Mojawapo ya sababu muhimu zaidi za kukokotoa uwekaji ardhi na usakinishaji ni kwamba inalinda watu, vifaa vilivyomo ndani ya nyumba dhidi ya msongamano wa umeme kupita kiasi. Ikiwa umeme unapiga nyumba ghafla au kwa sababu fulani kuna kuongezeka kwa nguvu kwenye mtandao, lakini wakati huo huo mfumo wa umeme umewekwa chini, umeme huu wote wa ziada utaingia chini, vinginevyo kutakuwa na mlipuko ambao unaweza kuharibu kila kitu. katika njia yake.
Vifaa vya ulinzi wa umeme
Ukuaji wa matumizi ya umeme katika nyanja zote za maisha, nyumbani na kazini, unahitaji sheria zilizo wazi za usalama kwa maisha ya binadamu. Viwango vingi vya kitaifa na kimataifa vinasimamia mahitaji ya ujenzi wa mifumo ya umeme ili kuhakikisha usalama wa watu, wanyama kipenzi na mali wakati wa kutumia vifaa vya umeme.
Vifaa vya ulinzi wa umeme vilivyowekwa wakati wa ujenzi wa majengo ya makazi na ya umma lazima vikaguliwe mara kwa mara ili kuhakikisha utendakazi wa kutegemewa kwa miaka mingi. Ukiukwaji wa sheria za usalama katika mifumo ya umeme inaweza kuwa na matokeo mabaya: tishio kwa maisha ya watu, uharibifu wa mali auuharibifu wa nyaya.
Kanuni za usalama zinaweka vikomo vya juu vifuatavyo vya mgusano salama wa binadamu na nyuso hai: VAC 36 katika majengo makavu na VAC 12 katika maeneo yenye unyevunyevu.
Mfumo wa kutuliza
Mfumo wa udongo ni kifaa cha kiufundi muhimu kabisa kwa kila jengo, kwa hivyo ni sehemu ya kwanza ya usakinishaji wa umeme kusakinishwa katika kituo kipya. Neno kutuliza hutumiwa katika uhandisi wa umeme ili kuunganisha kwa makusudi vijenzi vya umeme kwenye ardhi.
Uwekaji ardhi unaokinga hulinda watu dhidi ya mshtuko wa umeme wakati wa kugusa kifaa cha umeme kukitokea hitilafu. Milindo, uzio, huduma kama vile mabomba ya maji au mabomba ya gesi lazima yaunganishwe na kebo ya kinga kwa kuunganishwa kwenye terminal au paa ya kutuliza.
Matatizo ya ulinzi wa kiutendaji
Uwekaji msingi unaofanya kazi hautoi usalama kama jina linavyopendekeza, badala yake huanzisha utendakazi bila kukatizwa wa mifumo na vifaa vya umeme. Uwekaji ardhi unaofanya kazi huondoa mikondo na vyanzo vya kelele kwenye adapta za majaribio ya ardhini, antena na vifaa vingine vinavyopokea mawimbi ya redio.
Wanabainisha uwezo wa kawaida wa marejeleo kati ya vifaa vya umeme na vifaa na hivyo kuzuia hitilafu mbalimbali katika nyumba za kibinafsi, kama vile TV au mwanga kuwaka. Uwekaji msingi unaofanya kazi hauwezi kamwe kufanya kazi za ulinzi.
Masharti yote ya ulinzi dhidi ya shoti ya umeme yanaweza kupatikana katika viwango vya kitaifa. Kuanzisha ardhi inayolinda ni muhimu na kwa hivyo kila wakati huchukua nafasi ya kwanza kuliko utendakazi.
Ustahimilivu wa mwisho wa vifaa vya kinga
Katika mfumo ambao ni salama kwa watu, ni lazima vifaa vya ulinzi vifanye kazi mara tu voltage ya hitilafu kwenye mfumo inapofikia thamani ambayo inaweza kuwa hatari kwao. Ili kukokotoa kigezo hiki, unaweza kutumia data ya juu ya kikomo cha voltage, chagua thamani ya wastani U=25 VAC.
