Salah satu sebab paling penting untuk mengira pembumian dan pemasangan ialah ia melindungi orang, peralatan di dalam rumah daripada voltan lampau. Jika tiba-tiba petir menyambar rumah atau atas sebab tertentu terdapat lonjakan kuasa dalam rangkaian, tetapi pada masa yang sama sistem elektrik dibumikan, semua lebihan elektrik ini akan masuk ke dalam tanah, jika tidak akan berlaku letupan yang boleh memusnahkan segala-galanya di laluannya.
Peralatan perlindungan elektrik
Pertumbuhan penggunaan elektrik dalam semua bidang kehidupan, di rumah dan di tempat kerja, memerlukan peraturan keselamatan yang jelas untuk kehidupan manusia. Banyak piawaian kebangsaan dan antarabangsa mengawal keperluan untuk pembinaan sistem elektrik untuk memastikan keselamatan orang, haiwan peliharaan dan harta benda apabila menggunakan peralatan elektrik.
Peralatan perlindungan elektrik yang dipasang semasa pembinaan bangunan kediaman dan awam mesti diperiksa secara berkala untuk memastikan operasi yang boleh dipercayai selama bertahun-tahun. Pelanggaran peraturan keselamatan dalam sistem elektrik boleh membawa akibat negatif: ancaman kepada nyawa orang, kemusnahan harta benda ataukemusnahan pendawaian.
Peraturan keselamatan menetapkan had atas berikut untuk sentuhan manusia yang selamat dengan permukaan hidup: 36 VAC di bangunan kering dan 12 VAC di kawasan basah.
Sistem pembumian
Sistem pembumian ialah peralatan teknikal yang sangat penting untuk setiap bangunan, jadi ia merupakan komponen pemasangan elektrik pertama yang dipasang di kemudahan baharu. Istilah pembumian digunakan dalam kejuruteraan elektrik untuk menyambung komponen elektrik ke bumi dengan sengaja.
Pebumian pelindung melindungi orang daripada renjatan elektrik apabila menyentuh peralatan elektrik sekiranya berlaku kerosakan. Tiang, pagar, utiliti seperti paip air atau saluran paip gas mesti disambungkan dengan kabel pelindung dengan menyambung ke terminal atau bar pembumian.
Masalah perlindungan berfungsi
Pebumian berfungsi tidak memberikan keselamatan seperti namanya, sebaliknya ia mewujudkan operasi tanpa gangguan sistem dan peralatan elektrik. Pembumian berfungsi menghilangkan arus dan sumber hingar ke penyesuai ujian bumi, antena dan peranti lain yang menerima gelombang radio.
Ia menentukan potensi rujukan biasa antara peralatan dan peranti elektrik dan dengan itu menghalang pelbagai kerosakan di rumah persendirian, seperti TV atau kelipan cahaya. Pembumian berfungsi tidak boleh melakukan tugas perlindungan.
Semua keperluan untuk perlindungan terhadap kejutan elektrik boleh didapati dalam piawaian kebangsaan. Mewujudkan bumi pelindung adalah penting dan oleh itu sentiasa diutamakan daripada berfungsi.
Rintangan muktamad peranti pelindung
Dalam sistem yang selamat untuk manusia, peranti pelindung mesti beroperasi sebaik sahaja voltan kerosakan dalam sistem mencapai nilai yang boleh membahayakan mereka. Untuk mengira parameter ini, anda boleh menggunakan data had voltan di atas, pilih nilai purata U=25 VAC.
Pemutus litar arus baki yang dipasang di kawasan perumahan biasanya tidak akan tersangkut ke bumi sehingga arus litar pintas mencapai 500 mA. Oleh itu, mengikut hukum Ohm, dengan U=R1 R=25 V / 0.5 A=50 ohm. Oleh itu, untuk melindungi keselamatan manusia dan harta benda dengan secukupnya, bumi mesti mempunyai rintangan kurang daripada 50 ohm, atau R earth<50.
Faktor kebolehpercayaan elektrod
Mengikut piawaian negeri, elemen berikut boleh dianggap sebagai elektrod:
- cerucuk keluli atau paip yang dimasukkan secara menegak;
- jalur keluli atau wayar yang diletakkan mendatar;
- plat logam tersembunyi;
- cincin logam diletakkan di sekeliling asas atau tertanam dalam asas.
Paip air dan rangkaian kejuruteraan keluli bawah tanah yang lain (jika ada persetujuan dengan pemilik).
