Срубы и бани по всей России
Вот уже 10 лет на рынке

Заземление треугольником размеры: Треугольник заземления размеры для частного дома

• alexxlab
• 14.02.202121.05.2021
• 0

Почему заземление треугольником устарело?

03.11.16

Треугольный контур заземления принято считать традиционным для небольших объектов, таких как: частный дом, дача или офис. При этом нет ни одного нормативного документа, обязывающего монтировать заземление именно таким способом. Тем не менее, на протяжении многих лет сложился определённый порядок при установке заземляющего устройства. Чем полюбился монтаж заземлителей треугольником? И почему стоит отказаться от наследия предшествующего поколения? Попробуем разобраться.

Зарождение традиционного заземления

Традиция выполнять заземление в виде треугольника, безусловно, не любовь, а вынужденное решение. Требования к заземлению в России регламентировалось всегда правилами устройств электроустановок, первое издание которого вышло аж в 1949! Следовательно, необходимость в заземлении объектов появилась, как минимум, с этого времени. Наиболее популярным токопроводящим металлом на тот момент и последующие десятилетия стала угловая чёрная сталь. Без использования специальных инструментов заглубить её можно не больше, чем на глубину промерзания грунта, т.к. проблематично забить уголок длиной более 2-2,5 м. Поэтому, чтобы добиться нужного значения сопротивления, увеличивали площадь, с которой растекается ток, дополнительными заземлителями. Форма контура может быть квадратной, прямоугольной или располагаться вдоль периметра дома, но любой собственник, выбирая между вариантами, укажет на наиболее простой. Так и зародилась традиция выполнять контур заземления треугольником.

Так ли хорош метод заземления треугольником?

Если раньше электрооборудование в частном доме или даче состояло только из телевизора и холодильника, то сейчас вопрос защиты имущества стоит остро. Современный дом — умный дом, он автоматизирован и наполнен технологическими устройствами. Здесь уровень комфорта напрямую зависит от электробезопасности, поэтому и подходить к выбору заземления стоит ответственно. Раньше рынок заземления не мог предложить другого решения, но сейчас выбор есть. Производители современного заземления учли все недостатки чёрной стали и поменяли не только материал заземлителя, но и сам подход к монтажу. Монтаж заземления из чёрной стали включал в себя: раскопку траншей, заколачивание заземлителей, сваривание уголков, но сейчас современная установка выглядит в виде одного глубинного электрода.

Преимущества глубинного заземления

Прежде всего современное заземление это:

• Быстрый монтаж. На установку классического комплекта «Заземление в частном доме ZANDZ ZZ-6» уходит в среднем 30 минут!
• Стабильное сопротивление заземления. Основная длина электрода находится ниже глубины промерзания, сопротивление грунта не сильно увеличивается в зимнее время и остается в предельных значениях.
• Долгий срок службы. Великолепная коррозиестойкость некоторых материалов позволяет обеспечить срок службы заземлителю до 100 лет.

Очевидно, что некоторые традиции следует нарушать. Для чего использовать устаревший подход, если новый позволит сэкономить время, трудозатраты, деньги и будет служить ещё век? Возникли вопросы по заземлению? Обратитесь в Технический центр за консультацией!

Смотрите также::

Хотите получать избранные новости о молниезащите и заземлению раз в 3-4 недели?
Зарегистрируйтесь и автоматически получайте email-рассылку с подборкой.

Все новости публикуются в наших группах в мессенджерах и в социальных сетях.

[ Новостной канал в Telegram ]

Смотрите также:

Заземление в частном доме треугольник

Как сделать заземление треугольником — пошаговая инструкция

Как сделать заземление треугольником в частном доме. Схема и размер треугольного заземляющего контура. Пошаговая инструкция по монтажу заземления треугольником.

Некоторые люди задаются вопросом, нужно ли делать заземление в частном доме? Согласно нормативам ГОСТ, СНиП и ПУЭ требуется делать отвод, который защитит и обезопасит человека от поражения электрическим током. Поэтому при строительстве частного дома в первую очередь следует подключить такую систему. Самой удобной и распространенной конфигурацией считается равносторонний треугольник – это металлическая конструкция, которая забивается в землю при помощи штырей. Расстояние между штырями должно быть равным. Размеры зависят от грунта, в котором он будет располагаться. Стержнями образуют контур из арматуры, трубы или стальных уголков. Их форма должна быть удобной, чтобы их легко можно было забивать в землю. В этой статье мы подробно расскажем о том, как сделать заземление треугольником в частном доме. Содержание:

Преимущество треугольной формы контура

Какое преимущество над контуром в виде полосы имеет треугольник? Оно заключается в том, что такая конструкция занимает меньшую площадь, соответственно земляных работ будет значительно меньше. Да и соединять штыри гораздо проще в яме, чем в узкой и длинной траншее. Однако самое главное преимущество треугольного заземления — заключается в надежном функционировании защиты, т.к. если перемычка из металла между электродами повредится, заземляющее устройство будет все равно рабочим (с другой стороны).

Высота каждого заземляющего электрода имеет определенные нормы и составляет 2 – 3 метра. Форма расположения электродов в земле – равнобедренный треугольник, расстояние между которыми должно быть не меньше 1,2 м, лучше расстояние в длину каждого заземлителя (т.е. 2-3 метра). Для того чтобы получить хорошее контактное соединение, используется металлическая пластина, которая накладывается с помощью сварки. Чтобы подвести заземление от контура к дому рекомендуется использовать шину из такого же металла или провод из стали подходящего сечения. Размеры уголка должны быть не менее 50х50 мм.

Этапы установки

Сделать заземление треугольником можно по следующей пошаговой инструкции:

1. На выбранном месте помечаем места закапывания вертикальных электродов. После чего нужно выкопать траншею глубиной до одного метра. Глубина должна быть ниже промерзания земли. Линии конструкции должны образовывать треугольник, длина стороны которого указывается в расчетах.
2. Затем необходимо вырыть траншею от конструкции к силовому щитку. Угол контура, к которому будет подсоединяться щиток, выбирается самый ближний. Это делается для экономии материалов.
3. Далее необходимо забить электроды в землю, оставив над грунтом 20 см.
4. С помощью стальной полосы необходимо сделать замкнутую систему. Она приваривается к электродам и образует треугольник.
5. От ближайшей точки прокладывается полоса к силовому щитку и выводится на стену.
6. К подведенной к шкафу планке приварить болт, при этом его резьба должна быть наружу. Это означает, что привариваться будет шапка болта. Чтобы подключить заземление к щитку в доме, важно заранее в стене высверлить отверстие для заземляющего кабеля.
7. С помощью гайки присоединяется заземляющий кабель к болту. После этого необходимо обработать места сварки и соединений специальными веществами от коррозии и герметиком.

Инструкция в картинках выглядит следующим образом:

Завершающим этапом установки заземлителя своими руками будет проверка сопротивления заземления. Для этого нужно иметь специальный электрический прибор, который называется омметр. Но так как такой прибор стоит не дешево, то лучше пригласить специалиста из энергоуправления. Специалисту нужно сделать замеры и внести данные в паспорт контура заземлителя.

Важно проверку делать в сухую погоду, так как атмосферная влага может дать погрешности измерению. Норматив сопротивления контура не должен превышать 4 Ом для сети 220 Вольт. Если же сопротивление превышает этот показатель, то нужно доработать заземление. Для этого нужно добавить еще один заземлитель или сделать конструкцию в форме ромба.

В случае, если параметры соответствуют всем нормам и требованиям и подтверждается низкое сопротивление контура, то можно зарывать траншею. Делается это однородным грунтом, без щебня и мусора. Подключать заземление к щитку следует не параллельно, а отдельно каждую техническую единицу.

Есть еще один способ проверить сопротивление без вызова специалиста. Для этого достаточно иметь лампу, мощность которой не меньше 100 Вт. Источник света одним контактом подсоединяется к системе, а вторым – к фазе. Если треугольник установлен правильно, то лампочка будет гореть ярко. Если же она светит тускло, значит контакты между заземлителями слабые и стыки нужно будет переделывать. Если свет вообще не горит, то треугольник установлен неправильно. В этом случае следует проверить саму схему и посмотреть где была допущена ошибка.

На видео ниже наглядно показывается, как собрать заземляющий контур треугольной формы:

Вот и все, что хотелось вам рассказать о том, как сделать заземление треугольником своими руками. Надеемся, предоставленные схемы, фото и инструкция по монтажу были для вас полезными!

Будет полезно прочитать:

• Прокладка кабеля под землей
• Назначение главной заземляющей шины
• Как сделать систему уравнивания потенциалов в ванной

Опубликовано: 01. 12.2016 Обновлено: 06.09.2019 нет комментариев

Треугольный дом от Shigeru Ban Architects | 2017-06-01

Дом-треугольник от Shigeru Ban Architects | 2017-06-01 | Архитектурный рекорд Этот веб-сайт требует, чтобы определенные файлы cookie работали, и использует другие файлы cookie, чтобы вам было удобнее работать. При посещении этого веб-сайта уже установлены определенные файлы cookie, которые вы можете удалить или заблокировать. Закрывая это сообщение или продолжая использовать наш сайт, вы соглашаетесь на использование файлов cookie. Посетите нашу обновленную политику конфиденциальности и файлов cookie, чтобы узнать больше. Этот веб-сайт использует файлы cookie
Закрывая это сообщение или продолжая использовать наш сайт, вы соглашаетесь с нашей политикой использования файлов cookie. Узнать больше Этот веб-сайт требует для работы определенных файлов cookie и использует другие файлы cookie, чтобы помочь вам получить наилучшие впечатления. При посещении этого веб-сайта уже установлены определенные файлы cookie, которые вы можете удалить или заблокировать. Закрывая это сообщение или продолжая использовать наш сайт, вы соглашаетесь на использование файлов cookie. Посетите нашу обновленную политику конфиденциальности и файлов cookie, чтобы узнать больше. .

треугольников — равносторонние, равнобедренные и чешуйчатые

Равносторонний, равнобедренный и чешуйчатый

Треугольникам даны три специальных имени, которые показывают, сколько сторон (или углов) равны.

Может быть 3 , 2 или нет равных сторон / углов:

Как запомнить? По алфавиту идут 3, 2, нет:

• Равносторонний : «равный» — боковой (боковой означает сторона), поэтому все стороны имеют равные стороны
• Равнобедренный : означает «равноногие», а у нас
  две ноги , верно? Также i SOS celes имеет два одинаковых «S ides», соединенных стороной « O dd».
• Скален : означает «неровный» или «нечетный», поэтому нет равных сторон.

Какой тип угла?

Треугольники также могут иметь имена, которые сообщают вам, какой тип угла находится внутри :

Объединение имен

Иногда у треугольника будет два имени, например:

Поиграй с ним…

Попробуйте перетащить точки и составить разные треугольники:

Вы также можете поиграть с Интерактивным треугольником.

Уголки

Три внутренних угла всегда составляют 180 °

Периметр

Периметр — это расстояние по краю треугольника: просто сложите три стороны:

Площадь

Площадь составляет , половина базовой, умноженная на высоту .

• «b» — расстояние по основанию
• «h» — высота (измеренная под прямым углом к ​​основанию)

Площадь = ½ × b × h

Формула работает для всех треугольников.

Примечание: более простой способ записи формулы — bh / 2

Пример: Какова площадь этого треугольника?

(Примечание: 12 — это высота , а не длина левой стороны)

Высота = h = 12

База = b = 20

Площадь = ½ × b × h = ½ × 20 × 12 = 120

Основание может быть с любой стороны. Убедитесь, что «высота» измеряется под прямым углом к ​​»основанию». :

(Примечание: вы также можете рассчитать площадь, исходя из длин всех трех сторон, используя формулу Герона. )

Почему область «половина bh»?

Представьте, что вы «удвоили» треугольник (перевернули его вокруг одного из верхних краев), чтобы получить квадратную форму (параллелограмм), которую можно изменить на простой прямоугольник:

ЗАТЕМ вся площадь составляет bh , что соответствует обоим треугольникам, поэтому только один будет ½ × bh .