Vikata umeme vya sasa vya kusalia vilivyosakinishwa katika maeneo ya makazi kwa kawaida havitasafiri duniani hadi mkondo wa mzunguko mfupi ufikie 500 mA. Kwa hiyo, kwa mujibu wa sheria ya Ohm, na U=R1 R=25 V / 0.5 A=50 ohms. Kwa hiyo, ili kulinda vya kutosha usalama wa watu na mali, dunia lazima iwe na upinzani wa chini ya 50 ohms, au R earth<50.
Vigezo vya kutegemewa kwa kielektroniki
Kulingana na viwango vya serikali, vipengele vifuatavyo vinaweza kuchukuliwa kama elektrodi:
- mirundo ya chuma iliyoingizwa wima;
- vipande vya chuma vilivyowekwa mlalo au waya;
- vibao vya chuma vilivyowekwa nyuma;
- pete za chuma zilizowekwa kuzunguka misingi au kupachikwa kwenye misingi.
Mabomba ya maji na mitandao mingine ya uhandisi ya chuma cha chini ya ardhi (ikiwa kuna makubaliano na wamiliki).
Uwekaji msingi wa kuaminika na ukinzani chini ya ohm 50 inategemea mambo matatu:
- Mwonekano wa ardhi.
- Aina na upinzani wa udongo.
- Upinzani wa mstari wa chini.
Hesabu ya kifaa cha kutuliza lazima ianze na uamuzi wa upinzani wa udongo. Inategemea sura ya electrodes. Earth resistivity r (herufi ya Kigiriki Rho) inaonyeshwa kwa mita za ohm. Hii inalingana na upinzani wa kinadharia wa silinda ya kutuliza ya m 12, ambayo sehemu yake ya msalaba na urefu ni m 1. hupanda juu). Mifano ya kustahimili udongo katika Ohm-m:
- udongo wenye majimaji kutoka 1 hadi 30;
- poteza udongo kutoka 20 hadi 100;
- humus kutoka 10 hadi 150;
- mchanga wa quartz kutoka 200 hadi 3000;
- chokaa laini kutoka 1500 hadi 3000;
- udongo wa nyasi kuanzia 100 hadi 300;
- ardhi yenye miamba isiyo na mimea - 5.
Usakinishaji wa kifaa cha kutuliza
Kitanzi cha ardhini kimewekwa kutoka kwa muundo unaojumuisha elektrodi za chuma na viunga vya kuunganisha. Baada ya kuzamishwa chini, kifaa kinaunganishwa na jopo la umeme la nyumba na waya au ukanda wa chuma sawa. Unyevu wa udongo huathiri kiwango cha uwekaji wa muundo.
Kuna uhusiano kinyume kati ya urefu wa sehemu ya nyuma na kiwango cha maji chini ya ardhi. Umbali wa juu kutoka kwa tovuti ya ujenzi huanzia 1 m hadi 10 m. Electrodes kwa hesabu ya kutuliza inapaswa kuingia chini ya mstari wa kufungia udongo. Kwa Cottages, mzunguko umewekwa kwa kutumia bidhaa za chuma: mabomba, uimarishaji laini, angle ya chuma, I-boriti.
Umbo lao lazima libadilishwe kwa ajili ya kuingia kwa kina ndani ya ardhi, eneo la sehemu ya msalaba ya uimarishaji ni zaidi ya 1.5 cm2. Kuimarisha huwekwa kwa safu au kwa namna ya maumbo mbalimbali, ambayo inategemea moja kwa moja eneo halisi la tovuti na uwezekano wa kuweka kifaa cha kinga. Mpango unaozunguka eneo la kitu hutumiwa mara nyingi, hata hivyo, muundo wa kutuliza wa pembetatu bado ndio unaojulikana zaidi.
Licha ya ukweli kwamba mfumo wa kinga unaweza kufanywa kwa kujitegemea kwa kutumia nyenzo zinazopatikana, wajenzi wengi wa nyumba hununua vifaa vya kiwanda. Ingawa sio bei nafuu, ni rahisi kusakinisha na kudumu katika matumizi. Kwa kawaida, seti kama hiyo huwa na elektrodi za shaba zenye urefu wa m 1, zilizo na muunganisho wa uzi wa kupachika.
Jumla ya hesabu ya mfululizo
Hakuna kanuni ya jumla ya kuhesabu idadi kamili ya mashimo na vipimo vya ukanda wa ardhini, lakini kutokwa kwa mkondo wa kuvuja kwa hakika kunategemea eneo la sehemu ya nyenzo, kwa hivyo kwa kifaa chochote., saizi ya ukanda wa ardhini huhesabiwa kwa mkondo ambao utabebwa na ukanda huu.
