Výpočet uzemnění.

Výpočet uzemnění (výpočet zemního odporu) pro jednu hloubkovou zemnící elektrodu na základě modulárního uzemnění se provádí jako výpočet klasické vertikální uzemňovací elektrody vyrobené z kovové tyče o průměru 14,2 mm.

Vzorec pro výpočet zemního odporu jedné vertikální zemnící elektrody:

kde:
ρ – odpor půdy (Ohm* m)
L – délka zemnící elektrody (m)
d – průměr zemnící elektrody (m)
T – hloubka zemnící elektrody (vzdálenost od povrchu země ke středu zemní elektrody) (m)
π – matematická konstanta Pi (3,141592)
ln — přirozený logaritmus

U hotových sad modulárního uzemnění ZANDZ je vzorec pro výpočet odporu zjednodušen do tvaru:

— pro sadu ZZ-000-015
— pro sadu ZZ-000-030

kde:
ρ – odpor půdy (Ohm* m)

Pro výpočet byly použity následující hodnoty:
L = 15 (30) metrů
d = 0,014 metru = 14 mm
T = 8 (15,5) metrů: zohlednění průniku elektrody v hloubce 0,5 metru

Výpočet elektrolytického uzemnění

Výpočet elektrolytického uzemnění (výpočet odporu uzemnění) se provádí jako výpočet konvenční horizontální elektrody ve formě trubky o délce 2,4 metru, přičemž se bere v úvahu vliv elektrolytu na okolní půdu (koeficient C) .

Vzorec pro výpočet zemního odporu jedné horizontální elektrody s přidáním korekčního faktoru:

kde:
ρ – odpor půdy (Ohm* m)
L – délka zemnící elektrody (m)
d – průměr zemnící elektrody (m)
T – hloubka (vzdálenost od povrchu země k zemní elektrodě) (m)
π – matematická konstanta Pi (3,141592)
ln — přirozený logaritmus
C – koeficient obsahu elektrolytů v okolní půdě

Koeficient C se pohybuje od 0,5 do 0,05.
Postupem času se snižuje, protože elektrolyt proniká do půdy do většího objemu, čímž se zvyšuje jeho koncentrace. Zpravidla to činí 0,125 po 6 měsících louhování elektrodových solí v husté půdě a po 0,5 – 1 měsíci louhování elektrodových solí ve volné půdě. Proces lze urychlit přidáním vody do elektrody během instalace.

Pro elektrolytické uzemnění ZANDZ je vzorec pro výpočet zemního odporu zjednodušen do tvaru:

— pro sadu ZZ-100-102

kde:
ρ – elektrický odpor půdy (Ohm* m)

Pro výpočet byly použity následující hodnoty:
L = 2,4 metru
d = 0,065 metru = 65 mm
T = 0,6 metru
C = 0,125

Výpočet uzemnění: praktická data

Je třeba věnovat pozornost skutečnosti, že prakticky získané výsledky se VŽDY liší od teoretických výpočtů uzemnění.

V případě hloubkového / modulárního uzemnění je rozdíl způsoben tím, že výpočetní vzorec nejčastěji používá NEZMĚNITÝ ODHADOVANÝ měrný odpor půdy V CELÉ hloubce elektrody. I když ve skutečnosti se to nikdy nedodržuje.

I když se povaha půdy nemění, její odpor klesá s hloubkou: půda se stává hustší, vlhčí; V hloubce 5 metrů jsou často vodonosné vrstvy.

Ve skutečnosti bude výsledný zemnící odpor několikanásobně nižší než vypočítaný (v 90% případů je výsledný zemnící odpor 2-3krát menší).

V případě elektrolytického uzemnění je rozdíl způsoben tím, že výpočetní vzorec používá koeficient „С“, zohledněno jako průměrná korekce veličina, kterou nelze popsat ve formě vzorců a závislostí. Stanovuje se na základě mnoha charakteristik půdy (teplota, vlhkost, kypřenost, průměr částic, hygroskopicita, koncentrace soli atd.)

Proces louhování je dlouhý a relativně konstantní. Postupem času se koncentrace elektrolytu v okolní půdě zvyšuje. Zvyšuje se také objem zeminy s přítomností elektrolytu kolem elektrody. 3-5 let po instalaci lze tento výsledný „užitečný“ objem popsat třímetrovým poloměrem kolem elektrody.

