Një nga arsyet më të rëndësishme për llogaritjen e tokëzimit dhe instalimit është se mbron njerëzit, pajisjet në shtëpi nga mbitensioni. Nëse papritmas rrufeja godet një shtëpi ose për ndonjë arsye ka një rritje të energjisë në rrjet, por në të njëjtën kohë sistemi elektrik është i tokëzuar, e gjithë kjo energji elektrike e tepërt do të shkojë në tokë, përndryshe do të ketë një shpërthim që mund të shkatërrojë gjithçka. në rrugën e saj.
Pajisjet e mbrojtjes elektrike
Rritja e konsumit të energjisë elektrike në të gjitha fushat e jetës, në shtëpi dhe në punë, kërkon rregulla të qarta sigurie për jetën e njeriut. Standarde të shumta kombëtare dhe ndërkombëtare rregullojnë kërkesat për ndërtimin e sistemeve elektrike për të garantuar sigurinë e njerëzve, kafshëve shtëpiake dhe pronës gjatë përdorimit të pajisjeve elektrike.
Pajisjet e mbrojtjes elektrike të instaluara gjatë ndërtimit të ndërtesave rezidenciale dhe publike duhet të kontrollohen rregullisht për të siguruar funksionim të besueshëm për shumë vite. Shkeljet e rregullave të sigurisë në sistemet elektrike mund të kenë pasoja negative: kërcënim për jetën e njerëzve, shkatërrim të pronës oseshkatërrimi i instalimeve elektrike.
Rregulloret e sigurisë vendosin kufijtë e sipërm të mëposhtëm për kontaktin e sigurt të njeriut me sipërfaqet e gjalla: 36 VAC në ndërtesa të thata dhe 12 VAC në zona me lagështi.
Sistemi i tokëzimit
Sistemi i tokëzimit është një pajisje teknike absolutisht thelbësore për çdo ndërtesë, kështu që është komponenti i parë i instalimit elektrik që instalohet në një objekt të ri. Termi tokëzim përdoret në inxhinierinë elektrike për të lidhur me qëllim komponentët elektrikë me tokën.
Tokëzimi mbrojtës mbron njerëzit nga goditja elektrike kur prekin pajisjet elektrike në rast të një mosfunksionimi. Direkët, gardhet, shërbimet si tubacionet e ujit ose tubacionet e gazit duhet të lidhen me një kabllo mbrojtëse duke u lidhur me një terminal ose shirit tokëzimi.
Probleme të mbrojtjes funksionale
Tokëzimi funksional nuk ofron siguri siç sugjeron emri, përkundrazi krijon funksionim të pandërprerë të sistemeve dhe pajisjeve elektrike. Tokëzimi funksional shpërndan rrymat dhe burimet e zhurmës tek adaptorët e testimit të tokës, antenat dhe pajisjet e tjera që marrin valë radio.
Ato përcaktojnë potencialet e përbashkëta të referencës midis pajisjeve elektrike dhe pajisjeve dhe në këtë mënyrë parandalojnë keqfunksionime të ndryshme në shtëpitë private, si TV ose dridhje e dritës. Tokëzimi funksional nuk mund të kryejë kurrë detyra mbrojtëse.
Të gjitha kërkesat për mbrojtjen nga goditja elektrike mund të gjenden në standardet kombëtare. Krijimi i një toke mbrojtëse është jetik dhe për këtë arsye gjithmonë ka përparësi ndaj funksionale.
Rezistenca përfundimtare e pajisjeve mbrojtëse
Në një sistem që është i sigurt për njerëzit, pajisjet mbrojtëse duhet të funksionojnë sapo voltazhi i defektit në sistem të arrijë një vlerë që mund të jetë e rrezikshme për ta. Për të llogaritur këtë parametër, mund të përdorni të dhënat e mësipërme të kufirit të tensionit, zgjidhni vlerën mesatare U=25 VAC.
