektu:

• Pro soukromý dům (jednofázová síť s napětím 220 V) by odpor neměl překročit 30 Ohmů v souladu s článkem 1.7.101 PUE 7 „Pravidla elektrické instalace“.
• Pro dům s plynovým kotlem – v souladu s paragrafy. 1.7.103 nebo PUE 1.7.59. Obecně platí, že odpor není větší než 10 ohmů, ale nejlepší je získat přesné údaje od vaší plynárenské společnosti.
• U zařízení je nutné převzít hodnotu odporu z projektové dokumentace nebo technické specifikace. pasy.

Hotové uzemňovací sady se liší materiálem, délkou a průměrem tyčí.

Materiál ovlivňuje životnost a cenu. Délka soupravy se volí v závislosti na typu půdy a výšce spodní vody.

Na základě praktických údajů lze učinit následující doporučení:

• pro soukromý dům bez plynového kotle často stačí uzemňovací souprava s hloubkou 6 m; pro písčitou půdu – 12 m
• pro soukromý dům s plynovým kotlem je lepší zvážit soupravy dlouhé 9 m, pro písčitou půdu – 15 m
• pokud se zemnící souprava dostane do spodní vody, pak se obvykle dosáhne odporu méně než 10 ohmů, což je vhodné pro soukromý dům a dům s plynovým kotlem

Toto jsou pouze obecné pokyny. Aby bylo zajištěno, že je sada vybrána správně, je nutné provést výpočet uzemnění pro vaše místo.

Data výpočtu uzemnění

Výpočet uzemnění – stanovení odporu sestrojeného obvodu za provozu. Odpor zemnící smyčky závisí na délce a průměru zemnicího vodiče a měrném odporu zeminy, do které je zakopána.

Připravme si data pro výpočet.

Půdní odpor lze měřit nebo použít průměrné údaje doporučené pro předběžné výpočty uvedené v tabulce 1.

Odpor půdy se může lišit v závislosti na její teplotě a vlhkosti. V zimě půda zmrzne a zvýší se její odpor. S rostoucí vlhkostí se snižuje.

Uzemnění je nutné navrhnout s ohledem na sezónní koeficienty, zajišťující odolnost uzemňovacího zařízení v každém ročním období a za každého počasí.

Rostoucí faktory pro svislé uzemňovací vodiče pro různé klimatické zóny jsou uvedeny v tabulce 2.

Zdroj dat pro tabulky 1 a 2: Příručka napájení pro průmyslové podniky. Průmyslové elektrické sítě. 2. vyd., revidováno. a doplňkové/Pod obecné. vyd. A.A. Fedorov a G.V. Serbinovský. – M.: Energie, 1980

Dáme příklad. Předpokládejme, že půda, ve které se nachází zemnící elektroda, je hlinitá a lokalita se nachází ve druhém klimatickém pásmu s minimální lednovou teplotou -14 °C až -10 °C.

Podle tabulky 1 je průměrný měrný odpor 100 Ohm*m.

Koeficient zamrzání v hloubce 2 m je podle tabulky 0,5 1,5.

Vypočtený odpor půdy je tedy 100 * 1,5 = 150 Ohm * m.

Výpočet modulárního uzemnění

Pro výpočet uzemnění můžete použít online kalkulačky nebo vzorec.

Vzorec pro výpočet odporu jedné vertikální zemnící elektrody R:

ρ — odpor půdy, Ohm*m

l je délka zemnící elektrody, m

d—průměr zemnícího vodiče, m

t — hloubka zemnící elektrody (vzdálenost od povrchu země ke středu zemnící elektrody), m

Pojďme vypočítat odpor. Předpokládejme, že plánujeme uzemnit dům bez plynového kotle, jehož odpor by neměl přesáhnout 30 Ohmů. Odhadovaný měrný odpor vypočítaný v předchozím kroku je 150 Ohm*m. Hloubku zemnící elektrody budeme uvažovat v hloubce 0,5m.

Udělejme kalkulaci pro sadu o délce 3 m a průměru 16 mm. Dosazením hodnoty do vzorce získáme odpor 47,56 Ohmů. Tato hodnota není platná.
Zopakujme výpočet pro sadu dlouhou 6 m, dostaneme hodnotu 28,80 Ohmů. Tato hodnota je v normálních mezích, ale blíží se kritické hodnotě a může překročit její meze, když půda zmrzne a na zemnící elektrodě se objeví rez.

Zopakujeme výpočet pro sadu dlouhou 9 m, dostaneme hodnotu 19,12. Takové uzemnění zaručeně ochrání váš domov, proto byste si takovou sadu měli vybrat.

Kalkulačka uzemnění

Kalkulačka používá zjednodušený vzorec pro výpočet odporu jedné vertikální zemnící elektrody.

Zemní odpor (odpor proti šíření elektrického proudu) je definován jako velikost „odporu“ proti šíření elektrického proudu v zemi, který do ní vstupuje přes zemnící elektrodu.