Ili kukokotoa kitanzi cha ardhini, mkondo wa kuvuja huhesabiwa kwanza na saizi ya strip hubainishwa.
Kwa vifaa vingi vya umeme kama vile transfoma,jenereta ya dizeli, n.k., saizi ya ukanda wa chini usioegemea upande wowote lazima iwe ili iweze kushughulikia mkondo wa ndani wa kifaa hiki.
Kwa mfano, kwa transfoma ya 100kVA, jumla ya mzigo wa sasa ni takriban 140A.
Ukanda uliounganishwa lazima uweze kubeba angalau 70A (neutral current), ambayo ina maana kwamba ukanda wa 25x3mm unatosha kubeba mkondo.
Ukanda mdogo hutumika kusaga kipochi, ambacho kinaweza kubeba mkondo wa 35 A, mradi tu mashimo 2 ya ardhi yatumike kwa kila kitu kama ulinzi mbadala. Ikiwa ukanda mmoja hautumiki kwa sababu ya kutu, ambayo huvunja uaminifu wa saketi, mkondo wa kuvuja hutiririka kupitia mfumo mwingine, kutoa ulinzi.
Hesabu ya idadi ya mabomba ya ulinzi
Upinzani wa kutuliza wa fimbo ya elektrodi au bomba moja huhesabiwa kulingana na:
R=ρ / 2 × 3, 14 × L (logi (8xL / d) -1)
Wapi:
ρ=Upinzani wa ardhi (ohmmeter), L=Urefu wa elektrodi (mita), D=kipenyo cha elektrodi (mita).
Hesabu ya msingi (mfano):
Hesabu ukinzani wa fimbo ya kuhami ardhi. Ina urefu wa mita 4 na kipenyo cha 12.2 mm, uzito maalum wa ohms 500.
R=500 / (2 × 3, 14 × 4) x (logi (8 × 4 / 0, 0125) -1)=156, 19 Ω.
Upinzani wa kutuliza wa fimbo moja au elektrodi ya mirija huhesabiwa kama ifuatavyo:
R=100xρ / 2 × 3, 14 × L (logi (4xL / d))
Wapi:
ρ=Upinzani wa ardhi (ohmmeter), L=Urefu wa elektrodi (cm), D=kipenyo cha elektrodi (cm).
Ufafanuzimuundo wa msingi
Uhesabuji wa uwekaji msingi wa usakinishaji wa umeme huanza kwa kubainisha idadi ya mabomba ya kutuliza yenye kipenyo cha mm 100, urefu wa mita 3. Mfumo huu una hitilafu ya sasa ya 50 KA kwa sekunde 1 na upinzani wa ardhini wa 72.44 ohms.
Msongamano wa sasa kwenye uso wa elektrodi ya dunia:
Poppy. msongamano wa sasa unaoruhusiwa I=7.57 × 1000 / (√ρxt) A / m2
Poppy. msongamano wa sasa unaoruhusiwa=7.57 × 1000 / (√72.44X1)=889.419 A / m2
Eneo la uso la kipenyo kimoja ni 100 mm. bomba la mita 3=2 x 3, 14 L=2 x 3, 14 x 0.05 x 3=0.942 m2
Poppy. sasa inasambazwa na bomba moja la ardhini=Uzito wa sasa x eneo la uso wa elektrodi.
Upeo zaidi. ya sasa imetolewa na bomba moja la kutuliza=889.419x 0.942=838A, Idadi ya bomba la ardhini inahitajika=Mkondo wa hitilafu / Upeo.
Idadi ya bomba la ardhini linalohitajika=50000/838=vipande 60.
Ustahimilivu wa bomba la dunia (iliyowekwa maboksi) R=100xρ / 2 × 3, 14xLx (logi (4XL / d))
Ustahimilivu wa bomba la ardhini (insulated) R=100 × 72.44 / 2 × 3 × 14 × 300 × (logi (4X300 / 10))=7.99 Ω / Bomba
Jumla ya upinzani wa vipande 60 vya ardhi=7.99 / 60=0.133 Ohm.