Ndërprerësit e rrymës së mbetur të instaluar në zonat e banuara normalisht nuk do të kalojnë në tokë derisa rryma e qarkut të shkurtër të arrijë 500 mA. Prandaj, sipas ligjit të Ohm-it, me U=R1 R=25 V / 0,5 A=50 ohmë. Prandaj, për të mbrojtur në mënyrë adekuate sigurinë e njerëzve dhe pronës, toka duhet të ketë një rezistencë më të vogël se 50 ohms, ose R toka<50.
Faktorët e besueshmërisë së elektrodës
Sipas standardeve shtetërore, elementët e mëposhtëm mund të konsiderohen si elektroda:
- shtylla ose tuba çeliku të futur vertikalisht;
- shirita ose tela çeliku të vendosura horizontalisht;
- pllaka metalike të zhytura;
- unaza metalike të vendosura rreth themeleve ose të ngulitura në themele.
Tubacionet e ujit dhe rrjetet e tjera inxhinierike nëntokësore të çelikut (nëse ka marrëveshje me pronarët).
Tokëzimi i besueshëm me rezistencë më të vogël se 50 ohms varet nga tre faktorë:
- Pamje nga toka.
- Rezistenca ndaj llojit dhe dheut.
- Rezistenca e linjës tokësore.
Llogaritja e pajisjes së tokëzimit duhet të fillojë me përcaktimin e rezistencës së tokës. Kjo varet nga forma e elektrodave. Rezistenca e tokës r (gërma greke Rho) shprehet në metra om. Kjo korrespondon me rezistencën teorike të një cilindri tokëzimi 1 m 2, seksioni kryq dhe lartësia e të cilit janë 1 m. rritet). Shembuj të rezistencës së tokës në Ohm-m:
- tokë moçalore nga 1 deri në 30;
- tokë loess nga 20 në 100;
- humus nga 10 në 150;
- rërë kuarci nga 200 në 3000;
- gur gëlqeror i butë nga 1500 në 3000;
- dhe me bar nga 100 në 300;
- tokë shkëmbore pa bimësi - 5.
Instalimi i pajisjes së tokëzimit
Lythi i tokës është montuar nga një strukturë e përbërë nga elektroda çeliku dhe shirita lidhës. Pas zhytjes në tokë, pajisja lidhet me panelin elektrik të shtëpisë me një tel ose një shirit metalik të ngjashëm. Lagështia e tokës ndikon në nivelin e vendosjes së strukturës.
Ekziston një lidhje e kundërt midis gjatësisë së armaturës dhe nivelit të ujërave nëntokësore. Distanca maksimale nga kantieri varion nga 1 m deri në 10 m. Elektrodat për llogaritjen e tokëzimit duhet të hyjnë në tokë nën vijën e ngrirjes së tokës. Për vilat, qarku montohet duke përdorur produkte metalike: tuba, përforcime të lëmuara, kënd çeliku, rreze I.
Forma e tyre duhet të përshtatet për hyrje të thellë në tokë, zona e prerjes tërthore të armaturës është më shumë se 1,5 cm2. Përforcimi vendoset në një rresht ose në formën e formave të ndryshme, të cilat varen drejtpërdrejt nga vendndodhja aktuale e vendit dhe mundësia e montimit të një pajisjeje mbrojtëse. Skema rreth perimetrit të objektit përdoret shpesh, megjithatë, modeli i tokëzimit trekëndor është ende më i zakonshmi.
Përkundër faktit se sistemi mbrojtës mund të bëhet në mënyrë të pavarur duke përdorur materialin e disponueshëm, shumë ndërtues shtëpish blejnë komplete fabrike. Edhe pse nuk janë të lira, ato janë të lehta për t'u instaluar dhe të qëndrueshme në përdorim. Në mënyrë tipike, një komplet i tillë përbëhet nga elektroda të veshura me bakër 1 m të gjata, të pajisura me një lidhje fileto për montim.
