krátké vertikální uzemňovací tyče

Při použití svislých zemnících tyčí krátké délky (řádově několik metrů) se pro zajištění potřebného uzemnění instaluje do země několik kolíků, které jsou zapojeny paralelně. Přirozeně, protože takové pole zabírá určitou plochu, existuje pokušení ušetřit místo a umístit kolíky blíže k sobě. Ale ve skutečnosti by se to nemělo dělat – existuje určitá vzdálenost blíže, než kterou by kolíky neměly být umístěny vůči sobě navzájem. Jaká je tato vzdálenost a proč jsou kolíky umístěné příliš blízko špatné, bude probráno v tomto článku.

Vzájemné stínění elektrod

Pokud jsou dvě elektrody (kolíky) umístěny v nekonečně velké vzdálenosti od sebe, pak když jsou paralelně spojeny ideálním vodičem s nulovým odporem, bude celková vodivost takové zemnící elektrody vůči zemi rovna součtu vodivosti obou kolíků vzhledem k zemi (nezapomeňte, že vodivost je převrácená odporu). Toto pravidlo lze zobecnit na větší počet elektrod, poté se sečtou jejich vodivosti.

Co však budeme pozorovat, když vzdálenost mezi paralelně zapojenými elektrodami bude menší než jejich délka nebo s nimi srovnatelná? Vodivost takového uzemnění bude menší než součet vodivosti dvou jednotlivých kolíků vzhledem k zemi. Tento jev se nazývá vzájemné stínění elektrody. Na druhé straně je to kvůli tzv odpuzování proudů.

Hlavním faktorem určujícím elektrickou vodivost půdy je přítomnost vlhkosti v ní, ve které jsou rozpuštěny soli. Výsledkem je elektrolyt. Když elektrický proud prochází elektrolytem, ​​kladné ionty se pohybují směrem k záporné elektrodě (katodě) a záporné ionty se pohybují směrem ke kladné elektrodě (anodě). Například při použití měděných elektrod budou fungovat jako anoda. Kromě toho, protože elektrody jsou navzájem spojeny vodičem s nízkým odporem, potenciály napříč nimi vzhledem k zemi budou téměř stejné.

Iontová vodivost v elektrolytu

Iontová vodivost v elektrolytu

Iontová vodivost v elektrolytu

Elektrický proud je spojen s fyzickým transportem iontů. Když jsou elektrody blízko u sebe, podobně nabité ionty se budou navzájem odpuzovat, což sníží intenzitu jejich pohybu. To je fenomén současného odpuzování. V důsledku toho snižuje celkovou vodivost systému paralelně zapojených elektrod.

Stanovení minimální vzdálenosti mezi svislými zemnicími vodiči

Příliš velká vzdálenost mezi vertikálními elektrodami není jen iracionálním využíváním půdy, ale také velkou délkou vodičů spojujících elektrody. Čím delší jsou dráty, tím vyšší je jejich odpor. Na druhou stranu, pokud špendlíky umístíme příliš blízko u sebe, sníží to jejich účinnost. Z toho vyplývá, že mezi vertikálními zemnícími elektrodami musí být určitý optimální rozsah vzdáleností, v rámci kterého jsou zajištěny nejlepší technické a ekonomické ukazatele.

ČTĚTE VÍCE
Jaké spotřebiče mohou způsobit elektrické přetížení ve vaší domácnosti?

Ochrana konstrukcí před úderem blesku je mimořádně důležitým úkolem, proto jsou parametry uzemnění skládající se z několika elektrod přísně definovány, včetně vzdálenosti mezi elektrodami. Například podle aktuálního Pokynu RD 34.21.122-87, bod 2.2, pro volně stojící hromosvod, „umělý uzemňovací vodič sestávající ze tří nebo více vertikálních elektrod o délce nejméně 3 m, spojených vodorovnou elektroda, se vzdáleností mezi svislými elektrodami alespoň 5 m“.