Upinzani wa ukanda wa chini
Upinzani wa ukanda wa chini (R):
R=ρ / 2 × 3, 14xLx (logi (2xLxL / wt))
Mfano wa hesabu ya kutuliza kitanzi umetolewa hapa chini.
Kokotoa ukanda wa upana wa mm 12, urefu wa mita 2200,kuzikwa ardhini kwa kina cha mm 200, upinzani wa udongo ni 72.44 ohms.
Upinzani wa ukanda wa ardhini (Re)=72, 44 / 2 × 3, 14x2200x (logi (2x2200x2200 /.2x.012))=0, 050 Ω
Kutoka kwa jumla ya upinzani ulio hapo juu wa vipande 60 vya mabomba ya kutuliza (Rp)=0.133 ohms. Na hii ni kutokana na ukanda mbaya wa ardhi. Hapa wavu upinzani wa dunia=(RpxRe) / (Rp + Re)
Upinzani halisi=(0.133 × 0.05) / (0.133 + 0.05)=0.036 Ohm
Kizuizi cha ardhini na idadi ya elektrodi kwa kila kikundi (muunganisho sambamba). Katika hali ambapo electrode moja haitoshi kutoa upinzani wa dunia unaohitajika, electrode zaidi ya moja lazima itumike. Mgawanyiko wa electrodes unapaswa kuwa karibu m 4. Upinzani wa pamoja wa electrodes sambamba ni kazi ngumu ya mambo kadhaa kama vile namba na usanidi wa electrode. Jumla ya upinzani wa kundi la elektrodi katika usanidi mbalimbali kulingana na:
Ra=R (1 + λa / n), wapi a=ρ / 2X3.14xRxS
Wapi: S=Umbali kati ya shina la kurekebisha (mita).
λ=Kipengele kilichoonyeshwa kwenye jedwali hapa chini.
n=Idadi ya elektrodi.
ρ=Upinzani wa ardhi (Ohmmeter).
R=Ustahimilivu wa fimbo moja katika insulation (Ω).
| Vipengele vya elektrodi sambamba kwenye mstari | |
| Idadi ya elektrodi (n) | Factor (λ) |
| 2 | 1, 0 |
| 3 | 1, 66 |
| 4 | 2, 15 |
| 5 | 2, 54 |
| 6 | 2, 87 |
| 7 | 3.15 |
| 8 | 3, 39 |
| 9 | 3, 61 |
| 10 | 3, 8 |
Ili kukokotoa uwekaji wa elektroni kwa nafasi sawa kuzunguka mraba usio na mashimo, kama vile mzunguko wa jengo, milinganyo iliyo hapo juu inatumika kwa thamani ya λ iliyochukuliwa kutoka kwa jedwali lifuatalo. Kwa vijiti vitatu vilivyo katika pembetatu iliyo sawa au katika muundo wa L, thamani λ=1, 66
| Vipengele vya elektrodi za mraba hollow | |
| Idadi ya elektrodi (n) | Factor (λ) |
| 2 | 2, 71 |
| 3 | 4, 51 |
| 4 | 5, 48 |
| 5 | 6, 13 |
| 6 | 6, 63 |
| 7 | 7, 03 |
| 8 | 7, 36 |
| 9 | 7, 65 |
| 10 | 7, 9 |
| 12 | 8, 3 |
| 14 | 8, 6 |
| 16 | 8, 9 |
| 18 | 9, 2 |
| 20 | 9, 4 |
Mahesabu ya kutuliza kinga ya kitanzi kwa mraba mashimo hufanywa kulingana na fomula ya jumla ya idadi ya elektrodi (N)=(4n-1). Kanuni ya kidole gumba ni kwamba vijiti sambamba vinapaswa kuwekwa kwa nafasi angalau mara mbili ili kuchukua manufaa kamili ya elektrodi za ziada.
Ikiwa mgawanyiko wa elektrodi ni mkubwa zaidi kuliko urefu wake, na elektrodi chache tu ziko sambamba, basi upinzani unaotokana na dunia unaweza kuhesabiwa kwa kutumia mlinganyo wa kawaida wa upinzani. Kwa mazoezi, upinzani bora wa ardhi kwa kawaida utakuwa wa juu kuliko uliokokotolewa.
Kwa kawaida, safu ya elektrodi 4 inaweza kutoa uboreshaji mara 2.5-3.