Llogaritja totale e brezit
Nuk ka asnjë rregull të përgjithshëm për llogaritjen e numrit të saktë të vrimave dhe dimensioneve të shiritit të tokës, por shkarkimi i rrymës së rrjedhjes varet padyshim nga zona e prerjes tërthore të materialit, kështu që për çdo pajisje, madhësia e shiritit të tokëzimit llogaritet në rrymën që do të bartë ky shirit.
Për të llogaritur lakun e tokës, fillimisht llogaritet rryma e rrjedhjes dhe përcaktohet madhësia e shiritit.
Për shumicën e pajisjeve elektrike si transformatori,gjeneratori me naftë, etj., madhësia e shiritit neutral të tokëzimit duhet të jetë e tillë që të mund të përballojë rrymën neutrale të kësaj pajisjeje.
Për shembull, për një transformator 100kVA, rryma totale e ngarkesës është rreth 140A.
Rripi i lidhur duhet të jetë në gjendje të mbajë të paktën 70A (rrymë neutrale), që do të thotë se një shirit 25x3mm është i mjaftueshëm për të mbajtur rrymën.
Për tokëzimin e kasës përdoret një shirit më i vogël, i cili mund të mbajë një rrymë prej 35 A, me kusht që të përdoren 2 gropa tokëzimi për çdo objekt si mbrojtje rezervë. Nëse një shirit bëhet i papërdorshëm për shkak të korrozionit, i cili prish integritetin e qarkut, rryma e rrjedhjes rrjedh nëpër sistemin tjetër, duke siguruar mbrojtje.
Llogaritja e numrit të tubave mbrojtës
Rezistenca e tokëzimit të një shufre ose tubi të vetëm elektrodë llogaritet sipas:
R=ρ / 2 × 3, 14 × L (log (8xL / d) -1)
Ku:
ρ=Rezistenca e tokës (ommetër), L=Gjatësia e elektrodës (metër), D=Diametri i elektrodës (metër).
Llogaritja e tokës (shembull):
Llogaritni rezistencën e shufrës izoluese të tokës. Ka një gjatësi prej 4 metrash dhe një diametër prej 12,2 mm, një peshë specifike prej 500 ohms.
R=500 / (2 × 3, 14 × 4) x (Regjistri (8 × 4 / 0, 0125) -1)=156, 19 Ω.
Rezistenca e tokëzimit të një elektrode të vetme shufre ose tubi llogaritet si më poshtë:
R=100xρ / 2 × 3, 14 × L (log (4xL / d))
Ku:
ρ=Rezistenca e tokës (ommetër), L=Gjatësia e elektrodës (cm), D=Diametri i elektrodës (cm).
Përkufizimstruktura e tokëzimit
Llogaritja e tokëzimit të një instalimi elektrik fillon me përcaktimin e numrit të tubave të tokëzimit me diametër 100 mm, 3 metra të gjatë. Sistemi ka një rrymë defekti prej 50 KA për 1 sekondë dhe një rezistencë ndaj tokës prej 72,44 ohms.
Densiteti i rrymës në sipërfaqen e elektrodës së tokës:
Lulëkuqe. dendësia e lejueshme e rrymës I=7,57 × 1000 / (√ρxt) A / m2
Lulëkuqe. dendësia e lejueshme e rrymës=7,57 × 1000 / (√72,44X1)=889,419 A / m2
Sipërfaqja e një diametri është 100 mm. tub 3 m=2 x 3, 14 L=2 x 3, 14 x 0,05 x 3=0,942 m2
Lulëkuqe. rryma e shpërndarë nga një tub tokëzues=Dendësia e rrymës x Sipërfaqja e elektrodës.
Maks. rryma e shpërndarë nga një tub tokëzimi=889,419x 0,942=838A, Numri i kërkuar i tubit të tokëzimit=Rryma e defektit / Maksimumi.
Numri i kërkuar i tubit të tokës=50000/838=60 copë.
