Tính toán thiết bị nối đất

Việc tính toán các thiết bị nối đất được rút gọn thành việc xác định điện trở thoáng qua của sự lan truyền dòng sự cố chạm đất từ ​​các điện cực nối đất, điện trở này phụ thuộc vào điện trở của các lớp đất ρ... Điện trở của các lớp đất phụ thuộc vào thành phần, độ ẩm của chúng hàm lượng, mực nước ngầm và nhiệt độ. Chính xác nhất, ρ có thể được xác định bằng phép đo trực tiếp tại chỗ bằng một trong các phương pháp hiện có. Các giá trị được khuyến nghị để tính toán sơ bộ cho các loại đất khác nhau và tăng hệ số khi đóng băng được đưa ra trong sách tham khảo.

Sau khi hoàn thành thiết bị nối đất, phải đo điện trở của nó, nếu khác với tiêu chuẩn thì giảm bằng cách thêm số lượng điện cực nối đất hoặc tăng độ dẫn điện của đất, đưa xỉ, muối hoặc các chất khác vào đó.

Sau khi thực hiện tính toán cho các điện cực nối đất nhân tạo, người ta xác định sơ bộ liệu có đủ điện cực nối đất tự nhiên hay không, và chỉ khi đó điện trở cần thiết của các điện cực nối đất nhân tạo mới được tính toán

trong đó Rclaim — điện trở của các điện cực nối đất nhân tạo, Rec — tương tự, tự nhiên, Rzu — điện trở bình thường.

Công tắc nối đất được hàn bằng dải thép 40x4 mm hoặc bằng cùng một thanh. Các dải này được đặt trong lòng đất ở độ sâu 0,7 m và tạo thành một mạch nối đất chung.

Một thanh thép dài 5 m cắm trong đất thường (đất sét) ở ρ = 100 ôm x m có điện trở tiếp xúc là 22,7 ôm. Để có được điện trở trải tiêu chuẩn của một điện cực nối đất là 22,7 ohms, điện trở vòng được tính toán, bao gồm điện trở của Rc dọc và các điện cực ngang ở dạng dải kết nối Rd được kết nối song song.

Cơm. 1. Thiết bị nối đất: a — dòng điện của các điện cực nối đất được nối song song, b — mạch nối đất của trạm biến áp độc lập, c — trạm biến áp tích hợp tương tự — 1 — điện cực nối đất, 2 — vòng nối đất bên trong

Khoảng cách giữa các điện cực ít nhất phải bằng chiều dài của chúng để tránh hiện tượng chúng che chắn lẫn nhau (Hình 1 a), dẫn đến tăng điện trở của hệ thống điện cực nối đất. Đường viền được tạo ở dạng hình chữ nhật bao quanh hệ thống lắp đặt điện (ví dụ: trạm biến áp hoặc trạm biến áp độc lập). Nếu hệ thống điện được lắp đặt trong tòa nhà, thì mạch nối đất được tạo từ xa và được kết nối với mạch bên trong (bên trong tòa nhà) trong ít nhất hai dải (Hình 1. b, c).

Khi lắp đặt có trung tính cách ly và dòng nối đất thấp, tiết diện của dây nối đất được coi là đủ: đồng 25, nhôm 35, thép 120 mm2... Tiết diện tối thiểu của thép tròn hoặc thép dải của dây nối đất phải bằng ít nhất 100 m2 trong hệ thống lắp đặt lên đến 1000 V và 120 mm2 trong hệ thống lắp đặt trên 1000 V.

Đối với hệ thống lắp đặt điện có điện áp trên 1000 V với dòng điện nối đất thấp, điện trở của thiết bị nối đất phải đáp ứng điều kiện

trong đó Uz được lấy bằng 250 V nếu thiết bị nối đất chỉ được sử dụng cho hệ thống lắp đặt có điện áp trên 1000 V và Uh ​​= 125 V nếu thiết bị nối đất được sử dụng đồng thời cho hệ thống lắp đặt có điện áp lên đến 1000 V,

Azs - dòng điện chạm đất định mức, A.

Trong tính toán của các thiết bị nối đất, các công thức đơn giản hóa sau đây được sử dụng để xác định điện trở của các điện cực nối đất nhân tạo:

— đối với điện cực que lõm có đường kính 10-12 mm, chiều dài khoảng 5 m

— đối với điện cực thép góc 50x50x5 mm và dài 2,5-2,7 m

— đối với điện cực làm bằng ống có đường kính 50-60 mm và dài 2,5 m

Trong các cài đặt có điện áp lên tới 1000 V, việc lựa chọn đúng thiết bị nối đất cũng tạo điều kiện để ngắt kết nối nhanh chóng và đáng tin cậy của phần mạng (lắp đặt điện) trong trường hợp đoản mạch.