Msururu wa elektrodi 8 kwa kawaida hutoa uboreshaji labda mara 5-6. Upinzani wa fimbo ya awali ya ardhi utapunguzwa kwa 40% kwa mstari wa pili, 60% kwa mstari wa tatu, 66% kwa mstari wa nne.
Mfano wa kukokotoa elektrode
Kukokotoa upinzani wa jumla wa fimbo ya ardhini vitengo 200 kwa sambamba, kwa vipindi vya m 4 kila moja, na ikiwa zimeunganishwa katika mraba. Fimbo ya ardhi ni 4mita na kipenyo cha 12.2 mm, upinzani wa uso 500 ohms. Kwanza, upinzani wa fimbo moja ya ardhi huhesabiwa: R=500 / (2 × 3, 14 × 4) x (Ingia (8 × 4 / 0, 0125) -1)=136, 23 ohms.
Ifuatayo, upinzani wa jumla wa fimbo ya ardhi kwa kiasi cha vitengo 200 kwa sambamba: a=500 / (2 × 3, 14x136x4)=0.146 Ra (mstari sambamba)=136.23x (1 + 10 × 0.146) / 200)=Ohm 1.67.
Ikiwa fimbo ya ardhini imeunganishwa kwenye eneo lenye mashimo 200=(4N-1), Ra (kwenye mraba tupu)=136, 23x (1 + 9, 4 × 0, 146 / 200)=1, 61 Ohm.
Kikokotoo cha ardhini
Kama unavyoona, hesabu ya kuweka msingi ni mchakato mgumu sana, hutumia vipengele vingi na fomula changamano za majaribio ambazo zinapatikana tu kwa wahandisi waliofunzwa walio na mifumo changamano ya programu.
Mtumiaji anaweza tu kufanya hesabu ngumu kwa kutumia huduma za mtandaoni, kwa mfano, Allcalc. Kwa hesabu sahihi zaidi, bado unahitaji kuwasiliana na shirika la kubuni.
Kikokotoo cha mtandaoni cha Allcalc kitakusaidia kukokotoa kwa haraka na kwa usahihi uwekaji msingi wa ulinzi katika udongo wa safu mbili unaojumuisha ardhi wima.
Ukokotoaji wa vigezo vya mfumo:
- Tabaka la juu la udongo lina mchanga wenye unyevu mwingi.
- Mgawo wa hali ya hewa- 1.
- Tabaka la chini la udongo lina mchanga wenye unyevu mwingi.
- Idadi ya msingi wima - 1.
- Kina cha juu cha udongo H (m) - 1.
- Urefu wa sehemu wima, L1 (m) - 5.
- Kina cha sehemu ya mlalo h2 (m)- 0.7.
- Urefu wa mstari wa muunganisho, L3 (m) - 1.
- Kipenyo cha sehemu ya wima, D (m) - 0.025.
- Upana wa rafu ya sehemu ya mlalo, b (m) - 0.04.
- Upinzani wa udongo kwa umeme (ohm/m) - 61.755.
- Upinzani wa sehemu moja wima (Ohm) - 12.589.
- Urefu wa sehemu ya mlalo (m) - 1.0000.
Upinzani wa kutuliza mlalo (Ohm) - 202.07.
Hesabu ya ukinzani wa ardhi inayolinda imekamilika. Upinzani wa jumla kwa uenezi wa mkondo wa umeme (Ohm) - 11.850.
Ground hutoa sehemu ya marejeleo ya kawaida kwa vyanzo vingi vya voltage katika mfumo wa umeme. Moja ya sababu kwa nini kutuliza husaidia kuweka mtu salama ni kwamba dunia ni conductor kubwa zaidi duniani, na ziada ya umeme daima inachukua njia ya upinzani mdogo. Kwa kusimamisha mfumo wa umeme nyumbani, mtu huruhusu mkondo kuingia ardhini, ambayo huokoa maisha yake na ya wengine.
Bila mfumo wa umeme uliowekwa msingi vizuri nyumbani, mtumiaji anahatarisha si tu vifaa vya nyumbani, bali pia maisha yake. Ndiyo maana katika kila nyumba ni muhimu sio tu kuunda mtandao wa kutuliza, lakini pia kufuatilia kila mwaka utendaji wake kwa kutumia vyombo maalum vya kupimia.