.

Треугольник Дом | Ящик

Хотя Гарри Геснер был хозяином Малибу в середине века, время от времени он все же отваживался покидать Калифорнийское побережье. В одном из таких случаев он спроектировал Треугольный дом. Резиденция Tarzana была построена в 1960 году и расположена в конце длинной частной дороги, где ее треугольная бетонная форма хитроумно расположена между двумя холмами.Открытые жилые помещения составляют интерьер площадью 5200 квадратных футов и включают затонувшее логово, винный погреб и четыре спальни. Стены с остеклением от пола до потолка подчеркивают деревянное окружение, открываясь на террасу у бассейна и гостевой дом, имитирующий геометрию основного дома. Также на участке площадью 1,3 акра есть костровище, крытая обеденная зона на открытом воздухе и угловой навес для машины.

Фотографии: Триша Перес и партнеры

.{\ circ} $$.

Чтобы понять истинность этого правила, попробуйте Интерактивный треугольник Math Warehouse, который позволяет вам перемещаться по разным сторонам треугольника и исследовать взаимосвязь между углами и стороны. Независимо от того, как вы расположите три стороны треугольника, суммарные степени всех внутренние углы (три угла внутри треугольника) всегда 180 °.

Это свойство внутренних углов треугольника — просто конкретный пример общее правило для любых внутренних углов многоугольника.

.

Какое расстояние должно быть между штырями заземления

Заземление почему треугольник

Почему заземление треугольником устарело?

Треугольный контур заземления принято считать традиционным для небольших объектов, таких как: частный дом, дача или офис. При этом нет ни одного нормативного документа, обязывающего монтировать заземление именно таким способом. Тем не менее, на протяжении многих лет сложился определенный порядок при установке заземляющего устройства. Чем полюбился монтаж заземлителей треугольником? И почему стоит отказаться от наследия предшествующего поколения? Попробуем разобраться.

Зарождение традиционного заземления

Традиция выполнять заземление в виде треугольника, безусловно, не любовь, а вынужденное решение. Требования к заземлению в России регламентировалось всегда правилами устройств электроустановок, первое издание которого вышло аж в 1949! Следовательно, необходимость в заземлении объектов появилась, как минимум, с этого времени. Наиболее популярным токопроводящим металлом на тот момент и последующие десятилетия стала угловая черная сталь. Без использования специальных инструментов заглубить ее можно не больше, чем на глубину промерзания грунта, т.к. проблематично забить уголок длиной более 2-2,5 м. Поэтому, чтобы добиться нужного значения сопротивления, увеличивали площадь, с которой растекается ток, дополнительными заземлителями. Форма контура может быть квадратной, прямоугольной или располагаться вдоль периметра дома, но любой собственник, выбирая между вариантами, укажет на наиболее простой. Так и зародилась традиция выполнять контур заземления треугольником.

Так ли хорош метод заземления треугольником?

Если раньше электрооборудование в частном доме или даче состояло только из телевизора и холодильника, то сейчас вопрос защиты имущества стоит остро. Современный дом — умный дом, он автоматизирован и наполнен технологическими устройствами. Здесь уровень комфорта напрямую зависит от электробезопасности, поэтому и подходить к выбору заземления стоит ответственно. Раньше рынок заземления не мог предложить другого решения, но сейчас выбор есть. Производители современного заземления учли все недостатки черной стали и поменяли не только материал заземлителя, но и сам подход к монтажу. Монтаж заземления из черной стали включал в себя: раскопку траншей, заколачивание заземлителей, сваривание уголков, но сейчас современная установка выглядит в виде одного глубинного электрода.

Преимущества глубинного заземления

Прежде всего современное заземление это:

• Быстрый монтаж. На установку классического комплекта «Заземление в частном доме ZANDZ ZZ-6» уходит в среднем 30 минут!
• Стабильное сопротивление заземления. Основная длина электрода находится ниже глубины промерзания, сопротивление грунта не сильно увеличивается в зимнее время и остается в предельных значениях.
• Долгий срок службы. Великолепная коррозиестойкость некоторых материалов позволяет обеспечить срок службы заземлителю до 100 лет.

Очевидно, что некоторые традиции следует нарушать. Для чего использовать устаревший подход, если новый позволит сэкономить время, трудозатраты, деньги и будет служить еще век? Возникли вопросы по заземлению? Обратитесь в Технический центр за консультацией!

Источник: https://zandz.com/ru/news/Pochemu_zazemlenie_treugolnikom_ustarelo

Каким должно быть расстояние между заземляющими электродами?

Расчет заземления подразумевает определение количества и конфигурации заземлителей, глубины их погружения и при учете удельного сопротивления грунта. Все эти параметры напрямую влияют на итоговое сопротивление установленного заземления. Однако при монтаже не редко возникает вопрос и о таком параметре, как “минимальное расстояние между заземляющими электродами”. Каким оно должно быть? На практике часто принимается в расчет расстояние 3 метра, что подтверждает недавний вопрос от посетителя нашего сайта. Верно ли это значение? Разбираемся в этом вопросе!

Для эффективного растекания тока, вертикальные электроды должны устанавливаться на расстоянии не менее их длины. Большую роль играет коэффициент использования, так как он показывает взаимное влияние заземляющих электродов в контуре заземления и имеет прямую зависимость от взаимного расстояния электродов. Прямые указания по размещению вертикальных электродов на расстоянии большем, чем их длина, указаны в пункте 2.2 РД 34.21.122-87

Расположение электродов в ряд также способствует более эффективному растеканию тока, по сравнению с контуром, потому что рабочие области электродов не перекрываются — коэффициент использования больше. Если несколько заземляющих электродов расположены слишком близко друг к другу, то данная схема заземления становится неэффективна, поскольку “рабочие зоны электродов” перекрываются — уменьшается рабочий объем этих зон и, следовательно, уменьшается эффективность работы каждого заземляющего электрода.

Таким образом, значение имеет общая длина электродов и их правильное расположение. Каждый проводник обладает электрическим потенциалом. Чем ниже сопротивление, тем лучше ток растекается в среде, тем сильнее снизится потенциал на заземлителе. Он будет приближаться к естественному потенциалу земли, т.е. к нулю. В результате снизится и величина опасного потенциала на корпусе поврежденной электроустановки.

Установка электродов в замкнутый контур подходит для размещения вокруг объекта, служит цели уравнивания и выравнивания потенциалов, что важно в молниезащите, а также позволяет получить низкое сопротивление заземления, т.к. может использоваться большая общая длина электродов.

У вас имеются другие вопросы о расчетах заземления и молниезащиты? Задайте их нашим техническим специалистам, которые с удовольствием предоставят на них ответы!

Источник: https://zandz.com/ru/news/Kakim_doljno_byit_rasstoyanie_mejdu_zazemlyayuschimi_elektrodami

Контур заземления по нормам ПУЭ – jelectro.ru

Чтобы контур заземления эффективно выполнял свои функции, необходимо использование норм, которые приведены в «Правилах устройства электроустановок». Они утверждены Министерством энергетики России, приказом от 08. 07. 2002 г. Сейчас действительной является седьмая редакция. Но перед реализацией конкретного проекта необходимо уточнить новейшие изменения. Так как далее в статье есть ссылки на этот документ, будут применяться следующие сокращения: «ПУЭ», или «Правила».

Типовые схемы контуров заземления дома

Для чего выполнять требования

Может показаться, что неукоснительное соблюдение Правил избыточно, необходимо только для прохождения официальных проверок, ввода в действие объекта недвижимости. Конечно, это не так.

Нормативы созданы на основе научных знаний и практического опыта. В ПУЭ есть следующие сведения:

• Формулы для расчетов отдельных параметров защитной системы.
• Таблицы с коэффициентами, которые помогают учесть электротехнические характеристики разных проводников.
• Порядок проведения испытаний и проверок.
• Специализированные организационные мероприятия.

Применение на практике этих нормативов позволит предотвратить поражение электрическим током людей и животных. Создание контура должно быть безупречным, в точном соответствии с Правилами. Это снизит вероятность возгораний при авариях, поможет исключить развитие негативных процессов, способных нанести ущерб имуществу.

В данной статье рассматриваются вопросы защиты частного дома. Таким образом, будут изучаться те разделы ПУЭ, которые относятся к работе с напряжением до 1 000 V.

Составные части системы

Ключевым параметром данной системы является сопротивление заземления. Сопротивление заземления должно быть настолько малым, чтобы именно по такому пути шел ток при возникновении аварийной ситуации. Это обеспечит защиту при случайном прикосновении человека к поверхности, на которую подано напряжение.

Специалисты рекомендуют подключать бытовую технику к системе заземления

Для получения необходимого результата шасси и корпуса бытовых устройств дома соединяют с главной шиной заземляющего устройства,  создается внутренний контур. К нему же подключают металлические элементы конструкции здания, трубы водопровода. Подробно состав такой системы выравнивания потенциалов описан в ПУЭ (п.1.7.82). Снаружи строения устанавливается другая часть защиты, внешний контур. Его также подключают к главной шине. Для оснащения частного дома можно использовать разные схемы. Но проще всего заглубить в землю металлические стержни.

В следующем списке приведены отдельные компоненты системы и требования к ним:

• Провода, которыми подсоединяются утюги, стиральные машины и другие конечные потребители. Они находятся внутри сетевого кабеля, поэтому необходимо только наличие соответствующей линии заземления, подключенной к розетке. В некоторых ситуациях, при установке варочных панелей, духовых шкафов, иного встроенного в мебель оборудования, требуется подсоединение корпусов отдельным проводом.
• В качестве общей шины можно использовать не только специальный провод, но и «естественные» проводники такие, как металлические каркасы зданий. Исключения и точные правила будут рассмотрены ниже. Здесь же надо отметить, что этот участок прохождения тока надо создавать так, чтобы предотвратить механические повреждения в процессе эксплуатации.
• Наружный контур частного дома создают из металлических элементов без изоляции. Это увеличивает вероятность разрушения процессом коррозии. Для снижения этого негативного воздействия используют цветные металлы. Места сварных соединений стальных деталей покрывают битумными смесями и другими составами аналогичного назначения.
• Реальное сопротивление заземляющего устройства такого типа будет зависеть от характеристик грунта. Глина и сланцы хорошо удерживают влагу, а песок – плохо. В каменистых грунтах сопротивление слишком велико, поэтому понадобится искать другое место для установки, или погружать заземлитель еще глубже. В особо засушливые периоды, чтобы сохранить функциональность устройства рекомендуется регулярный полив почвы.

Почвы обладают разной проводимостью

Проводники системы заземления

Частью внутреннего контура являются изолированные провода. Их оболочки делают цветными (чередующиеся зеленые и желтые продольные полосы). Такое решение уменьшает ошибочные действия при выполнении монтажных операций. Подробно требования изложены в разделе «Защитные проводники» Правил, начиная с раздела 1.7.121.

В частности, там приведена методика простого расчета допустимой площади изолированного проводника в сечении (без поверхностного слоя). Если фазный провод меньше, или не превышает 16 мм², то выбирают равные диаметры. При увеличении размеров применяют иные пропорции.

Для точных расчетов используется формула из пункта 1.7.126 ПУЭ:     

 /k    , где:

• S – сечение проводника заземления в мм²;
• I – ток, проходящий по нему при коротком замыкании;
• t – это время в секундах, за которое автомат разорвет цепь питания;
• k – специальный комплексный коэффициент.

Величина тока должна быть достаточной для срабатывания автомата за время, не превышающее пяти секунд. Чтобы система была рассчитана с определенным запасом, выбирают ближайшее большее по типоразмеру изделие. Специальный коэффициент берут из таблиц 1.7.6., 1.7.7., 1.7.8. и 1.7.9. Правил.

Если планируется использовать многожильный алюминиевый кабель, в котором один из проводников – защитный, то применяют следующие коэффициенты с учетом разных изоляционных оболочек.

Таблица коэффициентов с учетом типа изоляционных оболочек

В качестве следующих элементов внутреннего контура частного дома допустимо применение конструкционных деталей. Подойдет металлическая арматура, которая находится внутри железобетонных изделий.