Měří se v Ohmech a měla by mít nejnižší možnou hodnotu. Ideálním případem je nulová hodnota, což znamená absenci jakéhokoliv odporu při průchodu „škodlivými“ elektrickými proudy, což zaručuje jejich KOMPLETNÍ absorpci zemí.

Protože ideálu nelze dosáhnout, všechna elektrická zařízení a elektronika jsou vytvářeny na základě určitých standardizovaných hodnot zemního odporu = 60, 30, 15, 10, 8, 4, 2, 1 a 0,5 ohmu.

• u soukromých domů s připojením k napájecímu zdroji 220 V / 380 V je nutné místní uzemnění s doporučeným odporem nepřesahujícím 30 Ohm

Při připojování místního uzemnění k neutrálu transformátoru/generátoru v systému TN by celkový odpor uzemnění (místní + vše opakování + uzemnění transformátoru/generátoru) neměl být větší než 4 Ohm (PUE 1.7.101). Tato podmínka je splněna bez jakýchkoliv dalších opatření, pokud je zdroj proudu (transformátor nebo generátor) řádně uzemněn.

Přečtěte si o tom více na stránce „Uzemnění domova“.

• Při připojení plynovodu k domu musí být splněn normový požadavek na uzemnění domu. Kvůli použití nebezpečného zařízení však místní uzemnění s odporem ne větším než 10 Ohm
  (PUE 1.7.103; pro všechna opakovaná uzemnění)

• pro uzemnění používané pro připojení hromosvodů by odpor uzemnění neměl být větší než 10 Ohm (RD 34.21.122-87, odstavec 8)

• u zdroje proudu (generátoru nebo transformátoru) by odpor uzemnění neměl být větší než 2, 4 a 8 ohmů při lineárních napětích 660, 380 a 220 V třífázového zdroje proudu nebo 380, 220 a 127 V zdroje jednofázového proudu (PUE 1.7.101)
• pro spolehlivý provoz plynových svodičů v zařízeních pro ochranu nadzemních komunikačních vedení (například místní sítě na bázi měděného kabelu nebo vysokofrekvenčního kabelu) by neměl být uzemňovací odpor, ke kterému jsou (svodiče) připojeny 2 Ohm. Existují případy s požadavkem v 4 Ohm.
• Při připojování telekomunikačních zařízení by uzemnění nemělo mít obvykle odpor větší než 2 nebo 4 ohmy
• u rozvodny 110 kV by již neměla být odolnost proti šíření proudu 0,5 Ohm (PUE 1.7.90)

Výše uvedené normy zemního odporu platí pro normální půdy s elektrickým odporem
ne více než 100 Ohm*m (například jíl / hlína).

Pokud má půda vyšší elektrický odpor, pak se často (ale ne vždy) minimální hodnoty zemního odporu zvýší o 0,01 na odolnost půdy.

Například u písčitých půd s měrným odporem 500 Ohm*m se minimální lokální zemnící odpor domu se systémem TN-CS zvyšuje 5krát – až na 150 Ohm (místo 30 Ohm).

Výpočet zemního odporu

Pro výpočet zemního odporu existují speciální vzorce a metody, které popisují závislosti na popsaných faktorech. Jsou uvedeny na stránce „Výpočet uzemnění“.

Kvalita uzemnění

Odpor uzemnění je hlavním kvalitativním ukazatelem zemnící elektrody a přímo závisí na:

• odolnost půdy
• konfigurace zemnící elektrody, zejména: oblast elektrického kontaktu zemnících elektrod se zemí

Půdní odpor

Parametr určuje úroveň „elektrické vodivosti“ země jako vodiče = jak dobře se bude v takovém prostředí šířit elektrický proud vycházející ze zemnící elektrody. Čím menší je tato hodnota, tím nižší bude zemnící odpor.

Elektrický odpor půdy (Ohm*m) je naměřená hodnota, která závisí na složení půdy, velikosti a hustotě jejích částic přiléhajících k sobě, její vlhkosti a teplotě, koncentraci rozpustných chemikálií v ní (solí, kyselé a alkalické zbytky).

Obvykle se používá tabulka orientační hodnoty „půdního odporu“, protože jeho přesné měření je možné pouze při speciálních geologických průzkumných pracích.

Konfigurace uzemnění

Odpor uzemnění přímo závisí na oblasti elektrického kontaktu mezi uzemňovacími elektrodami a zemí, která by měla být co největší. Čím větší je povrch zemní elektrody, tím nižší je zemnící odpor.

Nejčastěji se z důvodu nejmenší montážní náročnosti jako zemnící elektroda používá vertikální elektroda ve tvaru tyč/trubka/úhelník.

Chcete-li zvětšit kontaktní plochu zemnící elektrody se zemí:

• délka (hloubka) elektrody se zvětšuje
• používá se několik krátkých elektrod spojených dohromady, umístěných v určité vzdálenosti od sebe (zemní smyčka). V tomto případě se plochy jednotlivých elektrod jednoduše sečtou, což je podrobně popsáno na samostatné stránce o výpočtech uzemnění.