Rezistenca e tubit tokësor (i izoluar) R=100xρ / 2 × 3, 14xLx (log (4XL / d))
Rezistenca e tubit tokësor (i izoluar) R=100 × 72,44 / 2 × 3 × 14 × 300 × (log (4X300 / 10))=7,99 Ω / Tub
Rezistenca totale e 60 copë toke=7,99 / 60=0,133 Ohm.
rezistenca e shiritit të tokës
Rezistenca e shiritit të tokës (R):
R=ρ / 2 × 3, 14xLx (log (2xLxL / wt))
Një shembull i llogaritjes së tokëzimit të lakut është dhënë më poshtë.
Llogaritni një shirit 12 mm të gjerë, 2200 metra të gjatë,i varrosur në tokë në një thellësi prej 200 mm, rezistenca e tokës është 72,44 ohms.
Rezistenca e shiritit të tokës (Re)=72, 44 / 2 × 3, 14x2200x (log (2x2200x2200 /.2x.012))=0, 050 Ω
Nga rezistenca totale e mësipërme prej 60 copë tubash tokëzimi (Rp)=0,133 ohms. Dhe kjo është për shkak të shiritit të tokës së ashpër. Këtu rezistenca neto e tokës=(RpxRe) / (Rp + Re)
Rezistenca neto=(0,133 × 0,05) / (0,133 + 0,05)=0,036 Ohm
Impedanca e tokës dhe numri i elektrodave për grup (lidhje paralele). Në rastet kur një elektrodë është e pamjaftueshme për të siguruar rezistencën e nevojshme të tokëzimit, duhet të përdoren më shumë se një elektrodë. Ndarja e elektrodave duhet të jetë rreth 4 m Rezistenca e kombinuar e elektrodave paralele është një funksion kompleks i disa faktorëve si numri dhe konfigurimi i elektrodës. Rezistenca totale e një grupi elektrodash në konfigurime të ndryshme sipas:
Ra=R (1 + λa / n), ku a=ρ / 2X3.14xRxS
Ku: S=Distanca ndërmjet shtyllës rregulluese (metër).
λ=Faktori i paraqitur në tabelën më poshtë.
n=Numri i elektrodave.
ρ=Rezistenca e tokës (Ohmmetër).
R=Rezistenca e një shufre të vetme në izolim (Ω).
| Faktorët për elektroda paralele në linjë | |
| Numri i elektrodave (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 |
Për të llogaritur tokëzimin e elektrodave të vendosura në mënyrë të barabartë rreth një katrori të zbrazët, siç është perimetri i një ndërtese, përdoren ekuacionet e mësipërme me vlerën λ të marra nga tabela e mëposhtme. Për tre shufra të vendosura në një trekëndësh barabrinjës ose në një formacion L, vlera λ=1, 66
| Faktorët për elektrodat katrore të zbrazëta | |
| Numri i elektrodave (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 |
Llogaritja e tokëzimit mbrojtës të lakut për katrorët e zbrazët kryhet sipas formulës së numrit të përgjithshëm të elektrodave (N)=(4n-1). Rregulli i përgjithshëm është që shufrat paralele duhet të vendosen të paktën dy herë më shumë për të përfituar plotësisht nga elektrodat shtesë.
Nëse ndarja e elektrodave është shumë më e madhe se gjatësia e tyre dhe vetëm disa elektroda janë paralele, atëherë rezistenca e tokës që rezulton mund të llogaritet duke përdorur ekuacionin e zakonshëm për rezistencën. Në praktikë, rezistenca efektive e tokës zakonisht do të jetë më e lartë se ajo e llogaritur.
Në mënyrë tipike, një grup me 4 elektroda mund të sigurojë 2,5-3 herë përmirësim.
Një grup me 8 elektroda zakonisht jep një përmirësim ndoshta 5-6 herë. Rezistenca e shufrës së tokës origjinale do të reduktohet me 40% për vijën e dytë, 60% për vijën e tretë, 66% për të katërtin.