При использовании такого варианта обеспечивается непрерывность цепи, предпринимаются дополнительные меры для защиты от механических воздействий. Учитываются особенности конкретного строения, структурные деформации, которые возникают в процессе усадки.

Не разрешается использовать:

• Части трубопроводных систем газоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения.
• Трубы водоснабжения из металла, если они соединяются с применением прокладок, изготовленных из полимеров,  иных диэлектрических материалов.
• Стальные струны, использующиеся для крепления светильников, гофрированные оболочки, иные недостаточно прочные проводники, либо изделия, находящиеся под относительно большой для их параметров загрузкой.

Если используется отдельный медный проводник, не входящий в состав кабеля цепи питания, или он находится не в общей изоляционной, защитной оболочке с фазными проводами, допустимо следующее минимальное сечение в мм²:

• при дополнительной защите от механических воздействий – 2,5;
• в случае отсутствия таких предохранительных средств – 4.

Этот медный проводник не защищен от случайного механического повреждения

Алюминий менее прочен по сравнению с медью. Поэтому сечение проводника из такого металла (вариант – отдельная прокладка) должно быть равно, или более следующей нормы: 16 мм².

Какое должно быть сечение проводников внешнего контура заземления дома можно посмотреть в таблице ниже.

Сечение проводников внешнего контура заземления

Здесь приведены минимально допустимые нормы. Определенная величина проводника установлена с учетом большей устойчивости цветных металлов к процессам окисления, относительно небольшой механической прочности алюминия, других важных факторов.

При проходе через внешнюю толстую стену дома проще просверлить тонкое отверстие. Его изнутри  можно укрепить трубкой подходящих размеров. Медный провод не сложно будет согнуть под углом для присоединения к стальной шине внешнего контура.

Допустимое сопротивление заземляющего устройства определено в п. 1.7.101 ПУЭ. Сводные нормы приведены в таблице ниже.

Нормы допустимого сопротивления заземляющего устройства

Приведенные выше нормы справедливы для случаев, когда сопротивление грунта (удельное) не превышает порог R=100 Ом на метр. В противном случае допустимо увеличение сопротивления с умножением исходного значения на R*0,01. Итоговое сопротивление заземлителя не должно быть больше, чем в 10 раз исходного значения.

За городом для подключения дома часто используют воздушные линии электропередачи. Поэтому уместно упомянуть нормы ПУЭ, относящиеся к соответствующей ситуации. Если проводник одновременно выполняет функции защитного и нулевого (PEN-типа),  то на концах таких линий, участках подключения потребителей устанавливают устройство повторного  заземления. Как правило,  такие действия обязана выполнить энергетическая компания, но хозяину дома следует сделать соответствующую проверку. В качестве заземлителя используют металлические части опор, заглубленные в грунт.

Заземление воздушной линии электропередачи

При выборе комплектующих элементов личного внешнего контура, который будет установлен в земле, используют следующие нормы ПУЭ.

Параметры комплектующих элементов внешнего контура заземления по нормам ПУЭ

Если повышен риск повреждения горизонтальных участков окислительными процессами, применяют следующие решения:

• Увеличивают площадь сечения проводников выше нормы, указанной в ПУЭ.
• Применяют изделия с гальваническим поверхностным слоем, либо изготовленные из меди.

Траншеи с горизонтальными заземлителями засыпают грунтом с однородной структурой, без мусора. Повысить сопротивление способно чрезмерное осушение грунта, поэтому в летние периоды, когда долго нет дождей, специально поливают соответствующие участки.

При прокладке контура заземления избегают соседства с трубопроводами, повышающими искусственно температуру почвы.

Какое должно быть сопротивление

Прочность металлических проводников, их электрическое сопротивление определить несложно. Если должно быть определенное сопротивление по ПУЭ, то соблюдение правил не будет чрезмерно сложным. Так, например, для заземления опор воздушных линий установлен максимально допустимый норматив 10 Ом, если эквивалентное сопротивление грунта не превышает 100 Ом*м (Таблица 2.5.19.).  Целостность сварных соединений обеспечивают дополнительной защитой антикоррозийным слоем. При риске разрыва в процессе сдвижек почвы, или деформации строения, соответствующий участок делают из гибкого кабеля.

Но гораздо больше проблем возникает с землей. В этой неоднородной среде, подверженной самым разным внешним воздействиям, одинаковая величина  проводимости в течение длительного времени невозможна. Именно поэтому в ПУЭ отдельный раздел посвящен устройствам заземления, которые устанавливаются в почвах с большим удельным сопротивлением (нормы по пунктам 1.7.105. – 1.7.108.).

Ниже перечислены основные рекомендации для таких случаев:

• Используются металлические элементы (заземлители вертикального типа) увеличенной длины. В частности, допустимо подсоединение к трубам, установленным в артезианские скважины.
• Заземлители переносят на большое расстояние от дома (не более 2000 м), туда, где сопротивление почвы (Ом) меньше.
• В скальных и других «сложных» породах прокладывают траншеи, в которые засыпают глину или другой подходящий грунт. Туда, в свою очередь, устанавливают элементы системы заземления горизонтального типа.

Горизонтальные заземлители в системе заземления

Если удельное сопротивление грунта превышает 500 Ом на м, а создание заземлителя сопряжено с чрезмерными затратами,  разрешено превышение нормы заземляющих устройств не более чем в 10 раз. Используется следующая формула для вычисления. Точное значение должно быть: R * 0,002. Здесь величина R – это удельное эквивалентное сопротивление грунта, в Ом на м.

Внутренний и внешний контур

Как правило, главную шину внутри здания устанавливают внутри устройства ввода. Ее допустимо изготавливать только из стали или из меди. Применение алюминия в данном случае не разрешено. Предпринимают меры, предотвращающие свободный доступ к ней посторонних людей. Шина размещается в запирающемся шкафчике, или в отдельном помещении.

К ней подключают:

• металлические элементы конструкции здания;
• проводник внешнего контура заземления;
• проводники РE и PEN типов;
• металлические трубопроводы и проводящие части систем водоснабжения, кондиционирования и вентиляции.

Внешний контур дома создают, учитывая перечисленные выше нормы ПУЭ по отдельным частям системы. Это позволит получить необходимое минимальное сопротивление системы заземления (Ом), которое достаточно для надежной защиты. Для повторного заземления рекомендуется использовать заземлители естественного типа.

Сопротивление (Ом) повторного заземлителя не определено четко положениями ПУЭ.

Ниже приведены некоторые важные особенности стандартного заземлителя частного дома:

• Основную часть, вертикальные элементы, устанавливают на небольшом удалении от дома, с учетом параметров грунтов.
• К ним прокладывают траншею глубиной до 0,8 м и не менее 0,4 м шириной, в которой устанавливаются горизонтальные участки цепи. Точной нормы нет, но размеры траншеи должны быть достаточными для беспрепятственного монтажа элементов.
• Вертикальные заземлители длиной до 3 м устанавливают в углах равностороннего (по 3 м) треугольника. Эти размеры приведены в качестве примера. Точных нормативов по длине нет. Есть нормы только по максимально допустимому сопротивлению защитной системы.
• Чтобы проще было забивать их в грунт, концы заостряют.
• К выступающим частям сварным соединением крепят полосы.
• Траншеи засыпают равномерным по структуре грунтом, не содержащим щебня.

Монтаж внешнего контура заземления частного дома

Если в цепи заземления применяются болтовые соединения, предпринимают меры против их раскручивания. Как правило, соответствующие узлы приваривают.

Видео. Заземление своими руками

Нормы для испытательных процедур изложены в главе 1.8 ПУЭ, а также в «Правилах технической эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТЭЭП, пр. 3.1), действующих с 1.07.2003 г. на основании решения Министерства энергетики России (приказ от 13. 01. 2003 г.). Выполняется визуальный контроль, проверяется целостность соединений. По специальной методике выясняется сопротивление контура системы заземления. Измеренное значение не должно быть выше нормы (Ом). Если такое условие не выполнено, используют заземлитель большей длины или иные технологии, приведенные в данной статье.

Оцените статью:

Контур заземления

Конструкции и размеры контура заземления дома:

Контур заземления представляет собой конструкцию, состоящую из соединённых друг с другом и проложенных в земле заземлителей.

Ориентировочные размеры при устновке в грунт вертикального заземлителя.

Заземлители, выполняя монтаж, устанавливают в ряд или в виде тругольника, квадрата, прямоугольника и т.п., исходя из требований и наличия площади для монтажа. В грунтах с большим удельным сопротивлением один заземлитель [даже глубинный] — может имеет большое сопротивление и для получения требуемой меньшей величины сопротивления растеканию тока приходится устраивать
заземление из нескольких, соединённых между собой, единичных заземлителей, включенных параллельно.
Такой контур заземления называется многоэлектродным.

Токи, растекающиеся с параллельно соединенных одиночных заземлителей, оказывают взаимное влияние, возрастает общее сопротивление заземляющего контура, которое тем больше, чем ближе расположены вертикальные заземлители друг к другу. Поэтому расстояние между вертикальными заземлителями должно быть не менее их длины.

Верхние слои грунта подвержены значительным изменениям влажности. Вследствие этого сопротивление контура будет тем стабильнее, чем глубже он расположен в грунте.

Для уменьшения влияния климатических условий на сопротивление заземления верхнюю часть заземлителя размещают в грунте на глубину не менее 0,7 метра.
Контур устанавливается с меньшими затратами, где грунт имеет низкое удельное сопротивление, эффективность заземления при правильном расчёте выборе его расположения может быть повышена в несколько раз.

Материалы для заземления:

Материалы для контура заземления должны выбираться с учетом защиты от коррозии, соответствующих термических и механических воздействий, эти значения указаны в нормативных документах

Заземлители и проводники, проложенные в земле, должны иметь размеры не менее приведенных в табл. 1.7.4.(ПУЭ)

Дополнения к ПУЭ — это перечень и требования для материалов с антикоррозионными покрытиями ( для омеднённой и нержавеющей стали) —



Указаны в ГОСТ Р 50571.5.54-2013 «Выбор и монтаж электрооборудования. Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов.»

Виды контуров заземления:

В зависимости от назначения контура заземления, используемой площади и удельного сопротивленя грунта — заземлители, для контура, могут устанавливаться различных видов — некоторые из них:

— Кольцевой контур заземления — чаще всего монтаж производится плоским проводником(полоса). Важный момент — полоса в траншее должна укладываться на ребро. Кольцевой заземлитель является
заземлителем поверхности, который должен быть проложен в виде замкнутого кольца на расстоянии 1,0 м и на глубине 0,5/0,7 м в
земле вокруг фундамента дома.

— Многоэлектродный контур заземления — это совмещённый монтаж горизонтального и вертикальных заземлителей, чаще всего выполняется в виде треугольника, а при необходимости — с большим количеством электродов.

Для монтажа «треугольника» или контура с большим числом вертикальных заземлителей, могут использоваться модульные электроды — установка выполняется сборным вертикальным стержнем, который поэтапно наращивается и забивается электроинстументом с большой ударной силой на требуемую глубину с одной точки. Такие заземлители в зависимости от вида
почвы могут прокладываться в
земле вручную или с помощью
соответствующих электрических,
бензиновых или пневматических
молотов.

Сопротивление контура заземления частного дома:

Электросеть загородного частного дома относится к электроустановкам напряжением до 1кВ (1000 Вольт), соответственно сопротивление заземляющего контура не должно превышать допустимые параметры.

Значения сопротивления заземляющих устройств для каждого вида электроустановок должны удовлетворять значениям, приведенным в соответствующих главах Правил(ПУЭ) и таблице 1.8.38.

Наибольшие допустимые значения сопротивлений заземляющих устройств(ПУЭ)

Расчёт контура заземления:

Чтобы правильно произвести расчет- длину и количество заземлителей, входящих в будущую конструкцию контура, нужно знать знать максимальное значение удельного сопротивления слоя грунта на глубине, приблизительно в три раза превышающей глубину закладки заземлителя. Это значение определяется путем измерений удельного сопротивления грунта в месте устройства заземления с учетом коэффициентов влажности.

