Berechnung des Erdungsgeräts
Die Berechnung von Erdungsgeräten beschränkt sich auf die Bestimmung des Übergangswiderstands der Ausbreitung des Erdschlussstroms von den Erdungselektroden, der vom Widerstand der Bodenschichten abhängt ρ... Der Widerstand der Bodenschichten hängt von ihrer Zusammensetzung und Feuchtigkeit ab Inhalt, Grundwasserspiegel und Temperatur. Am genauesten lässt sich ρ durch direkte Messung vor Ort mit einer der vorhandenen Methoden bestimmen. Empfohlene Werte für vorläufige Berechnungen für verschiedene Böden und steigende Koeffizienten beim Gefrieren sind in den Nachschlagewerken angegeben.
Nach Fertigstellung der Erdungsvorrichtung muss ihr Widerstand gemessen werden. Wenn er vom Standard abweicht, wird er durch Hinzufügen der Anzahl geerdeter Elektroden oder durch Erhöhen der Leitfähigkeit des Bodens durch Einbringen von Schlacke, Salz oder anderen Substanzen verringert.
Nachdem die Berechnung für künstliche Erdungselektroden durchgeführt wurde, wird vorab festgestellt, ob genügend natürliche Erdungselektroden vorhanden sein werden, und erst dann wird der erforderliche Widerstand künstlicher Erdungselektroden berechnet
wobei Rclaim der Widerstand künstlich geerdeter Elektroden ist, Rec derselbe, natürlich, Rzu der normale Widerstand.
Die Erdungsschalter werden mit einem Stahlband 40x4 mm oder mit dem gleichen Stab verschweißt. Diese Streifen werden in einer Tiefe von 0,7 m im Boden verlegt und bilden einen gemeinsamen Erdungskreis.
Ein 5 m langer Stahlstab in normalem Boden (Lehmboden) bei ρ = 100 Ohm x m hat einen Übergangswiderstand von 22,7 Ohm. Um einen standardmäßigen Ausbreitungswiderstand einer einzelnen Erdungselektrode von 22,7 Ohm zu erhalten, wird der Schleifenwiderstand berechnet, der aus dem Widerstand der vertikalen Rc- und horizontalen Elektroden in Form eines parallel geschalteten Verbindungsstreifens Rd besteht.
Reis. 1. Erdungsgeräte: a – Stromleitungen parallel geschalteter geerdeter Elektroden, b – Erdungskreis einer unabhängigen Umspannstation, c – dieselbe eingebaute Umspannstation – 1 – Erdungselektroden, 2 – interne Erdungsschleife
Der Abstand zwischen den Elektroden sollte mindestens ihrer Länge entsprechen, um das Phänomen ihrer gegenseitigen Abschirmung (Abb. 1 a) zu vermeiden, das zu einer Erhöhung des Widerstands des geerdeten Elektrodensystems führt. Die Kontur wird in Form eines Rechtecks ausgeführt, das eine elektrische Anlage (z. B. eine freistehende Umspannstation oder Umspannstation) umschließt. Wenn die Elektroinstallation im Gebäude eingebaut ist, wird der Erdungskreis ferngesteuert hergestellt und in mindestens zwei Streifen mit dem internen Stromkreis (innerhalb des Gebäudes) verbunden (Abb. 1. b, c).
Bei Installationen mit isoliertem Neutralleiter und niedrigen Erdungsströmen wird der Querschnitt der Erdungsdrähte als ausreichend angesehen: Kupfer 25, Aluminium 35, Stahl 120 mm2... Der Mindestquerschnitt der Erdungsleitungen aus Rund- oder Bandstahl muss betragen mindestens 100 m2 bei Anlagen bis 1000 V und 120 mm2 bei Anlagen über 1000 V.
Bei Elektroinstallationen mit einer Spannung über 1000 V und geringen Erdungsströmen muss der Widerstand der Erdungseinrichtung die Bedingung erfüllen
wobei Uz = 250 V ist, wenn die Erdungseinrichtung nur für Anlagen mit Spannungen über 1000 V verwendet wird, und Uh = 125 V, wenn die Erdungseinrichtung gleichzeitig für Anlagen mit Spannungen bis 1000 V verwendet wird,
Azs – Bemessungserdschlussstrom, A.
Bei den Berechnungen von Erdungsgeräten werden folgende vereinfachte Formeln verwendet, die den Widerstand künstlicher Erdungselektroden bestimmen:
— für eine konkave Stabelektrode mit einem Durchmesser von 10-12 mm, einer Länge von etwa 5 m
— für eine Winkelstahlelektrode 50x50x5 mm und 2,5-2,7 m Länge
— für eine Elektrode aus einem Rohr mit einem Durchmesser von 50-60 mm und einer Länge von 2,5 m
In Anlagen mit einer Spannung von bis zu 1000 V schafft die richtige Wahl der Erdungsgeräte auch die Voraussetzungen für eine schnelle und zuverlässige Trennung eines Netzabschnitts (Elektroinstallation) im Kurzschlussfall.