Při použití uzemnění pouze pro zajištění bezpečného provozu elektrických instalací je cílem dosáhnout požadovaného zemního odporu. Zde je uveden způsob výpočtu na základě tzv. koeficientu využití. Čím vyšší je faktor využití, tím účinnější je uzemnění. Je třeba poznamenat, že hodnota koeficientu využití závisí nejen na vzdálenosti mezi elektrodami, ale také na počtu elektrod a také na topologii jejich umístění (při stejné minimální vzdálenosti mezi elektrodami, jejich umístění v řadě dává vyšší koeficient využití než při jejich umístění ve formě uzavřené smyčky).

Instalace elektrického uzemnění, součást podzemního kovového rámu

Instalace elektrického uzemnění, součást podzemního kovového rámu

Umístění elektrod do uzavřené smyčky je výhodnější z hlediska využití prostoru, ale zároveň je mírně snížena účinnost uzemnění ve srovnání s elektrodami umístěnými v řadě

Experimenty to ukázaly vzájemné stínění paralelně zapojených vertikálních elektrod v zemi je pozorováno na úrovni, která ovlivňuje vlastnosti uzemnění ve vzdálenosti menší než 2,2 l, kde L je délka elektrody. Další zvětšení vzdálenosti mezi elektrodami nepřináší žádný hmatatelný přínos. Na druhé straně, když vzdálenost mezi elektrodami nepřesáhne 0,033 l, přidání nových elektrod nesníží zemnící odpor.

Závěry

Ve skutečnosti se odpor uzemnění značně liší v závislosti na roční době a povětrnostních podmínkách. Proto se v praxi pro víceelektrodové vertikální uzemňovací vodiče často používá pravidlo: vzdálenost mezi elektrodami musí být alespoň délka jedné elektrody. Maximální vzdálenost, aby uzemnění nebylo příliš těžkopádné a drahé, je dvojnásobek délky elektrody. Vzhledem k tomu, že délka elektrod pro víceelektrodové vertikální uzemnění je obvykle 3 – 5 m, spadají normy Instrukce RD 34.21.122-87 do rozsahu 1 – 2 délek elektrod.

Moderní budovy však mají stále složitější konstrukce a stále častěji využívají kovové prvky. Telekomunikační zařízení, zejména mobilní základnové stanice, mají velmi přísné požadavky na uzemnění. Proto je lepší nespoléhat se pouze na empirická pravidla, ale obrátit se na Technické centrum ZANDZ.com, kde pro vás zkušení specialisté vypracují projekt uzemnění s přihlédnutím k vašim konkrétním úkolům a charakteristikám oblasti, kde bude implementováno.

ČTĚTE VÍCE
Jaká je vzdálenost mezi hlavními vodítky pro standardní schéma instalace zavěšeného stropu?

zemní smyčka v soukromém domě

Článek se dotkne problematiky instalace uzemnění v soukromém domě, venkovském domě nebo malém výrobním zařízení vlastníma rukama. Mnoho lidí se mylně domnívá, že uzemnění je zbytečná, dodatečná věc, kterou mimo jiné vyžadují organizace zásobující energii nebo inspektoři.

Nejdůležitější věc, kterou by měl každý spotřebitel elektřiny pochopit, je, že uzemnění je nedílnou součástí každého napájecího zdroje. Je to stejná nutnost jako instalace automatických spínačů do rozvaděče, měřicích zařízení a dalších zařízení.

Pro efektivní provedení uzemnění je nutné provést velké množství výkopových prací. Zhruba počítejte, že minimálně budete muset ručně vykopat jeden krychlový metr zeminy. Budete také potřebovat svářecí stroj a svářečské dovednosti.

delta zemní smyčka

Nejlepší možností je provést uzemnění sami, protože ne všichni elektrikáři to rádi dělají a ti, kteří to dělají, to většinou dělají špatně.

Jak se tedy zemní smyčka správně vyrábí?

Existují dvě nejběžnější možnosti pro zemní smyčku – trojúhelník a lineární, ve formě souvislého pásu podél domu.