Если взять значение удельного сопротивления грунта из таблиц(как чаще всего это делают при проектировании в офисе и не выезжая на место строительства), то после монтажа такого контура заземления — расчетное значение может не совпасть с измеренным после выполнения работ..


Поэтому часто в проектах заземления указывают, что если значение сопротивления установленного контура будет превышать допустимое, следует увеличить количество заземлителей, т.е. увеличить объём работ, соответсвенно увеличивается заложенная в смете цена.

Для заземления газового котла расчетное сопротивление не должно превышать 10 Ом.

Подключение контура заземления к электросети дома:

Следует иметь в виду, что только монтажа и подключения контура заземления — не достаточно для обеспечения электробезопасности, например дачи или частного дома и т.п. Для этого, должны быть соблюдены требования к электроустановкам указанные в гавах ПУЭ:


Глава 1.7. «Заземление и защитные меры электробезопасности»


Глава 7.1. «Электроустановки жилых, общественных, административных и бытовых зданий»


Эти требования являются взаимосвязанными и их частичное выполнение может привести к непредсказуемым последствиям, как для электро, так и пожарной безопасности..

Чтобы произвести монтаж и подключение заземления, нужно обладать знаниями по устройству электроустановок и нормативных документов.

Если при монтаже самой конструкции контура своими руками проблем особо не возникает, то при проверке сопротивления и подключении заземляющего устройства в электросеть дома, часто совершаются ошибки.

Когда нет ответа на часть из многих существенных вопросов, неоходимых для монтажа и подключения контура заземления — например:
— Чем отличается система заземления ТТ от системы заземления TN(три типа)?

— Почему эксплуатация электросети дома с системой заземления ТТ без УЗО — запрещена?

— Какая система заземления будет применяться в вашем доме?

— Почему сопротивление растеканиЮ тока является основным показателем качества контура заземления и как оно проверяется во время монтажа?


— и т.п.


В этом случае, чтобы не совершать ошибок, следует изучить правила.

Проверка:

Основной критерий качества установленного контура заземления для частного дома (и не только) — это сопротивление растеканию тока, точное значение которого возможно узнать только после поверки измерительным прибором.

Производить замеры нужно в обязательном порядке и сопротивление заземления должно соответствовать нормативам. Но чаще всего владельцы загородных частных домов при самостоятельном монтаже(или нанятые работники), пренебрегают замерами, без которых нельзя оценить в полной мере качество установленного заземляющего устройства.


При профессиональном монтаже, после установки выполняются приемо-сдаточные испытания согласно ПУЭ и выдаётся электроизмерительной лабораторией протокол. В дальнейшем, измерение сопротивления растеканию тока заземляющих устройств должно производиться в сроки, установленные ПТЭЭП, а также после каждого капитального ремонта.

Периодичность проверки в полном объеме производится не реже 1 раза в 12 лет.

Проверка коррозионного состояния элементов, находящихся в земле:

Локальные коррозионные повреждения в земле выявляются при осмотрах со вскрытием грунта.
Если элементы конструкции выполнены из чёрного металла (уголков, труб, полосы и т.п.), то самыми уязвимыми для коррозии являются сварные соединения и такие места проверяются в первую очередь.

Контур заземления для молниезащиты III Категории.

Молниезащита III Категории (РД 34.21.122-87)

2.26…..каждый токоотвод молниеприемников должен быть присоединен к заземлителю, состоящему минимум из двух вертикальных электродов длиной не менее 3 м, объединенных горизонтальным электродом длиной не менее 5 м;

…….Во всех возможных случаях заземлитель защиты от прямых ударов молнии должен быть объединен с заземлителем электроустановки, указанным в гл. 1.7 ПУЭ.

Из этого следует, что для электорустановки и молниезащиты дома устанавливается общий контур заземления.

Как правильно сделать контур заземления в частном доме своими руками

Мечтая о беззаботной жизни в уютном частном доме, многие совершенно забывают о банальных мерах безопасности. Это касается не только охранных систем, но и более важных конструкций, таких как громоотвод и заземление.

Главная проблема в том, что эти вещи кажутся обыденными, или наоборот абсолютно ненужными. Большинство новоиспеченных владельцев частных домов абсолютно не уделяют внимание этому вопросу, сталкиваясь с регулярными поломками бытовой техники и электроники.

Организация правильного заземления в электросети частного дома — это не потребность, это необходимость. Такая система позволяет обезопасить процесс пользования бытовыми электроприборами, и в то же время уберечь вас от колоссальных трат в случае их поломки из-за коротких замыканий и скачков напряжения.

Хотя сами контуры представляют собой вполне понятные конструкции, есть очень много нюансов, включая расчетные требования под каждый вид жилых домов. Именно поэтому мы вам расскажем не только как правильно сделать контур заземления, но и как выполнить расчеты, подготовиться к процедуре материально, подобрать необходимый инструмент.

Особенности и принципы работы заземления

Предназначение и задачи контура заземления вполне способны охарактеризовать и саму конструкцию.

Заземление — это соединение из всех элементов и «участников» электросети с заземляющим контуром, позволяющим при возникновении токов утечки безопасно отвести их в землю.

Повреждение изоляции, короткие замыкания, и практически любые другие неприятности, которые только могут возникнуть в процессе эксплуатации приборов, могут быть нивелированы за счет правильно смонтированного контура заземления.

Простыми словами — при повреждениях электропроводки электрический тока не причинит вреда вам и вашим близким.

Главная опасность коротких замыканий в том, что они не только выводят из строя электроприборы, весь накопившийся потенциал при первой же возможности будет передан проводнику, которым в случае прикосновения к оголенным проводам является именно человек. Заземление и призвано взять на себя задачу по безопасному отводу электричества в грунт при поломках в электросети.

Нужно ли вообще заземление в частных домах

Как и говорилось выше, заземляющий контур является отличной мерой безопасности для домовладельцев. Но действительно ли нужно заземление в частных домах? Сейчас всё объясним как с точки зрения безопасности, так и исходя из требований законодательных актов.

Заземление не является идеальным средством защиты от поражения электрическим током, поскольку не все конструкции способы отвести большое количество энергии практически мгновенно. Несмотря на это, даже уменьшение накопленного потенциала позволяет существенно снизить силу поражения электрическим током. В критических ситуациях это позволяет избежать массы неприятностей, включая летальный исход.

Кроме практической необходимости, стоит учесть и требования законодательных норм, которые вполне понятны и прозрачны.

Согласно ГОСТ, СНиП и ПУЭ все жилые помещения обязаны быть оборудованными подобными системами защиты. Нижним порогом в требованиях для монтажа таких контуров является электроснабжение переменным током от 100 Вольт и более 40 Вт.

Таким образом 90% всех бытовых сетей в нашей стране должны оборудоваться подобными узлами для обеспечения защиты домовладельцев от травматизма.

Также контур заземления является одной из эффективных мер пожарной безопасности. Небольшие очаги возгорания, или большие пожары, приносят намного больше убытков, чем стоимость установки заземления, поэтому стоит обязательно оборудовать собственный дом подобной конструкции.

Интересный факт — отсутствие заземления в частном доме может негативно сказываться на качестве мобильной связи. Незаземленная электросеть создает массу помех для практически любой электроники, поэтому многие задаются этим вопросом лишь после того, как сталкиваются с помехами в работе оборудования.

Также стоит учесть — хотя система заземления и громоотвод имеют схожие принципы действия, контуры этих систем ни в коем случае не должны кольцеваться. В случае с ударом молнии, такой ход может привести к еще более негативным последствиям. Мощнейший электрический разряд попросту уничтожит всю электронику, а также в результате способен создать очаг возгорания внутри или снаружи дома.

Правила, нормы и базовые требования ПУЭ

Настало время познакомиться с основными требованиями к системам заземления в частных домах. Главный параметр — сопротивление контура, которое определяет надежность и эффективность системы.

Чем меньше сопротивление заземляющих устройств — тем выше их надежность.

Закон Ома гласит — сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению данного участка цепи.

Таким образом чем меньше сопротивлении, тем больше вероятность срабатывания заземляющего контура.

Для большинства жилых домов с электросетями 380В и 220В, сопротивление не должно превышать 30 Ом. При этом если дом оснащен газовым котлом, то сопротивление не должно превышать уже 10 Ом.

Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ) определяют, что каждый жилой объект в черте города обязан оснащаться специальными мерами защиты от опасных напряжений. Речь идет именно о металлических контурах заземления, которые гарантируют защиту проживающих от поражения током.

Глава 1.7, часть 1, пункт 1.7.72 ПЭУ гласит — размеры металлических элементов подбираются с учетом окончательного показателя сопротивления (упоминалось выше), при этом параметры каждого элемента конструкции могут отличаться по своим характеристикам.

Минимальные требования к размерам всё же жестко определены:

• Соединительная полоса — не менее 12×4 мм (сечение не менее 48 кв.мм).
• Штыри (металлический уголок) — толщина металла не менее 4 мм.
• Круглые арматурные штыри — площадь сечения не менее 10 кв.мм.
• Металлические трубы — толщина стенки не менее 3,5 мм.

На первый взгляд вся эта информация может показаться слишком сложной и даже ненужной. Тем не менее данные о характеристиках заземляющего контура и используемом на участке оборудовании позволит защитить жильцов и животных, предотвратив перегрузку сетей.

Технические требования к сопротивлению заземляющих контуров

С теорией разобрались, можно переходить и разбору технической составляющей данного вопроса. Для частных домов предварительно стоит изучить главу 1.7 ПЭУ, которая регламентирует монтаж контуров заземления в сетях до 1000В. Именно в эту категорию входят все жилые частные дома, поэтому при подборе компонентов нужно руководствоваться именно этим стандартом.

В соответствии с этим документом сопротивление может достигать нескольких показателей:

• До 0.5 Ом для электроустановок напряжением свыше 1000 Вольт с большими токами замыкания на землю (более 500 А).
• До 4 Ом для установок до 1000 Вольт (нужная нам категория частных домов, дач, коттеджей).
• Не более 10 Ом для электроустановок с напряжением свыше 1000 В и маленькими токами замыкания на землю.
• Не более 10 Ом, если общая суммарная мощность электроустановок не превышает 100 кВА.

Вот так и выглядит нормативная документация, позволяющая подобрать правильные параметры контуров заземления при подборе материалов и компонентов для их монтажа. Теперь же перейдем к изучению сами конструкций, позволяющих эффективно отводить большие токи замыкания в землю.

Разновидности контуров и схемы заземления

Скорость отвода тока в землю напрямую зависит от эффективности самой системы. Заземления конструктивно очень схожи с громоотводами, поскольку выполняют одну и ту же задачу, но это касается и технической составляющей.

Чем больше электродов будут одновременно отводить электрический заряд, тем меньше времени потребуется для этого.

Существует три типа заземления:

• Модульно-штыревая — наиболее простой вид контуров, представляющий собой аналог громоотвода в виде одиночного электрода, уходящего вглубь земли. Из-за малой эффективности и узкого применения из-за отличий в твердости грунтов, практически не применяется. Несмотря на это, данный вариант намного эффективнее, чем полное отсутствие заземления в доме или на даче.
• Линейный — компромиссное решение, поскольку эффективность разомкнутого контура значительно ниже замкнутых. Тем не менее в случае отсутствия необходимого количества пространства, линейный контур может здорово спасти ситуацию. Технически он представляет цепочку электродов, расположенных на одной линии, или по кругу на расстоянии 1-1,5 единицы относительно длины электрода. Для большей эффективности придется увеличить точек отвода.
• Замкнутый контур (треугольник) — наиболее эффективный метод защиты от замыканий и перепадов напряжения в сети. Замкнутый треугольник позволяет быстро и эффективно отвести большой ток утечки без необходимости углубления электродов на большую глубину. Жесткое соединение штырей позволяет существенно повысить качество и эффективность контура, при этом схема позволяет существенно снизить затраты на установку.

