Продолжение статьи: «Акция «Антибеспечность», ч.2 – Расчет заземления
При расчете заземления я не решился применять так называемые «естественные заземлители», поскольку докопаться до армирующей сетки дома не представлялось возможным. Кроме того, данный вариант с применением естественных заземлителей может быть опасен, как это бывает, например, когда в качестве заземлителя используют водопроводные трубы. В конце концов, водопровод может прийти в негодность, его могут разобрать или заменить на пластиковый и т.д., поэтому наиболее приемлемый вариант в данном случае – это проектирование искусственного заземлителя с последующим монтажом. Кстати, Правила устройства электроустановок (ПУЭ) в п.1.7.54 не обязывают домовладельца применять искусственные заземлители, если есть возможность применить естественное заземление, и его параметры соответствуют установленным требованиям. Это как раз тот случай, когда слово «необязательно» в правилах лучше проигнорировать – естественное заземление надежнее.
В хозяйстве моего друга нашелся стальной уголок, который и было решено применить для искусственного заземления. Кстати, вместо уголка можно использовать металлическую арматуру, швеллер, трубу и другие профилированные изделия из черной или оцинкованной стали, а также меди. Требования к минимальным размерам (толщине стенок) можно определить по прилагаемой таблице (из ПУЭ).
Акцентирую ваше внимание на том, что в этом частном случае речь идет о проектировании заземления в частном доме с заземленной нейтралью – этот факт следует учитывать при расчете заземления. Данная схема наиболее распространена в жилом секторе, поэтому приведенный ниже расчет заземления является отчасти универсальным.
Установочными данными для расчета заземления служат следующие величины:
- общее сопротивление заземлителей – нормируемая по ПУЭ величина, не превышающая для 1-фазных цепей 20 Ом, для 3-фазных – 10 Ом.
- удельное сопротивление грунта – величина, характеризующая электропроводимость почвы. Определяется по табличным данным. В моем случае удельное сопротивление грунта (сланец глинистый) составляет 55 Ом на метр. Этот параметр требует уточнения, поскольку фактическое сопротивление грунта не является константой: в зависимости от времени года сопротивление меняется, в связи с чем применяют поправочный коэффициент увеличения. В каждой климатической зоне свой увеличивающий коэффициент, в моем случае он был равен 1,3 (климатическая зона 3). Таким образом, фактическое сопротивление грунта было мной определено как произведение коэффициента и удельной величины (71 Ом на метр).
- коэффициент использования при применении нескольких штыревых заземлителей. Поскольку мы имели ограниченную площадь для монтажа, при проектировании заземления я принял решении о применении рядной схемы расположения заземлителей, т.е. все заземляющие штыри планировалось располагать в ряд вдоль отмостки дома, на расстоянии 1,5 м от крайней точки отмостки.
Далее следует определить сопротивление одного заземляющего электрода.
l = 3 м (длина электрода) ? = 71 Ом м (сопротивление грунта) d = 0,95b производная величина от стороны уголка b t = 2 м (длина залегания средины электрода с учетом глубины траншеи)
Дабы не утомлять вас длинными математическими выкладками из расчета заземления, скажу лишь, что в моем случае сопротивление одинарного заземлителя (уголка) составило 26 Ом.
Соответственно, разделив фактическое сопротивление грунта на полученную величину, я получил количество штырей-электродов, равное 4. Количество вертикальных электродов определяется как отношение фактического сопротивления земли к сопротивлению одного заземлителя, при этом во внимание берется табличная величина – коэффициент использования, в моем случае составивший 0,85.
Я пренебрег сопротивлением полосы связи между электродами, поскольку эта величина не ухудшает, а улучшает защитные характеристики конструкции в целом. Если разрабатывается энергопроект крупных объектов данная величина обязательно учитывается, поскольку с ее помощью можно существенно снизить расходы на монтаж конструкции.
Я рассказал о том, как упрощенно и ускоренно можно спроектировать заземление частного дома. Акцентирую, что расчет заземления занял несколько часов, при этом владелец дома не приобретал какие-то дополнительные компоненты – конструкция была изготовлена из подручных средств: металлического уголка и стальной полосы. Теперь я вкратце расскажу о том, как монтируется защитное заземление.
Итак, нами были произведены земляные работы. Впрочем, «земляные работы» звучит чересчур громко, поскольку мы управились за час. Нами была выкопана неширокая траншея длиной около 12 м глубиной 0,5 м. В данную траншею мы вбили трехметровый стальной уголок. Это также не составило проблем, поскольку мы использовали электрический молот. Затем мы при помощи однофазной сварки крепко «прихватили» к краям искусственного заземлителя металлическую полосу, надежно присоединили к ней провод сечением 10 кв. м и завели его в дом. К счастью, нам не пришлось ничего переустраивать – заземление в дом мы ввели по существующему кабельному каналу.
Под распределительным щитом мы разместили главную заземляющую шину (ГЗШ), к которой прикрутили провод от искусственного заземлителя. В дальнейшем мы перекоммутировали электропроводку в распредщите, подключив защитный ноль туда, где он и должен был быть изначально – в неразрывной связи с ГЗШ.
После этого нами были проведены испытания заземления. Конечно же, у меня под рукой не было электротехнической лаборатории, поэтому провести контрольные замеры я не смог. Тем не менее, мы проверили срабатывание защитных аппаратов при замыкании фазного провода на заземленный корпус микроволновой печи: УЗО сработало молниеносно, что позволяет мне утверждать, что проект заземления, точнее – его расчет, был выполнен мною верно.
Я не хочу, чтобы мои читатели были беспечными. Специально для посетителей моего сайта я предлагаю акцию «Антибеспечность», в рамках которой я выполню проектирование молниезащиты зданий или произведу расчет заземления по сниженной цене. Безопасность моих клиентов для меня не пустой звук, и я готов это доказывать на деле, поступаясь размером своего гонорара.