Z tohoto důvodu odpor elektrolytického uzemnění ZANDZ v průběhu času výrazně klesá. Měření ukázala několikanásobný pokles:

• 4 Ohmy ihned po instalaci
• 3 Ohmy po 1 roce
• 1,9 Ohm po 4 letech

Výpočet uzemnění ve formě několika elektrod

Výpočet uzemnění (výpočet zemního odporu) pro několik modulárních zemnících elektrod se provádí jako výpočet paralelně zapojených jednotlivých zemnících elektrod.

Výpočtový vzorec zohledňující vzájemný vliv elektrod – faktor využití:

kde:
R1 – odpor jedné zemnící elektrody/elektrody (Ohm)
Ki – faktor využití
N – počet elektrod v zemnící elektrodě

Příspěvek připojovacího zemnicího vodiče se zde nezohledňuje.

Výpočet potřebného počtu zemnících elektrod

Provedením zpětného výpočtu získáme vzorec pro výpočet počtu elektrod pro požadovanou hodnotu konečného odporového odporu (R):

kde:
] [ – zaokrouhlení výsledku nahoru.
R – požadovaný odpor víceelektrodové zemnící elektrody (Ohm)
R1 – odpor jedné zemnící elektrody/elektrody (Ohm)
Ki – faktor využití

Příspěvek připojovacího zemnicího vodiče se zde nezohledňuje.

Vzdálenost mezi uzemňovacími elektrodami

Při konfiguraci uzemnění s více elektrodami začíná konečný odpor uzemnění ovlivňovat další faktor – vzdálenost mezi uzemňovacími elektrodami. Ve vzorcích pro výpočet uzemnění je tento faktor popsán hodnotou „faktor využití“.

U modulárního a elektrolytického uzemnění lze tento koeficient zanedbat (tj. jeho hodnota je rovna 1) při určité vzdálenosti mezi uzemňovacími elektrodami:

• ne menší než hloubka ponoření elektrod – pro modulární
• nejméně 7 metrů – pro elektrolytické

Připojení elektrod k zemnící elektrodě

Pro spojení zemnících elektrod mezi sebou a s předmětem se jako zemnící vodič používá měděná tyč nebo ocelový pás.

Často se volí průřez vodiče – 50 mm² pro měď a 150 mm² pro ocel. Běžně se používá běžný ocelový pás 5*30 mm.

Pro soukromý dům bez hromosvodu stačí měděný drát o průřezu 16-25 mm².

Více informací o pokládce zemnícího vodiče naleznete na samostatné stránce „Instalace zemnění“.

Služba pro výpočet pravděpodobnosti úderu blesku do objektu

Pokud musíte kromě uzemňovacího zařízení instalovat i externí systém ochrany před bleskem, můžete využít unikátní službu pro výpočet pravděpodobnosti úderu blesku do objektu chráněného hromosvody. Službu vyvinul tým ZANDZ společně s JSC Energy Institute pojmenovaným po G.M. Krzhizhanovsky (JSC ENIN)

Tento nástroj vám umožňuje nejen zkontrolovat spolehlivost systému ochrany před bleskem, ale také provést nejracionálnější a nejsprávnější návrh ochrany před bleskem, který poskytuje:

• nižší náklady na projekční a instalační práce, snížení zbytečných zásob a použití menších hromosvodů, jejichž instalace je levnější;
• méně úderů blesků do systému, snížení sekundárních negativních důsledků, což je důležité zejména v zařízeních s mnoha elektronickými zařízeními (počet úderů blesku klesá s klesající výškou hromosvodů).

Funkčnost služby umožňuje vypočítat účinnost plánované ochrany před bleskem ve formě srozumitelných parametrů:

• pravděpodobnost průniku blesku do objektů systému (spolehlivost ochranného systému je definována jako 1 minus hodnota pravděpodobnosti);
• počet úderů blesku do systému za rok;
• počet průlomů blesku obcházejících ochranu za rok.

S těmito informacemi může projektant porovnat požadavky zákazníka a regulační dokumentaci se získanou spolehlivostí a přijmout opatření ke změně návrhu ochrany před bleskem.

Chcete-li zahájit výpočet, klikněte na odkaz.