Como executar o cálculo de aterramento para o contorno de um edifício residencial privado

Os proprietários de casas e chalés individuais estão cada vez mais começando a entender que o uso de eletricidade não apenas facilita muito o atendimento às necessidades diárias da casa, mas também apresenta certos riscos para os seres humanos. Na vida, há sempre a possibilidade de uma emergência, que pode levar a ferimentos elétricos.

Segurança elétrica de um prédio separado requer atenção constante e constante do proprietário. Uma das questões de sua manutenção é a operação de um loop de aterramento individual, que deve ser criado não apenas de acordo com uma determinada metodologia, mas também com o design corretamente selecionado, tendo realizado um cálculo confiável de todos os seus elementos.

Faremos uma reserva imediatamente para que qualquer pessoa familiarizada com os conceitos básicos de engenharia elétrica possa fazer isso sozinho. Para fazer isso, abaixo está a metodologia para sua implementação.

No entanto, é de natureza recomendatória e de apuração de fatos e requer esclarecimento do resultado obtido em um laboratório especializado, que possui uma licença para o direito de realizar um exame por pessoal treinado de projetistas que confirmam periodicamente suas qualificações passando em exames na inspeção de órgãos estatais.

A escolha do projeto de aterramento para cálculo

No circuito elétrico de edifícios para várias finalidades, um grande número de tipos diferentes de dispositivos de aterramento funciona. Entre eles, produtos com:

• interruptor de aterramento profundo único;

• vários eletrodos do tipo modular de disposição vertical;

• aterramento eletrolítico da orientação horizontal.

O último design ainda não tem popularidade tão ampla quanto os dois primeiros listados, mas pode muito bem competir com eles e atuar como uma alternativa.

Um cálculo preliminar das características elétricas de cada modelo ajudará a determinar o tipo de aterramento mais adequado e fará a sua escolha para instalação, comissionamento e operação adicionais.

Resumidamente, em exemplos, considere a metodologia para seu cálculo.

Cálculo de loops de terra para edifícios residenciais

Nomeação

O cálculo ajuda a analisar as dimensões e a forma do circuito criado para garantir resistência elétrica aceitável à corrente de emergência, que é removida da casa para o potencial de aterramento.

O aterramento é projetado para reduzir a tensão de toque de uma pessoa para um valor seguro devido à propagação de correntes inaceitáveis ​​e à redistribuição de potenciais perigosos.

Para edifícios residenciais, a resistência do circuito não deve exceder 8 Ohms ao operar uma rede monofásica de 220 volts e 4 Ohms para um 380 trifásico.

Fatores que afetam o cálculo do loop

A magnitude da resistência do aterramento elétrico depende de:

1. condutividade do solo;

2. usado na construção de metal;

3. a forma e o número de eletrodos;

4. distância entre condutores de aterramento;

5. a profundidade do contorno.

Características do solo

Para levar em consideração sua influência no fluxo de correntes, é utilizado o termo "resistividade do solo", cuja unidade é escolhida para "Ohm ∙ m". É indicado pela letra latina ρ. Este indicador depende de muitos fatores, incluindo a umidade do solo e sua composição, varia dentro de certos limites, mesmo levando em consideração as condições climáticas.

O valor da resistividade do solo é determinado pela medição no solo, e seus valores médios para cálculos preliminares aproximados são resumidos em tabelas. Os eletrodos de aterramento são enterrados 0,7 metros ou mais no solo para reduzir o impacto climático.

Comparar o efeito da composição do solo, umidade, temperatura do ambiente de trabalho sobre o valor deste indicador pode ser baseado na tabela proposta.

Tabela de valores aproximados de resistividade para solos e água

Aterramento de metal

Para a fabricação de eletrodos de loop, geralmente escolha:

• classes de aço inoxidável;

• ligas de aço convencionais usadas para a fabricação de tubos, cantos, varas;

• banhado a cobre ligas de aço.

A magnitude de sua condutividade é fácil de encontrar nos manuais técnicos.

Parâmetros de loop que afetam o cálculo da resistência de aterramento R

Além da resistividade do solo ρ, a análise deve levar em consideração:

1. comprimento do eletrodo L;

2. seu diâmetro D;

3. a profundidade do eletrodo da superfície do solo até seu T médio;

4. O número total de eletrodos N;

5. fator de utilização do Ki;

6. teor de eletrólitos no solo C.

Métodos para calcular o aterramento a partir de um único eletrodo profundo

O dispositivo de aterramento pode ser de peça única ou criado a partir de uma estrutura pré-fabricada feita por soldagem ou com base em uma conexão rosqueada de peças de trabalho.

Para calcular sua resistência elétrica, use a fórmula mostrada na figura.

Métodos para calcular o aterramento de vários eletrodos enterrados

A resistência elétrica de um único eletrodo é determinada pela fórmula fornecida anteriormente, e a proporção mostrada na figura a seguir é usada para calcular o efeito total no resultado final.

Os eletrodos podem estar em uma linha ou formar um triângulo ou outra forma geométrica simétrica.

Métodos para calcular o aterramento de condutores de aterramento eletrolítico

Para sua implementação, os mesmos princípios são usados ​​no cálculo da resistência de eletrodos horizontais feitos na forma de um tubo convencional. Somente o efeito do eletrólito no solo circundante é levado em consideração. Para isso, é introduzida uma correção do coeficiente C. Ele pode variar em diferentes condições, de 0,05 a 0,5.

A fórmula para calcular a resistência é apresentada na figura.

O aterramento eletrolítico é feito na forma de uma seção horizontal de um tubo oco feito de aço de liga de aço inoxidável ou ligas de cobre que são resistentes a processos de corrosão. Por meio dele, o solo é saturado por eletrodos com sais minerais com propriedades eletrolíticas.