Pebumian yang boleh dipercayai dengan rintangan kurang daripada 50 ohm bergantung pada tiga faktor:
- Pandangan darat.
- Jenis dan rintangan tanah.
- Rintangan garis bumi.
Pengiraan peranti pembumian mesti bermula dengan penentuan kerintangan tanah. Ia bergantung kepada bentuk elektrod. Kerintangan bumi r (huruf Yunani Rho) dinyatakan dalam meter ohm. Ini sepadan dengan rintangan teori bagi silinder pembumian 1 m2, yang keratan rentas dan ketinggiannya ialah 1 m. semakin tinggi). Contoh kerintangan tanah dalam Ohm-m:
- tanah paya dari 1 hingga 30;
- tanah loes dari 20 hingga 100;
- humus dari 10 hingga 150;
- pasir kuarza dari 200 hingga 3000;
- batu kapur lembut dari 1500 hingga 3000;
- tanah berumput dari 100 hingga 300;
- tanah berbatu tanpa tumbuh-tumbuhan - 5.
Pemasangan peranti pembumian
Gelung tanah dipasang daripada struktur yang terdiri daripada elektrod keluli dan jalur penyambung. Selepas rendaman di dalam tanah, peranti disambungkan ke panel elektrik rumah dengan wayar atau jalur logam yang serupa. Kelembapan tanah menjejaskan tahap penempatan struktur.
Terdapat hubungan songsang antara panjang rebar dan paras air bawah tanah. Jarak maksimum dari tapak pembinaan adalah antara 1 m hingga 10 m. Elektrod untuk pengiraan pembumian hendaklah memasuki tanah di bawah garisan pembekuan tanah. Untuk kotej, litar dipasang menggunakan produk logam: paip, tetulang licin, sudut keluli, I-beam.
Bentuknya mesti disesuaikan untuk kemasukan dalam ke dalam tanah, luas keratan rentas tetulang adalah lebih daripada 1.5 cm2. Tetulang diletakkan dalam satu baris atau dalam bentuk pelbagai bentuk, yang secara langsung bergantung pada lokasi sebenar tapak dan kemungkinan memasang peranti pelindung. Skim di sekeliling perimeter objek sering digunakan, bagaimanapun, model pembumian segi tiga masih yang paling biasa.
Walaupun sistem perlindungan boleh dibuat secara bebas menggunakan bahan yang tersedia, ramai pembina rumah membeli kit kilang. Walaupun ia tidak murah, ia mudah dipasang dan tahan lama digunakan. Biasanya, kit sedemikian terdiri daripada elektrod bersalut kuprum sepanjang 1 m, dilengkapi dengan sambungan berulir untuk pemasangan.
Jumlah pengiraan coretan
Tiada peraturan am untuk mengira bilangan tepat lubang dan dimensi jalur tanah, tetapi pelepasan arus bocor pastinya bergantung pada luas keratan rentas bahan, jadi untuk sebarang peralatan, saiz jalur tanah dikira pada arus yang akan dibawa oleh jalur ini.
Untuk mengira gelung tanah, arus kebocoran dikira terlebih dahulu dan saiz jalur ditentukan.
Untuk kebanyakan peralatan elektrik seperti transformer,penjana diesel, dsb., saiz jalur tanah neutral mestilah sedemikian supaya ia boleh mengendalikan arus neutral peralatan ini.
Sebagai contoh, untuk pengubah 100kVA, jumlah arus beban ialah kira-kira 140A.
Jalur yang disambungkan mesti boleh membawa sekurang-kurangnya 70A (arus neutral), yang bermaksud jalur 25x3mm mencukupi untuk membawa arus.
Jalur yang lebih kecil digunakan untuk membumikan sarung, yang boleh membawa arus 35 A, dengan syarat 2 lubang tanah digunakan untuk setiap objek sebagai perlindungan sandaran. Jika satu jalur menjadi tidak boleh digunakan kerana kakisan, yang memecahkan integriti litar, arus bocor mengalir melalui sistem lain, memberikan perlindungan.
Pengiraan bilangan paip perlindungan
Rintangan pembumian bagi rod atau tiub elektrod tunggal dikira mengikut:
R=ρ / 2 × 3, 14 × L (log (8xL / d) -1)
Di mana:
ρ=Rintangan tanah (ohmmeter), L=Panjang elektrod (meter), D=Diameter elektrod (meter).
Pengiraan tanah (contoh):
Kira rintangan rod penebat tanah. Ia mempunyai panjang 4 meter dan diameter 12.2 mm, graviti tentu 500 ohm.