Obojí je správné. Který z nich si vyberete, je na vás, abyste se rozhodli na základě volného prostoru v blízkosti domu.

delta zemní smyčka

delta zemní smyčka

lineární zemní smyčka

lineární zemní smyčka

Materiál zemní smyčky

Zemnící smyčka se skládá z vertikálních a horizontálních zemnících vodičů.
Materiál, ze kterého nedoporučuje vyrobit svislé uzemňovací vodiče:

Z čeho jeden může udělat:

ocelový úhelník pro vertikální zemnící vodič

Konec úhelníku nebo kruhové oceli je řezán pod úhlem 30 stupňů. Toto je nejoptimálnější úhel pro vstup oceli do země.

pásová ocel pro vodorovné zemnící vodiče

Vodorovný zemnící vodič je vyroben z ocelového pásu 40*4.

Rozměry a vzdálenosti pro zemnící elektrody

Povinné podmínky, které je třeba dodržovat při instalaci uzemnění v soukromém domě:

    • délka elektrody, která je zaražena do země. Mělo by to být alespoň 2,5-3 metry

    zploštělý roh pro uzemnění

    Zpočátku je lepší vzít elektrodu o délce 3 m. Protože v procesu zatloukání kladivem bude zasažená část zploštěna. Z takto zploštělé elektrody budete muset nakonec pár centimetrů odříznout bruskou.

      • vzdálenost mezi elektrodami. Mělo by to být také 2,5-3 metry

      Bez ohledu na to, jaký typ obrysu máte – ve formě trojúhelníku nebo přímky. To je způsobeno fenoménem šíření proudu z uzemňovacích vodičů. Pokud jsou elektrody zatlučeny blíže než 2,5 m, pak se ukáže, že nezáleží na tom, kolik elektrod jste zatloukli.

      schéma zemní smyčky

      Budou fungovat téměř jako jedna elektroda.

        • prohloubení příkopu od úrovně země – 0,7-0,8 m

        rozměry a hloubka zemnícího příkopu

        Příkop je místo pro položení pásu spojujícího elektrody. Při menším prohloubení příkopu bude pás vystaven srážení a rychlému procesu koroze. S větší hloubkou opět vzniká riziko vystavení vlhkosti z podzemní vody.

        • vzdálenost zemní smyčky od základu domu je minimálně 1 m
        • Po vyhloubení rýhy se zasype pískem pro lepší odvod vody z vodorovné zemnící elektrody.

        Hloubka elektrod

        Když jsou všechny materiály a příkopy připraveny, začíná proces zatloukání elektrody. Pro usnadnění procesu přidejte do otvoru trochu vody. Vertikální elektrodu lze zatlouct dvěma způsoby:

        Zpočátku bude horní konec elektrody ve vysoké výšce. Proto budete potřebovat štafle.

        lakování svarů pro uzemnění

        Není potřeba zarážet celou elektrodu úplně do země. Nechte na povrchu alespoň 20 cm, protože v tomto místě bude potřeba pás svařit. Délka svaru je minimálně 6-10 cm. Samotný šev je přelakován.

        V žádném případě nenatírejte vodorovné ani svislé zemnící vodiče.

        Tím se zvýší odpor uzemnění a zhorší se spojení se zemí.

        Chcete-li zlepšit zemní smyčku, můžete ji připojit ke stávajícím kovovým konstrukcím uloženým v zemi – například plotu.

        Zemní připojení k elektrickému panelu

        Když je obvod vytvořen, musí být připojen k elektrickému panelu. Zde již nelze použít lištu, ale drát o průměru 10 mm. K vodorovnému zemnicímu vodiči se připojuje přivařením a k tělesu panelu šroubovým spojem.

        připojení zemní smyčky k desce panelu

        Na povrch u rozvaděče můžete vyvést i pásek vodorovného zemnícího vodiče a přivařením svorníku k pásku propojit obvod s rozvaděčem měděným vodičem o průřezu 10 mm2. Šroubový spoj musí být na povrchu a přístupný pro kontrolu.

        Po kontrole spolehlivosti spojení svarů je výkop pokryt zeminou. Tím je instalace zemní smyčky dokončena.