Os sais que caem no solo são convertidos sob a influência da umidade do solo em um eletrólito, que:

1. melhora as propriedades condutoras do solo;

2. reduz a temperatura de congelamento do solo perto do eletrodo e, assim, reduz ainda mais a resistência elétrica do circuito de aterramento.

Um método eficaz de aumentar a operacionalidade de tais estruturas é o uso de ativadores - agregados especiais com resistividade reduzida. Sua colocação na parte externa do eletrodo reduz a resistência de transição na direção do eletrodo de aterramento para o solo e aumenta a área de superfície com a qual a transferência de corrente do eletrodo ocorre.

Uma característica de tais estruturas é que o coeficiente C diminui gradualmente ao longo do tempo: a lenta penetração do eletrólito na espessura do solo e um aumento no seu volume nele são afetados.

O eletrólito gradualmente lixivia os sais do eletrodo, mesmo em solo denso e reduz o coeficiente C de 0,5 para 0,125 dentro de seis meses após o comissionamento.

Todas essas características da operação de condutores de aterramento eletrolítico são levadas em consideração com mais precisão no cálculo por especialistas de laboratórios elétricos.

Metodologia de aterramento simplificada para o mestre doméstico

É muito difícil para um eletricista doméstico sem conhecimento especial navegar em todas essas tecnologias, que exigem a introdução constante de várias correções e coeficientes no cálculo. Ele oferece uma solução simples e acessível, com base em um programa de computador já desenvolvido.

É um utilitário que é chamado simplesmente de "elétrico" e é distribuído gratuitamente pelo desenvolvedor gratuitamente através de recursos da Internet. No entanto, ele pode ser ajudado listando uma pequena quantia que gastará na melhoria dos algoritmos de trabalho.

O programa para download está arquivado, que ocupa 15,9 MB. Quando instalado em um computador, ele cria uma pasta CU localizada no diretório "Arquivos de Programas" da unidade C e ocupa 55,5 MB.

Como calcular a resistência à terra usando o programa "Elétrico"

Após abrir o utilitário, na parte inferior da janela é necessário selecionar o modo de cálculo “Aterramento”.

É aberta uma janela na qual você precisa especificar o tipo de design do dispositivo de aterramento.

Pegue, por exemplo, o método número 1 recomendado pelo desenvolvedor e selecione-o com um ponto e, em seguida, pressione o botão "Selecionar".

Uma janela será aberta para inserir os dados do projeto do loop de terra que estamos usando e as características climáticas da zona de nossa residência. Nós inserimos os parâmetros médios, como mostrado no exemplo por notas de rodapé adicionais, verificá-los e clicar no botão “Cálculo de contorno”.

O programa "Eletricista", de forma independente e rápida, realiza todo o cálculo do circuito de aterramento, oferece um esquema de distribuição e o número de eletrodos de aterramento, as dimensões geométricas de todos os elementos estruturais.

Também oferece a possibilidade de ajustar ainda mais as características calculadas e emitiu um aviso sobre a necessidade de confirmar os resultados fornecidos por laboratórios elétricos licenciados aprovados para o projeto de loops de terra.

Sem essa verificação, é possível um erro na operação dos condutores de aterramento, o que pode causar grandes danos materiais ao proprietário e causar ferimentos elétricos a pessoas próximas em caso de emergência.

Atenção! Mesmo o cálculo mais preciso e realizado corretamente não é capaz de excluir erros na instalação e conexão do loop de aterramento.

Eles só podem ser detectados pelo laboratório realizando medições elétricas em seus equipamentos especializados.

Como verificar a qualidade do loop de aterramento instalado

A correção da remoção de correntes perigosas de um edifício pode ser encontrada de apenas duas maneiras:

1. a ocorrência de uma emergência real e verificação das consequências de sua passagem;

2. medições elétricas.

O primeiro método é o mais preciso e eficaz, mas não permite eliminar defeitos e muitas vezes leva a tristes conseqüências na presença de erros. Na prática, o segundo método é usado: o envolvimento de especialistas de unidades elétricas treinadas.

Que medidas são tomadas pelo laboratório?

Entre pessoas não iniciadas, muitas vezes surge confusão com o trabalho básico e os termos realizados por essas organizações. Portanto, focaremos sua interpretação:

1. medição da resistência de aterramento;

2. teste de resistência de aterramento;

3. medição da resistência de isolamento.

Como você pode ver, todos os três tipos de trabalho são muito semelhantes em nome, mas são executados usando diferentes tecnologias, buscando seus próprios objetivos.

Medições de resistência à terra destina-se a identificar a qualidade das conexões dos casos de dispositivos metálicos em que uma pessoa pode tocar, com o potencial da terra através do dispositivo de aterramento. Nesse caso, a resistência elétrica desta seção é medida por dispositivos especiais do tipo M416 ou seus modernos análogos de várias modificações.

As verificações de resistência do solo são usadas para analisar o status de proteção contra raios do edifício. Sua avaliação é realizada para determinar a resistência do circuito nas piores condições operacionais, a fim de determinar o grau de desgaste de toda a estrutura e fornecer recomendações para sua restauração.

Para a medição, os eletrodos de pino são instalados em vários pontos do terreno e uma diferença de potencial é fornecida entre eles e o circuito.

Medições de resistência de isolamento implica:

1. determinação da tangente de perda da camada de isolamento dielétrico, realizando testes de alta tensão;

2. medições com um megômetro.

Todas essas obras requerem equipamentos caros especiais que um eletricista comum não utiliza.