Давайте разберем именно последний вариант, поскольку рекомендуется использовать именно этот вариант в частных жилых домах, дачах или коттеджах.

Конструкция достаточно проста, вам понадобится:

• Три заостренных прута равной длины — 2-3 метра.
• Три соединительных полосы равной длины — 1,2-1,5 метра.

Эти компоненты соединяются в равноугольный треугольник, из каждой вершины которого отходит по одному штырю. Для соединения лучше всего использовать электросварку, которая превратит все компоненты в надежный монолитный контур заземления.

Необходимые параметры каждого элемента мы рассматривали в начале этой статьи, поэтому сейчас стоит упомянуть о глубине и размерах треугольника.

Минимальное заглубление составляет 0,5 метра, при этом по возможности стоит увеличить этот параметр. Длина штырей находится в пределах 2-3 метров, при этом расстояние между ними в готовой конструкции варьируется от 1,2 м до 1,5 метра, на ваше усмотрение.

Вкапывать такой контур стоит в любом удобном месте недалеко от жилого дома на глубину, указанную выше. Если же вы жестко ограничены в площади участка, стоит обратить внимание на другие схемы заземлений. Помните — малоэффективное заземление лучше, чем его полное отсутствие.

Монтаж заземления в частном доме своими руками

Приступаем непосредственно к процессу установки заземлительного контура на участке.

Чтобы сделать контур заземления своими руками вам понадобятся:

• УШМ для резки и зачистки швов.
• Гаечные ключи М12 и М14.
• Штыковая лопата для рытья траншеи до места установки контура.
• Кувалда для заглубления токоподводящих штырей.
• Сварочный аппарат для сборки конструкции.

Кроме этого, в зависимости от почвы, вам может понадобится лом или перфоратор. Они могут пригодится в момент, когда вы наткнетесь на камень при рытье траншей.

Теперь уделим ещё несколько слов комплекту материалов для изготовления контура заземления.

Список необходимых материалов:

• Металлический уголок 50×50 мм с толщиной металла 5 мм — 3 отрезка по 3 метра.
• Стальная полоса 40 мм толщиной 4 мм — 12 метров (для одной точки заземления).
• Болты М12 или М14 с шайбами и гайками — 2 шт.
• Медный проводник для отвода контура от здания — медный кабель сечением 6-10 кв.мм.

Не стоит использовать в качестве заземлителей рифленую арматуру или круглую сталь диаметром менее 10 мм. Минимальные требования для заземлителя является уголок 40x40x5 ммили стальной круг диаметром от 14 мм.

Все перечисленное позволит собрать качественный и надежный заземляющий контур, который обезопасит ваших близких, и весь дом, от неприятностей с электричеством.

Перед заглублением штырей, стоит заострить один из их краев, оптимальным вариантом будет угол не менее 30 градусов. Так уголок будет намного проще заглубить в грунт.

Приступаем непосредственно к земляным работам.

Чтобы упростить вбивание штырей, можно создать три вертикальных отверстия при помощи бура, и лишь после этого вбивать заземлители в землю.Не забывайте, что вся конструкция должна быть заглублена в грунт на 0,5 метра, соответственно все параметры нужно рассчитывать начиная с этой глубины, а не поверхности земли.

После забивания штырей можно заняться свариванием всех компонентов в монолитную конструкцию. Благодаря одинаковой длине отрезков стальной полосы, у вас в любом случае получиться равнобедренный треугольник. Не забудьте расположить его так, чтобы одна из вершин «указывала» на сам дом, именно от неё нужно отвести оставшуюся полосу для связки с проводкой дома.

Также дадим вам несколько советов — лучше всего покупать материалы с запасом, исходя из максимально указанной выше длины. Это позволит перестраховать себя, при этом штыри в процессе забивания могут деформироваться, и соответственно уменьшить свою длину. Также стоит поступить и с металлической полосой, поскольку при сваривании или обрезке размеры могут измениться.

Готовые комплекты или ручная сборка?

У многих владельцев, решивших сделать контур заземления своими руками может возникнуть резонный вопрос — не проще ли воспользоваться готовыми комплектами заземления?

Нет, не проще, точнее не всегда проще, а иногда и дороже. Готовые комплекты являются компромиссным решением, поскольку с экономией времени вы получаете более высокую стоимость, при этом не всегда надлежащее качество материалов.

В большинстве магазинов продают модульные или линейные контуры, которые сравнительно дешевле, но при этом не всегда обеспечивают должного качества проводимости электричества.

Самостоятельно подобрав и соединив все компоненты вы будете на 100% уверены в качестве заземляющего контура, соответственно и в безопасности всего дома. Но не стоит отказываться от готовых комплектов — они прекрасно подойдут для обустройства небольшой дачи или коттеджа, гаражей и подсобных помещений, оборудованных электросетью.

Перед тем как вы закопаете всю конструкцию, необходимо выполнить окрашивание видимой части контура для надежной защиты от коррозии. Лучше всего зачистить всю плоскость элементов, поскольку некачественная подготовка перед покраской приведет к ускоренной коррозии металла.

После выполнения всех монтажных работ вам необходимо зарыть траншеи. Еще один совет — перед закапыванием можно залить свежий грунт соляным раствором, который повышает проводимость контура. Чтобы его приготовить руководствуйтесь пропорцией 2-3 кг соли на 10 литров воды. После нужно тщательно утрамбовать почву для лучшего контакта с контуром, малая плотность негативно сказывается на показателях сопротивления грунта.

Нюансы и подводные камни в использовании контура заземления

Как бы хорошо вы не произвели расчеты количества и качества материалов, есть нюансы, которые не зависят от них, но об этом должен знать каждый домовладелец.

В первую очередь речь идет о сопротивлении самого грунта, ведь оно разнится, в зависимости от его характеристик. Например сопротивление торфа составляет всего 20 Ом на 1 куб.м, а вот показатели песка могут достигать 1000 Ом на 1 куб.метр. Чернозем и глина практически не отличаются по своим характеристикам, их сопротивление на 1 куб.метр составляет 50 Ом и 60 Ом соответственно.

Также на уровень сопротивления влияет глубина водного горизонта, чем ближе он к поверхности, тем меньше сопротивление грунта. Обязательно учтите какой именно тип грунта в вашем регионе, и определите хотя бы приблизительные показатели сопротивления, так вы будете уверены в качестве работы заземления.

Итак, мы разобрали все важные особенности и требования к заземляющим контурам для частных домов. Если вы не знали как правильно сделать контур заземления, здесь рассмотрены все схемы, особенности и специфика процесса монтажа подобных систем.

Как проверить контур заземления после установки?

Все описанные ниже действия нужно проводить перед засыпкой траншей, поэтому не стоит спешить, повторная проверка позволить быть ещё более уверенным в надежности конструкции.

В первую очередь проведите визуальный осмотр:

• Проверьте места соединения элементов на качество сварки, а также наличие трещин.
• Исследуйте отсутствие следов повреждения соединительного провода и металлической полосы.
• Осмотрите качество окрашивания элементов, при необходимости исправьте поврежденные места.

По такому же принципу необходимо проводить ежегодный контроль состояния контура заземления частного дома. Благодаря этому он будет работать долгие годы, без необходимости замены элементов.

Кроме этого, стоит уделять внимание и периодическим проверкам физических показателей контура, таких как сопротивление. ПЭУ гласит, что общее сопротивление всех повторных заземлений в любое время года не должно превышать 10 и 20 Ом для сетей с напряжением 380 В и 220 В соответственно. При этих же напряжениях сопротивление каждого отдельного элемента заземления не должно превышать 30 Ом и 60 Ом для сетей 380 В и 220 В соответственно.

Обязательно помните — кроме соответствия техническим параметрам, заземляющий контур должен соответствовать всем требованиям стандартов ГОСТ и ПЭУ, регламентирующих этот вопрос. Только полное их соблюдение позволит быть уверенным в работе заземления для частного дома на 100%.

Финальная стадия — ввод заземления в дом

Хотя все уличные работы по организации заземляющего контура мы уже разобрали, нужно еще подумать о соединении электропроводки и контура заземления.

Для соединения нужно использовать такую же шину, как и для соединения проводников. Лучше всего постараться «дотянуть» металлическую шину прямо к электрощитку, но если это не удастся, стоит сделать это хотя бы с наружной стороны дома, и после соединить при помощи медного провода сечением 6-10 мм2.

Если вам кажется что всё настолько просто, не забывайте о том что есть несколько схем подключения — TN-C-S и TN-S.

Схема TN-S — наиболее современный и надежный тип электропроводки. Такая схема совместима с трансформаторами с глухозаземленной нейтралью, при этом проводники N и PE разделены на протяжении всей линии от подстанции до потребителя. Этот вариант подразумевает использование пятижильного кабеля, благодаря чему обеспечивается максимальная эффективность и безопасность.

Схема TN-C-S — отличный вариант организации заземления на временной основе. Исходя из этой схемы, нейтральная жила N пересекается с проводником PE, при этом в таком случае необходимо несколько точек заземления. От подстанции проводится общий провод PEN, который на подводе к жилому дому разделяется на PE и N. Чаще всего подобные схемы применяются на участках новостроя, или при отсутствии современной электросети в регионе. В последнем случае необходимо дождаться проведения полноценной пятижильной системы службами электросетей.

Главным недостатком второго варианта является необходимость прокладки проводки трехжильным кабелем, который впоследствии всё равно придется заменить более надежным пятижильным. Также при необходимости подключения трёхфазной сети 380В необходимо использовать всё тот же пятижильный кабель. Исходя из всего этого выходит что затраты на монтаж проводки по этой схеме является экономически невыгодным.

Если изначально позаботиться о прокладке правильного типа проводки, внедрение заземления не станет для вас проблемой. Кроме этого, применение пятижильной линии позволит существенно сэкономить, поскольку вам не придется повторно заниматься прокладкой электросетей в собственном доме.

Оцените материал:

Устройство заземления в частном доме схема – как сделать заземляющий контур?

В статье будет затронут вопрос устройства заземления в частном доме, даче или на небольшом производстве своими руками. Многие ошибочно полагают, что заземление — это ненужная, дополнительная вещь, которую из вредности, требует энергоснабжающая организация или проверяющие инспектора.

Самое главное, что должен понять любой потребитель электроэнергии — заземление это неотъемлемая часть любого электроснабжения. Это такая же необходимость, как установка автоматических выключателей в распредщитке, прибора учета и другой аппаратуры.

Чтобы качественно выполнить заземление, необходимо произвести большой объем земляных работ. Грубо рассчитывайте, что минимум, Вам придется вручную вырыть один кубометр земли. Также необходим будет сварочный аппарат и умения сварочных работ.

Самый оптимальный вариант выполнить заземление собственными руками, так как не все электрики любят это делать, да и те кто берется, в большинстве своем делают это не качественно.

И так, как же правильно делается контур заземления?

Существует два самых распространеных варианта контура заземления — треугольником и линейный, в виде сплошной полосы вдоль дома.

Оба правильные. Какой выбрать, решать Вам самим, исходя из свободного пространства возле дома.

контур заземления треугольникомлинейный контур заземления

Размеры и расстояния для заземляющих электродов

Обязательные условия которые необходимо соблюдать при устройстве заземления в частном доме:

• • ⚡длина электрода, который забивается в землю. Он должен быть минимум 2,5-3 метра

Изначально лучше брать электрод длиной 3м. Так как в процессе забивания его кувалдой, будет расплющиваться та часть, по которой наносится удар. В конце Вам придется болгаркой несколько сантиметров такого расплющенного электрода срезать.

• • ⚡расстояние между электродами. Оно также должно быть 2,5-3 метра

Вне зависимости от того, какого вида у Вас контур — в виде треугольника или прямой линии. Это связано с явлением растекания тока от заземлителей. Если электроды будут забиты ближе чем 2,5м то получается нет никакой разницы, сколько электродов Вы забили.

Работать они будут почти как один электрод.

• • ⚡заглубление траншеи от планировочной отметки земли — 0,7-0,8м

Траншея — это место для укладки полосы, связывающей электроды. При меньшем углублении траншеи, полоса будет подвержена воздействию осадков и быстрому процессу коррозии. При большем углублении — опять возникает риск воздействия сырости от грунтовых вод.