R=500 / (2 × 3, 14 × 4) x (Log (8 × 4 / 0, 0125) -1)=156, 19 Ω.
Rintangan pembumian bagi satu rod atau elektrod tiub dikira seperti berikut:
R=100xρ / 2 × 3, 14 × L (log (4xL / d))
Di mana:
ρ=Rintangan tanah (ohmmeter), L=Panjang elektrod (cm), D=Diameter elektrod (cm).
Definisistruktur pembumian
Pengiraan pembumian pemasangan elektrik bermula dengan menentukan bilangan paip pembumian dengan diameter 100 mm, panjang 3 meter. Sistem ini mempunyai arus kerosakan 50 KA selama 1 saat dan kerintangan tanah 72.44 ohm.
Ketumpatan semasa di permukaan elektrod bumi:
Popi. ketumpatan arus yang dibenarkan I=7.57 × 1000 / (√ρxt) A / m2
Popi. ketumpatan arus yang dibenarkan=7.57 × 1000 / (√72.44X1)=889.419 A / m2
Luas permukaan satu diameter ialah 100 mm. Paip 3m=2 x 3, 14 L=2 x 3, 14 x 0.05 x 3=0.942 m2
Popi. arus yang hilang oleh satu paip tanah=Ketumpatan arus x Luas permukaan elektrod.
Maks. arus yang hilang oleh satu paip pembumian=889.419x 0.942=838A, Bilangan paip bumi yang diperlukan=Arus kerosakan / Maks.
Bilangan paip tanah yang diperlukan=50000/838=60 keping.
Rintangan paip bumi (bertebat) R=100xρ / 2 × 3, 14xLx (log (4XL / d))
Rintangan paip tanah (bertebat) R=100 × 72.44 / 2 × 3 × 14 × 300 × (log (4X300 / 10))=7.99 Ω / Paip
Jumlah rintangan 60 keping tanah=7.99 / 60=0.133 Ohm.
Rintangan jalur tanah
Rintangan jalur tanah (R):
R=ρ / 2 × 3, 14xLx (log (2xLxL / wt))
Contoh pengiraan pembumian gelung diberikan di bawah.
Hitung jalur 12 mm lebar, 2200 meter panjang,tertimbus di dalam tanah pada kedalaman 200 mm, kerintangan tanah ialah 72.44 ohm.
Rintangan jalur tanah (Re)=72, 44 / 2 × 3, 14x2200x (log (2x2200x2200 /.2x.012))=0, 050 Ω
Daripada jumlah rintangan di atas 60 keping paip pembumian (Rp)=0.133 ohm. Dan ini disebabkan oleh jalur tanah yang kasar. Di sini rintangan bumi bersih=(RpxRe) / (Rp + Re)
Rintangan bersih=(0.133 × 0.05) / (0.133 + 0.05)=0.036 Ohm
Galangan bumi dan bilangan elektrod setiap kumpulan (sambungan selari). Dalam kes di mana satu elektrod tidak mencukupi untuk menyediakan rintangan bumi yang diperlukan, lebih daripada satu elektrod mesti digunakan. Pemisahan elektrod hendaklah kira-kira 4 m. Rintangan gabungan elektrod selari adalah fungsi kompleks beberapa faktor seperti nombor dan konfigurasi elektrod. Jumlah rintangan sekumpulan elektrod dalam pelbagai konfigurasi mengikut:
Ra=R (1 + λa / n), di mana a=ρ / 2X3.14xRxS
Di mana: S=Jarak antara batang pelaras (meter).
λ=Faktor ditunjukkan dalam jadual di bawah.
n=Bilangan elektrod.
ρ=Rintangan tanah (Ohmmeter).
R=Rintangan rod tunggal dalam penebat (Ω).
| Faktor untuk elektrod selari dalam talian | |
| Bilangan elektrod (n) | Faktor (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 |
Untuk mengira pembumian elektrod yang dijarakkan sama rata di sekeliling segi empat sama berongga, seperti perimeter bangunan, persamaan di atas digunakan dengan nilai λ yang diambil daripada jadual berikut. Untuk tiga batang yang terletak dalam segi tiga sama sisi atau dalam bentuk L, nilai λ=1, 66
| Faktor untuk elektrod persegi berongga | |
| Bilangan elektrod (n) | Faktor (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 |
Pengiraan pembumian pelindung gelung untuk segi empat sama berongga dijalankan mengikut formula jumlah bilangan elektrod (N)=(4n-1). Peraturan biasa ialah rod selari hendaklah dijarakkan sekurang-kurangnya dua kali lebih panjang untuk memanfaatkan sepenuhnya elektrod tambahan.