Shembull i llogaritjes së elektrodës
Llogaritja e rezistencës totale të një shufre tokëzimi 200 njësi paralelisht, në intervale 4m secila, dhe nëse janë të lidhur në një katror. Shufra e tokëzimit është 4metra dhe një diametër prej 12.2 mm, rezistenca e sipërfaqes 500 ohms. Së pari, llogaritet rezistenca e një shufre të vetme tokëzimi: R=500 / (2 × 3, 14 × 4) x (Regjistri (8 × 4 / 0, 0125) -1)=136, 23 ohmë.
Tjetra, rezistenca totale e shufrës së tokëzimit në shumën prej 200 njësive paralelisht: a=500 / (2 × 3, 14x136x4)=0,146 Ra (vijë paralele)=136,23x (1 + 10 × 0,146 / 200)=1,67 Ohm.
Nëse shufra e tokëzimit është e lidhur me një zonë të uritur 200=(4N-1), Ra (në një katror bosh)=136, 23x (1 + 9, 4 × 0, 146 / 200)=1, 61 Ohm.
Llogaritësi tokësor
Siç mund ta shihni, llogaritja e tokëzimit është një proces shumë kompleks, ai përdor shumë faktorë dhe formula komplekse empirike që janë në dispozicion vetëm për inxhinierët e trajnuar me sisteme softuerike komplekse.
Përdoruesi mund të bëjë vetëm një llogaritje të përafërt duke përdorur shërbimet online, për shembull, Allcalc. Për llogaritjet më të sakta, ju duhet ende të kontaktoni organizatën e projektimit.
Llogaritësi online Allcalc do t'ju ndihmojë të llogaritni shpejt dhe me saktësi tokëzimin mbrojtës në një tokë me dy shtresa të përbërë nga një tokë vertikale.
Llogaritja e parametrave të sistemit:
- Shtesa e sipërme e tokës është rërë shumë e lagur.
- Koeficienti klimatik- 1.
- Shtesa e poshtme e tokës është rërë shumë e lagur.
- Numri i tokëzimeve vertikale - 1.
- Thellësia e sipërme e tokës H (m) - 1.
- Gjatësia e seksionit vertikal, L1 (m) - 5.
- Thellësia e seksionit horizontal h2 (m)- 0.7.
- Gjatësia e shiritit të lidhjes, L3 (m) - 1.
- Diametri i seksionit vertikal, D (m) - 0,025.
- Gjerësia e raftit të seksionit horizontal, b (m) - 0,04.
- Rezistenca elektrike e tokës (ohm/m) - 61,755.
- Rezistenca e një seksioni vertikal (Ohm) - 12,589.
- Gjatësia e seksionit horizontal (m) - 1,0000.
Rezistenca horizontale e tokëzimit (Ohm) - 202.07.
Llogaritja e rezistencës mbrojtëse të tokës ka përfunduar. Rezistenca totale ndaj përhapjes së rrymës elektrike (Ohm) - 11.850.
Toka ofron një pikë referimi të përbashkët për shumë burime të tensionit në një sistem elektrik. Një nga arsyet pse tokëzimi ndihmon për të mbajtur një person të sigurt është se toka është përçuesi më i madh në botë dhe energjia elektrike e tepërt merr gjithmonë rrugën e rezistencës më të vogël. Duke tokëzuar sistemin elektrik në shtëpi, një person lejon që rryma të hyjë në tokë, gjë që shpëton jetën e tij dhe të të tjerëve.
Pa një sistem elektrik të tokëzuar siç duhet në shtëpi, përdoruesi rrezikon jo vetëm pajisjet shtëpiake, por edhe jetën e tij. Kjo është arsyeja pse në çdo shtëpi është e nevojshme jo vetëm të krijohet një rrjet tokëzimi, por edhe të monitorohet çdo vit performanca e tij duke përdorur instrumente matëse speciale.