• ⚡расстояние контура заземления от фундамента дома — не менее 1м
• ⚡после раскопки траншеи ее подсыпают песком для лучшего отвода воды от горизонтального заземлителя.

Значение и необходимость заземления

Основу энергообеспечения частного дома составляет электрическая сеть, представляющая опасность для жильцов, если не применить некоторые меры по ее устранению. К таким мерам относится двойная изоляция проводников, выравнивание потенциалов, установка УЗО и дифавтоматов.

Заземление электросети также играет важную роль и предназначено, чтобы отводить появившийся в ненужном месте электроток в грунт.

Технически это выглядит так: все электроустановки в доме соединяются между собой и автоматами защиты, а затем – с землей, чтобы в критической ситуации было куда сбросить лишнее напряжение

Одного забитого в землю куска арматуры или профиля недостаточно. Заземление – это целая система взаимодействующих между собой элементов, связанная с другими системами.

Ее нельзя монтировать, не подобрав подходящие по параметрам детали и не произведя предварительные расчеты.

Для внедрения конструкции в грунт необходимо выбрать небольшой открытый участок земли рядом с домом. Над ним нельзя возводить постройку или гараж, так как периодически будет производиться профилактическое или ремонтное вскрытие грунта

Между городскими многоэтажками и частным жильем существует разница в устройстве заземляющих систем.

В многоквартирных домах шина находится в этажном электрощите, тогда как для частного дома контур заземления зарывают буквально в землю, так как он расположен рядом и не требует больших усилий для монтажа.

Все требования к проектированию и устройству системы заземления изложены в ПТЭЭП 2.7.8. Владелец дома должен знать, что прием в эксплуатацию самостоятельно обустроенной конструкции будет проводить организация-поставщик электроэнергии.

Ее представители раз в полгода обязаны визуально осматривать наземные видимые части системы, а примерно раз в 12 лет производить выемку грунта и поверять состояние подземных элементов.

Выбор системы и составление схемы

Всего существует три системы заземления: ТТ, IT, TN, из них последняя делится еще на три разновидности – TN-S, TN-C, TN-C-S.

В частном домостроении обычно используют схемы систем TN-C-S или ТТ, причем TN-C-S выглядит более привлекательной, так как к ее монтажу предъявляется меньше требований.

Схема системы заземления TN-C-S: 1 – условное обозначение заземлителя источника питания; 2 – токопроводящие части открытого типа. На определенном участке цепи заземляющий проводник соединяется с PEN

Система начинается от главной заземляющей шины, которая установлена или в электрощитке дома, или в шкафу вводного устройства.

Наиболее рациональным считается решение, когда заземление расположено на опоре, перенаправляющей электромагистраль в дом.

Схема электробокса с разделенными проводниками заземления и нейтрали: 1 – электрощит; 2 – нулевой проводник; 3 – заземляющий проводник; 4 – фазовые групповые проводники; 5 – выключатель дифференциального тока; 6 – автоматы; 7 – групповые цепи; 8 – дифференциальный автомат; 9 – прибор учета электроэнергииСхема системы ТТ, которая кардинально отличается подключением заземляющего проводника. Он не зависит от источника электропитания, действует в автономном режиме

Система ТТ используется гораздо реже. Ею занимаются представители энергоснабжающей организации, а если владелец все же решит сэкономить и самостоятельно произвести монтаж, то заверять документы придут все те же работники Энергоснаба.

Если все же рискнете и выберете схему заземления ТТ для частного дома, то не забудьте про обязательную установку УЗО!

Инструкции по монтажу заземления

Существует два способа сборки и установки подземных заземляющих конструкций. Первый можно выполнить своими силами, хотя придется потрудиться и потратить немало времени, а второй по силам только профессионалам, так как потребуется специальное оборудование и навыки измерения сопротивления.

Вариант 1 — заземляющий провод + заземлитель

Сначала рассмотрим, как самостоятельно сделать заземление в частном доме, не прибегая к платным услугам. Система состоит из двух основных элементов, каждый из которых подбирается в зависимости от условий монтажа.

Заземляющий провод – медный проводник с сечением, равным сечению фазной жилы. Он одним концом подключен к шине, расположенной в электрощите, вторым – к заземлителю, зарытому в грунт. К шине также ведут заземляющие проводники от всех электроустановок в доме.

Провода «земли» легко распознать по цветовой маркировке – желто-зеленой полимерной изоляции. Способ крепления к шине – винтовой, посредством установки наконечников

Заземлитель – это конструкция из стальных элементов, тесно контактирующая с грунтом и служащая для выравнивания потенциалов при появлении напряжения.

При проектировании учитывают параметры сопротивления грунта, вычисляют размеры стержней и рамы, а также глубину залегания.

Удельное сопротивление грунта. Очевидно, что значение УСГ песка, глины или торфа различается. Чем влажнее и плотнее грунт, тем менее объемной будет конструкция заземлителя

Существует универсальная конструкция, для создания которой не нужно производить сложные расчеты.

Для ее изготовления потребуются:

• три 3-метровых уголка 50*50 мм или стальная труба со стенкой 3 мм и диаметром 16 мм;
• три 3-метровых уголка 40*40 мм.

Также понадобится сварочный аппарат, режущий инструмент, кувалда, крепежные материалы, а для земляных работ – лопата и ведро.

Пошаговая инструкция:

1. Выкапываем траншею от дома до места установки заземлителя. Ее глубина и ширина – около полуметра.
2. Делаем разметку для вбивания штырей (уголков) в виде равностороннего треугольника со стороной 3 м.
3. В местах вершин треугольника выкапываем ямки глубиной 50 см.
4. Соединяем ямки узкими канавками по периметру, чтобы получился треугольник.
5. Забиваем уголки 50*50 в землю так, чтобы над ее поверхностью остались части длиной около 0,2 м.
6. Свариваем три уголка 40*40 в форме треугольника.
7. Привариваем треугольник к уголкам, забитым в землю.

Затем подключаем к конструкции заземляющий проводник: запрессовываем его конец круглым наконечником и с помощью болта подходящего размера прикручиваем к отверстию, высверленному в одном из уголков.

Схема установки заземлителя. Проводник ведет от зарытой треугольной конструкции к дому и заканчивается в электрощите на заземляющей шине

Металлические детали необходимо засыпать грунтом, лучше песком, а место монтажа заземлителя и проводника пометить табличкой, чтобы при строительных или хозяйственных работах не повредить.

Рекомендации по выбору деталей и монтажу заземлителя в грунт:

Галерея изображений Фото из Комплектация заводского заземлителя Стремянка или специально сколоченная подставка Металлический уголок из оцинкованной стали Металлопрокат для изготовления заземлителя Шина заземления в электрощите Контур заземления около дома Монтаж заземлителя в грунт Сварка деталей из черного металла

Для стальных стержней и соединяющей их полосы опасна пищевая соль – она разъедает металл и приводит конструкцию в негодность. Проследите, чтобы это вещество случайно не попало в грунт рядом с заземлителем.

Вариант 2 — модульная штыревая система

Если конструкцию из деталей металлопроката можно сделать своими руками, то заводской штырь необходимо приобрести в магазине.

Его главное преимущество – отсутствие трудоемких земляных и сварочных работ, а недостаток заключается в дополнительных расходах на оплату услуг обслуживающей организации.

Схема монтажа штыревого заземлителя и его устройство. Основные составляющие части – головка, стальной электрод с электрохимическим медным покрытием и муфты, соединяющие фрагменты электрода Большая глубина объясняется еще и тем, что в указанном диапазоне обычно присутствуют грунтовые воды, резко снижающие сопротивление устройства, а это – необходимое условие для создания заземляющей системы

В самодельной конструкции площадь соприкосновения с грунтом увеличивается за счет использования нескольких уголков. Здесь штырь всего один, поэтому увеличение контакта происходит за счет его длины. Устройство забивают в грунт на глубину 20-40 м.

Земляные работы сводятся к вырыванию одной ямки с размерами 0,5*0,5*0,4 м. Для забивания штыря ударной дрелью пользоваться не рекомендуется, так как нужно исключить вращение головки штыря. Здесь нужен перфоратор со специальной насадкой.

В заводском комплекте вместе со штырем есть зажим для крепления проводника заземления, поэтому процесс монтажа заключается в забивании основного устройства и подключении его к проводу.

Пошаговая инструкция по монтажу штыревого заземлителя. Проводить замеры растекания мультиметром и рассчитывать глубину установки может только специалист – представитель из обслуживающей организации

Существуют нормативы, которых следует придерживаться в процессе монтажа:

• для 3-фазной сети 380 В – сопротивление не более 2 Ом;
• для 1-фазной сети 220 В – сопротивление не более 4 Ом.

При самостоятельном монтаже для подстраховки перед проверяющими органами лучше точно вычислить уровень залегания грунтовых вод и убедиться, что заземлитель опустится до этой отметки.

При контакте с грунтовыми водами параметры сопротивления придут в норму.

Установки и проверки систем с заземлением в углах

Время чтения: 9 минут.

Электрические системы заземлены для ограничения напряжения, вызываемого молнией, скачками напряжения в сети или непреднамеренным контактом с линиями более высокого напряжения, а также для стабилизации напряжения относительно земли во время нормальной работы. Электрические системы можно заземлить несколькими способами. Среди прочего, существуют системы с индуктивным заземлением, системы с заземлением через сопротивление и системы с заземлением с высоким сопротивлением. Наиболее распространенной системой с заземлением является система с глухим заземлением, в которой отсутствует преднамеренное сопротивление заземления в цепи заземления или заземления.Обычные глухозаземленные системы представляют собой трехфазные, четырехпроводные системы, соединенные треугольником с высокой ветвью; 3-фазные, 4-проводные системы с соединением звездой; и однофазные трехпроводные заземленные системы.

Фотография 1

Рисунок 1. Цепи и системы переменного тока, требующие заземления

Как правило, обслуживающие коммунальные предприятия не будут предоставлять электроэнергию через незаземленную систему. В прошлом это разрешалось при определенных условиях. Например, на некоторых промышленных предприятиях желательно иметь незаземленную систему для обеспечения непрерывности обслуживания и исключения дорогостоящих простоев.Обычно на этих сервисах устанавливались наземные детекторы. Текущая отраслевая практика по-прежнему использует необоснованные системы по многим из тех же причин; однако эти незаземленные системы обычно подключаются к нагрузке вспомогательного оборудования и контролируются на предмет случайных замыканий на землю с помощью оборудования контроля заземления. Решение использовать заземленную систему по сравнению с незаземленной системой следует тщательно взвесить. Некоторыми преимуществами заземленных систем являются: ссылка на землю от системы, стабилизация напряжения относительно земли и локализация замыканий на землю в ответвленной цепи или фидере.

Рис. 2. Системы с заземлением углов

Раздел 200.2 гласит:

«» 200.2 Общие. Все электрические системы в помещениях, кроме цепей и систем, исключенных или запрещенных 210.10, 215.7, 250.21, 250.22, 250.162, 503.13, 517.63, 668.11, 668.21 и 690.41, исключение, должны иметь заземленный проводник, обозначенный в соответствии с 200.6. . ”” 1

NEC требует, чтобы система проводки в помещении была подключена к заземленной системе.Раздел 200.3 гласит:

«» 200.3 Подключение к заземленной системе. Электропроводка в помещении не должна быть электрически подключена к системе электроснабжения, если последняя не содержит для любого заземленного проводника внутренней системы соответствующий заземленный провод. Для целей данного раздела «электрически подключенный» означает «подключенный так, чтобы по нему мог проходить ток», в отличие от подключения посредством электромагнитной индукции »2

Системы с заземлением в угол

Рисунок 3.Плавкий выключатель для системы треугольник с заземлением в углу

Необычная система с заземлением представляет собой трехфазную трехпроводную систему с заземленным треугольником. Это система, в которой один из фазных проводов трехфазной группы треугольников намеренно заземлен. Системы с заземлением по углу использовались для снабжения услуг, обслуживающих только трехфазную нагрузку, например, скважинный насос. Трехфазные системы с заземленной фазой также устанавливались в прошлом в качестве основных услуг для многих коммерческих или промышленных предприятий. Их становится все меньше и меньше из-за все более широкого использования заземленных систем с допустимым напряжением: 120 и 277 вольт.В системе с заземленной вершиной треугольника напряжение-земля на незаземленных фазных проводниках совпадает с напряжением между фазными проводниками. Примером может служить система с треугольным заземлением на 480 Вольт. Междуфазное напряжение и межфазное напряжение равны 480 вольт. Это влияет на то, какие автоматические выключатели или оборудование могут использоваться в системах с заземленной вершиной в соответствии с требованиями NEC (см. Рисунок 3).