Jika pemisahan elektrod jauh lebih besar daripada panjangnya, dan hanya beberapa elektrod yang selari, maka rintangan bumi yang terhasil boleh dikira menggunakan persamaan biasa untuk rintangan. Dalam amalan, rintangan bumi yang berkesan biasanya lebih tinggi daripada yang dikira.
Lazimnya, tatasusunan 4 elektrod boleh memberikan peningkatan 2.5-3 kali ganda.
Susun atur 8 elektrod biasanya memberikan peningkatan mungkin 5-6 kali ganda. Rintangan rod tanah asal akan dikurangkan sebanyak 40% untuk baris kedua, 60% untuk baris ketiga, 66% untuk baris keempat.
Contoh pengiraan elektrod
Mengira jumlah rintangan rod tanah 200 unit secara selari, pada selang 4m setiap satu, dan jika ia disambungkan dalam segi empat sama. Batang tanah ialah 4meter dan diameter 12.2 mm, rintangan permukaan 500 ohm. Pertama, rintangan rod tanah tunggal dikira: R=500 / (2 × 3, 14 × 4) x (Log (8 × 4 / 0, 0125) -1)=136, 23 ohm.
Seterusnya, jumlah rintangan rod tanah dalam jumlah 200 unit secara selari: a=500 / (2 × 3, 14x136x4)=0.146 Ra (garis selari)=136.23x (1 + 10 × 0.146 / 200)=1.67 Ohm.
Jika rod tanah disambungkan ke kawasan berongga 200=(4N-1), Ra (pada petak kosong)=136, 23x (1 + 9, 4 × 0, 146 / 200)=1, 61 Ohm.
Kalkulator Tanah
Seperti yang anda lihat, pengiraan pembumian adalah proses yang sangat kompleks, ia menggunakan banyak faktor dan formula empirikal yang kompleks yang hanya tersedia untuk jurutera terlatih dengan sistem perisian yang kompleks.
Pengguna hanya boleh membuat pengiraan kasar menggunakan perkhidmatan dalam talian, contohnya, Allcalc. Untuk pengiraan yang lebih tepat, anda masih perlu menghubungi organisasi reka bentuk.
Kalkulator dalam talian Allcalc akan membantu anda mengira pembumian pelindung dengan cepat dan tepat dalam tanah dua lapisan yang terdiri daripada tanah menegak.
Pengiraan parameter sistem:
- Lapisan atas tanah adalah pasir yang sangat lembap.
- Pekali iklim- 1.
- Lapisan bawah tanah adalah pasir yang sangat lembap.
- Bilangan pembumian menegak - 1.
- Kedalaman tanah atas H (m) - 1.
- Panjang bahagian menegak, L1 (m) - 5.
- Kedalaman bahagian mendatar h2 (m)- 0.7.
- Panjang jalur sambungan, L3 (m) - 1.
- Diameter bahagian menegak, D (m) - 0.025.
- Lebar rak bahagian mendatar, b (m) - 0.04.
- Rintangan tanah elektrik (ohm/m) - 61.755.
- Rintangan satu bahagian menegak (Ohm) - 12.589.
- Panjang bahagian mendatar (m) - 1.0000.
Rintangan pembumian mendatar (Ohm) - 202.07.
Pengiraan rintangan bumi pelindung selesai. Jumlah rintangan kepada perambatan arus elektrik (Ohm) - 11.850.
Ground menyediakan titik rujukan biasa untuk banyak sumber voltan dalam sistem elektrik. Salah satu sebab mengapa pembumian membantu memastikan seseorang selamat ialah bumi ialah konduktor terbesar di dunia, dan lebihan elektrik sentiasa mengambil laluan dengan rintangan paling sedikit. Dengan membumikan sistem elektrik di rumah, seseorang membenarkan arus masuk ke dalam tanah, yang menyelamatkan nyawanya dan nyawa orang lain.
Tanpa sistem elektrik yang dibumikan dengan betul di rumah, pengguna mempertaruhkan bukan sahaja perkakas rumah, tetapi juga nyawa mereka. Itulah sebabnya di setiap rumah adalah perlu bukan sahaja untuk mencipta rangkaian pembumian, tetapi juga setiap tahun memantau prestasinya menggunakan alat pengukur khas.