Правила заземления проводов

Независимо от того, является ли система системой с общим заземлением или системой, которая в наши дни устанавливается редко, правила для заземленных проводов таких систем одинаковы.Важные требования к заземленному проводу заземленных электрических систем или услуг можно найти в Статье 200, которая касается идентификации заземленных проводов и их выводов. Заземленный провод должен быть идентифицированным проводником системы или обслуживания. Типоразмеры 6 AWG и меньше обычно должны иметь изоляцию белого или естественного серого цвета по всей длине. Размеры более 6 AWG разрешается обозначать по белой или естественной серой изоляции; тремя полосами белого или натурального серого цвета по всей длине изоляции жилы, кроме зеленой изоляции; или в местах их окончания с помощью отличительной белой маркировки, окружающей проводник, такой как цветная лента или окраска.Эта идентификация требуется как для заземленных проводников, так и для систем с заземленным треугольником.

Фото 2

Другие важные требования к заземленным проводам можно найти в 240.22; они запрещают установку устройств максимального тока последовательно с любым заземленным проводом. Два ограничительных условия, перечисленных в 240.22, допускают эту установку: первое — когда устройство защиты от сверхтоков размыкает все проводники цепи, включая заземленный провод; а во втором случае предохранители используются для защиты двигателей и цепей двигателей от перегрузки в соответствии с 430.36. Раздел 240.22 гласит:

«» 240,22. Заземленный проводник. Ни одно устройство максимального тока не должно быть подключено последовательно к любому преднамеренно заземленному проводнику, если не выполняется одно из следующих двух условий:

(1) Устройство максимального тока размыкает все проводники цепи, включая заземленный провод, и спроектировано таким образом, чтобы ни один полюс не мог работать независимо.

(2) Если требуется по 430.36 или 430.37 для защиты двигателя от перегрузки.”” 3

Рис. 4. Система треугольника с заземлением в угол

Раздел 230.75 требует, чтобы на сервисном оборудовании были предусмотрены средства для отключения заземленного провода. Это отключающее средство может быть размыкающей перемычкой, выводом или наконечником, к которому заземленный провод подключается во время обслуживания. Линия отключения используется в более крупном сервисном оборудовании для обеспечения необходимой изоляции для проверки диэлектрических характеристик и тестирования оборудования GFP.

Еще одно важное требование относительно заземленных проводов систем заземления появляется в 250.24 (А) (5). Здесь ясно, что подключение к земле заземленным проводом после сервисного разъединителя ограничено. Это необходимо для предотвращения протекания обратного тока, протекающего по заземленному проводнику, по заземляющим проводам оборудования или другому заземленному оборудованию при возвращении к источнику. Раздел 250.24 (A) (5) гласит:

“ 5) Заземление со стороны нагрузки. Заземление не должно выполняться ни с одним заземленным проводом цепи на стороне нагрузки средства отключения обслуживания, за исключением случаев, разрешенных данной статьей.”4

Фото 3

В примечании к этому разделу мелким шрифтом указаны три места и применения, где это все еще приемлемо: (1) для отдельно созданных систем, (2) для соединений в отдельных зданиях или сооружениях и (3) для использования заземленного проводника цепи для заземляющее оборудование. Здесь следует проявлять осторожность при определении того, может ли какое-либо из этих условий, указанных в FPN, выполняться на заземленном фазном проводе.

Низкоомный тракт

Раздел 250.24 (B) требует, чтобы заземленный провод службы был установлен вместе с проводами обслуживания, подводился к корпусу средства отключения обслуживания и был присоединен к корпусу средства отключения обслуживания. Сервисное оборудование изготовлено и имеет маркировку «Подходит для использования в качестве сервисного оборудования» или «Подходит для использования только в качестве сервисного оборудования». Одна важная особенность оборудования, имеющего любую из этих маркировок, заключается в том, что в оборудовании используются средства, обеспечивающие соединение заземленного проводника с корпусом средств отключения.Подключение заземленного провода в сервисном разъединителе служит двум жизненно важным целям. При нормальной работе заземленный провод, который обычно является нейтральным проводником системы или обслуживания, будет проводить несбалансированный обратный ток к источнику. В условиях замыкания на землю заземленный провод должен служить в качестве пути с низким сопротивлением для обратного тока замыкания на обслуживающий трансформатор. Обслуживающая компания предоставляет услуги, которые включают заземленный провод, но очень редко заземляющий провод оборудования.При выборе размера этого заземленного проводника необходимо предусмотреть возможность пропускания ожидаемого тока нагрузки и любого тока повреждения для отключения устройств максимального тока. Путь для тока короткого замыкания должен быть эффективным, постоянным и непрерывным, иметь достаточную пропускную способность и иметь минимально возможное полное сопротивление (см. 250.24 (D) и 220.22).

Рисунок 5. Применение автоматических выключателей в системе с заземленной вершиной угла

Правила для автоматических выключателей и оборудования в системах с заземлением углов

Автоматические выключатели, используемые в системах с заземленной фазой, необходимо тщательно выбирать и применять в пределах своих номиналов.В пределах их рейтинга также должны использоваться выключатели с косой чертой. Типичные выключатели с косым номиналом — 120/208 вольт или 277/480 вольт. Типичная маркировка автоматических выключателей с прямым номиналом — 240, 480 или 600 вольт. Для систем с заземленным углом обычно требуется установка в систему выключателей прямого действия. Выключатели должны иметь номинальное значение, равное наивысшему номинальному напряжению относительно земли на любом из полюсов выключателя. Например, выключатели, установленные в системе на 480 вольт с заземленным углом, не могут быть рассчитаны на 480/277 вольт.Нижнее значение напряжения в этом номинальном значении — это номинальное напряжение между фазой и землей. В системе с заземленной фазой на 480 вольт напряжение между фазой и землей будет 480 вольт, а не 277 вольт.

Оборудование также должно иметь соответствующие характеристики для использования в системах с заземленной вершиной. Например, сервисное оборудование для 240-вольтовой трехфазной системы с заземленной вершиной треугольника должно иметь маркировку «Подходит для использования в качестве сервисного оборудования» и иметь соответствующие характеристики. Сервисное оборудование, используемое в трехфазной трехпроводной системе с заземленной вершиной уголка, должно иметь маркировку, указывающую на пригодность.Оборудование должно иметь маркировку 3-х фазное, 3-х проводное 240 вольт. Если это система на 480 вольт, она должна быть помечена как 3-фазная, 3-проводная на 480 вольт. 480-вольтовое оборудование с косым номиналом подойдет для использования в 240-вольтовой системе, потому что оно будет использоваться с ограничениями по напряжению.

Фото 4

Некоторые распределительные щиты и щиты имеют двойное или множественное номинальное напряжение. Важно проверить типы автоматических выключателей, разрешенные при использовании на различных уровнях напряжения.Здесь следует проявлять особую осторожность, чтобы правильно применять продукт в пределах его рейтингов. В Кодексе ничего не говорится о обязательной маркировке поля, указывающей, какое напряжение приложено, хотя, вероятно, хорошей практикой является маркировка оборудования с несколькими напряжениями с помощью приложенного напряжения в поле. Кодекс требует маркировки оборудования в полевых условиях при использовании в серийных номинальных комбинациях. Устройства с последовательным номиналом должны применяться в пределах их комбинаций испытаний напряжения и номинальных значений. Важно, чтобы это оборудование, применяемое в комбинации номинальных значений серии при уровне напряжения выше его номинального, использовалось надлежащим образом.Примером может служить трехфазная комбинированная трехпроводная комбинированная система на 480 В, приложенная к трехфазному напряжению 240 В. Ключевым моментом здесь является то, что оборудование должно иметь маркировку, указывающую на пригодность для таких серийных номиналов при приложенном напряжении. Это означает, что оценка соответствия была проведена квалифицированной лабораторией электрических испытаний.

Заземление системы

Если система заземлена в углу, то будут заземляющие электроды, к которым подсоединяется заземленный фазный провод системы.Проводник, используемый для подключения заземленного проводника к системе заземления или электродов, известен как проводник заземляющего электрода. Проводники заземляющих электродов должны иметь размер в соответствии с 250.66 и не должны быть меньше значений, указанных в таблице 250.66, если только они не являются единственным соединением со стержневыми, трубными или пластинчатыми электродами; кольцевые электроды; или электрод в бетонном корпусе. Минимальный размер проводника для стержня, трубы или пластины должен быть из меди 6 AWG. Минимальный размер электродов в бетонном корпусе — медь 4 AWG, а минимальный размер проводника заземляющего электрода для заземляющего кольца — медь 2 AWG.При установке проводов заземляющих электродов необходимо учитывать защиту от физических повреждений; защита от магнитных полей (дроссельный эффект) при установке в металлических желобах; и если в качестве проводника заземляющего электрода используется алюминий, он не должен устанавливаться или заканчиваться на расстоянии менее 18 дюймов от земли в соответствии с 250.64 (A) — (E).

Сводка

Установка и проверка систем с заземлением на угол могут немного напугать как опытных ветеранов, так и студентов, изучающих Кодекс.Все правила для заземленных проводов должны применяться одинаково к заземленным проводам всех систем, независимо от того, является ли заземленный провод заземленным нейтральным проводником или заземленным фазным проводом. Оборудование, используемое в системах с заземленным углом, должно иметь соответствующую маркировку и применяться в пределах своих номинальных характеристик. Поскольку Кодекс продолжает отходить от использования заземленного проводника для заземления после сервисного оборудования или отдельно выделенной системы, это справедливо и для заземленного проводника систем с заземленной вершиной.Требования к заземляющим проводам в Кодексе применимы к системам с заземленным треугольником треугольником, а также к более распространенным 3-фазным, 4-проводным системам, соединенным звездой, заземленным системам с высокой ветвью, соединенным треугольником, и однофазным, 3-проводным заземленные системы. Обучение тестированию напряжения имеет решающее значение для тех, у кого есть возможность устранять неполадки в этих системах. Эти системы не так распространены, но все еще используются и могут обмануть даже опытных. Следует проявлять осторожность при поиске и устранении неисправностей при любом напряжении. Следует использовать соответствующие средства индивидуальной защиты, когда оборудование должно работать или проверяться под напряжением (см. Стандарт NFPA 70E для требований электробезопасности на рабочих местах сотрудников).

1 NFPA 70, Национальный электротехнический кодекс , раздел 200.2, (Куинси, Массачусетс: Национальная ассоциация противопожарной защиты), стр. 70-49.

2 NFPA 70, раздел 200.3, стр. 70-49.

3 NFPA 70, раздел 240.22, стр. 70-91

4 NFPA 70, раздел 250.24, стр. 70-100

Трансформаторы заземления | EC&M

Когда вы думаете о ветряных электростанциях, вам, вероятно, приходят на ум образы величественных башен с огромными вращающимися лопастями, пересекающими горизонт. Дизайнеры не застрахованы от этого импульса, поскольку их основное внимание уделяется местоположению, закупке, монтажу и подключению башен, турбин и лопастей.Многие люди не знают, что заземляющий трансформатор часто игнорируется в уравнении ветряной электростанции, о чем свидетельствует тот факт, что 90% заземляющих трансформаторов для ветряных электростанций приобретаются в течение 60 дней после того, как разработчики запросили расценки у поставщиков. Однако те, кто пренебрегает надлежащим планированием заземления трансформаторов, делают это на свой страх и риск. В действительности, миллионы долларов ответственности и убытков могут быть отнесены на счет дугового замыкания на землю, поэтому вопросы, связанные с заземлением, должны быть первыми в списке проблем для любого, кто разрабатывает ветряную электростанцию.

Зачем нужны заземляющие трансформаторы?

Проще говоря, заземляющий трансформатор используется для обеспечения заземления либо незаземленной звездой, либо системы, соединенной треугольником. Трансформаторы заземления обычно используются для:

• Обеспечьте относительно низкоомный путь к земле, тем самым поддерживая нейтраль системы на уровне потенциала земли или близком к нему.
• Ограничьте величину переходных перенапряжений при повторном замыкании на землю.
• Обеспечьте источник тока замыкания на землю во время замыканий на землю.
• При необходимости разрешите подключение нагрузок между фазой и нейтралью.

Если в незаземленной или изолированной системе происходит одиночное замыкание на землю, обратного пути для тока короткого замыкания не существует, поэтому ток не течет. Система продолжит работу, но на двух других исправных линиях напряжение возрастет на квадратный корень из трех, что приведет к перенапряжению изоляции трансформатора и других связанных компонентов в системе на 173%.Металлооксидные варисторы (MOV), твердотельные устройства, используемые для подавления скачков / скачков напряжения (грозозащитные разрядники), особенно чувствительны к повреждению от нагрева из-за утечки через блоки, даже если повышения напряжения недостаточно для вспышки. Трансформатор заземления обеспечивает заземление для предотвращения этого.

Трансформаторы заземления необходимы для больших ветряных электростанций с несколькими турбинами, где трансформатор подстанции часто является единственным источником заземления для распределительной системы.Заземляющий трансформатор, размещенный на турбинной колонне, обеспечивает путь заземления на случай, если колонна станет изолированной от заземления системы.

Когда замыкание на землю на коллекторном кабеле вызывает размыкание автоматического выключателя подстанции для этого кабеля, гирлянда ветряной турбины становится изолированной от источника заземления. Турбины не всегда обнаруживают эту неисправность или тот факт, что колонна изолирована и не заземлена. В результате генераторы продолжают подавать питание на коллекторный кабель, и напряжение между исправными кабелями и землей поднимается намного выше нормального значения напряжения.В результате затраты могут быть ошеломляющими.

Согласно одному источнику в Iberdrola, мировом лидере в области развития ветроэнергетики, только потеря дохода для цепочки из 10 турбин может превысить 10 000 долларов в день. С учетом демонтажа и замены стоимость оборудования может приблизиться к дополнительным 40 000 долларов на трансформатор. Типичная конфигурация ветряной электростанции на самом деле в некоторой степени аналогична колесу каретки с кольцом, ступицей и спицами. Наружное кольцо колеса похоже на забор вокруг ветряной электростанции, а ступица в центре — это место, где расположен коллектор, который подключается к сети.Спицы — это радиальные линии, на которых расположена каждая ветряная турбина. Обычно каждая радиальная колонна турбин подключается к заземляющему трансформатору, как показано на Рис. 1 (щелкните здесь, чтобы увидеть Рис. 1 ).

Правильная конструкция

Заземляющие трансформаторы обычно имеют одну из двух конфигураций: обмотка, соединенная зигзагом (Zn) (со вспомогательной обмоткой или без нее), или обмотка, соединенная звездой (Ynd) (с соединенной треугольником вторичной обмоткой, которая может или не может использоваться для подачи вспомогательного питания).Обе схемы показаны на Рис. 2 (щелкните здесь, чтобы увидеть Рис. 2 ). Текущая тенденция в проектировании ветряных электростанций заключается в соединении первичной обмотки звездой с вторичной обмоткой треугольником. Исходя из нашего опыта, есть несколько причин, по которым 2-обмоточные заземляющие трансформаторы, соединенные звездой, кажутся более популярными, чем конструкции с зигзагообразной схемой. К ним относятся:

• Хотя на самом деле это не так, двухобмоточные трансформаторы кажутся более доступными для замены или модернизации.
• Отсутствие знакомства с основами дизайна, необходимыми для зигзагообразной конфигурации, означает, что дизайнеры склонны прибегать к более знакомой конфигурации.
• Конструкция с двумя обмотками, соединенная звездой, позволяет использовать вторичную нагрузку и дозирование, в то время как зигзагообразная конструкция — нет.
• Не все производители предоставляют потенциальным клиентам зигзагообразные варианты заземления, даже те, для кого такая конфигурация может быть наиболее подходящей.

Зигзагообразная геометрия соединения полезна для ограничения циркуляции третьей гармоники и может использоваться без соединенной треугольником обмотки или без 4- или 5-стержневой конструкции сердечника, обычно используемой для этой цели в распределительных и силовых трансформаторах.Устранение необходимости во вторичной обмотке может сделать этот вариант менее дорогим и компактным по сравнению с аналогичным двухобмоточным заземляющим трансформатором. Кроме того, использование зигзагообразного трансформатора обеспечивает заземление с помощью устройства меньшего размера, чем двухобмоточный трансформатор звезда-треугольник, который обеспечивает такое же полное сопротивление нулевой последовательности.

С другой стороны, заземляющие трансформаторы, соединенные звездой, требуют либо вторичной обмотки, соединенной треугольником, либо применения конструкции сердечника с 4 или 5 выводами для обеспечения пути обратного потока для несимметричной нагрузки, связанной с этим соединением первичной обмотки.Поскольку часто желательно подавать вспомогательное питание от вторичной обмотки заземляющего трансформатора, это преимущество может сделать предпочтительным использование двухобмоточного заземляющего трансформатора вместо зигзагообразного соединения. Как зигзагообразные, так и двухобмоточные заземляющие трансформаторы могут быть сконструированы с возможностью вспомогательного питания — это может быть нагрузка, подключенная по схеме звезды или треугольника.

Система с глухим заземлением, использующая заземляющий трансформатор, предлагает много улучшений безопасности по сравнению с незаземленной системой.Однако одному заземляющему трансформатору не хватает токоограничивающей способности резистивной системы заземления. По этой причине резисторы заземления нейтрали часто используются вместе с трансформатором заземления для ограничения величины тока замыкания на землю нейтрали. Их значения в омах должны быть указаны для обеспечения достаточно высокого протекания тока замыкания на землю для обеспечения надежной работы оборудования релейной защиты, но достаточно низкого для ограничения теплового повреждения.

Определение заземляющего трансформатора

При выборе заземляющего трансформатора для своей ветроэлектростанции обязательно учитывайте следующие ключевые параметры:

Первичное напряжение — это напряжение системы, к которому должна быть подключена заземленная обмотка.Не забудьте указать базовый импульсный уровень трансформатора (BIL), который измеряет его способность выдерживать удары молнии. В некоторых случаях BIL будет определяться соображениями оборудования, например, номинальными значениями BIL 150 кВ на ветряных электростанциях 34,5 кВ из-за ограничения на мертвые передние соединители.

Номинальный киловольт-ампер (кВА). — Поскольку заземляющий трансформатор обычно является кратковременным устройством, его размер и стоимость меньше по сравнению с трансформатором для непрерывного режима работы с таким же номиналом кВА.По этой причине заземляющие трансформаторы часто имеют размер не кВА, а по номинальному длительному и кратковременному току. Независимо от того, как вы его оцениваете, заземляющий трансформатор должен иметь номинальный постоянный ток первичной фазы без превышения его температурного предела. Эта нагрузка включает ток намагничивания сердечника, ток емкостной зарядки для кабелей и любую вспомогательную нагрузку, если применимо. Чем выше это значение, тем больше и дороже трансформатор. Типичные значения постоянного тока могут быть от 5 А до нескольких сотен.Обязательно укажите дополнительные требования к загрузке.

Непрерывный ток нейтрали — Постоянный ток нейтрали определяется как трехкратный фазный ток или, другими словами, ток нулевой последовательности. Обычно это считается равным нулю, если система сбалансирована. Однако для целей проектирования заземляющего трансформатора это значение, которое, как ожидается, будет течь в нейтральной цепи без отключения защитных цепей (что приведет к нулевому току) или ток утечки на землю, который не является симметричной функцией. .Опять же, это значение необходимо для расчета тепловой мощности заземляющего трансформатора.

Ток и продолжительность повреждения — Это значение необходимо для расчета кратковременного нагрева, возникающего в результате неисправности в системе, и его следует определять на основе инженерного исследования системы. Типичные значения варьируются от нескольких сотен ампер до нескольких тысяч ампер, при этом продолжительность выражается в секундах, а не в циклах. Например, обычно значение 400А в течение 10 секунд. Продолжительность повреждения является критическим параметром для разработчика трансформатора.Если в схемах защиты используется заземляющий трансформатор для функций отключения, указывается относительно короткая продолжительность времени (от 5 до 10 секунд). С другой стороны, если заземляющий трансформатор используется в схеме сигнализации замыкания на землю, потребуется постоянная или увеличенная продолжительность тока замыкания на землю.

Импеданс — Импеданс может быть выражен в процентах или в омах на фазу. В любом случае его следует выбирать таким образом, чтобы напряжения фаз в исправном состоянии во время замыкания на землю находились в пределах допустимого временного перенапряжения трансформатора и связанного с ним оборудования, такого как разрядники и клеммные соединители.Значения, которые могут варьироваться от 2,5% до почти 10%, должны быть предоставлены разработчиком системы.

Соединение первичной обмотки — Обязательно укажите тип первичного соединения: зигзагообразный или заземленный. Прежде чем принимать решение, рассмотрите факторы, обсужденные ранее, касающиеся ситуаций, для которых конкретная конфигурация может быть наиболее подходящей.

Вторичное соединение — укажите вторичное напряжение и соединение, если применимо.Кроме того, обязательно учитывайте размер вспомогательной нагрузки, подключаемой для первичных обмоток, соединенных Zn или звездой.

Если имеется вариант использования двухобмоточного трансформатора без вторичной нагрузки, определите, можно ли «заглубить» дельта-обмотку (то есть не вывести), или только один изолятор должен быть выведен для заземления в резервуар или тестирование.

Важные функции и опции

В дополнение к рассмотренным конструктивным характеристикам существует ряд других соображений или особенностей, которые вы должны учитывать при создании заземляющих трансформаторов ветряной электростанции.

• Сообщите поставщику, нужен ли вам трансформатор, устанавливаемый на подставке, со встроенным отсеком, защищенным от несанкционированного доступа, или конструкция подстанции.
• Подумайте, будет ли заземляющий трансформатор размещен на улице или в помещении. Даже наружные блоки требуют особого внимания при размещении рядом с другими конструкциями.
• Выберите подходящий тип жидкости для конкретного применения. Варианты включают минеральное масло, силикон и жидкость на основе натуральных эфиров.
• Обдумайте варианты подключения и выберите лучший для сайта. Варианты варьируются от глухих передних, живых передних и лопаточных терминалов. Расположение клемм может быть под крышкой или на боковой стенке, открыто или закрыто.
• Предполагается, что превышение температуры составит 65 ° C — при необходимости скорректируйте конструкцию.
• Примите во внимание высоту участка или любые особые экологические проблемы.
• Специальная краска по мере необходимости.
• Резисторы заземления нейтрали — Номинальное напряжение NGR должно быть равно напряжению линии заземляющего трансформатора на землю.Номинальный ток и продолжительность должны соответствовать номинальным характеристикам заземляющего трансформатора. Не забудьте установить достаточно высокий номинальный ток, чтобы он превышал ток зарядки кабеля и ток намагничивания заземляющего трансформатора.

Дикинсон — директор по развитию нового бизнеса в Pacific Crest Transformers, Медфорд, штат Орегон. С ним можно связаться по адресу: [email protected].

Распределительное оборудование — однофазное и трехфазное распределительное оборудование

Когда электроэнергия распределяется в точку ее использования, она
обычно бывает однофазным или трехфазным переменным.
ток (AC) напряжение.Однофазное переменное напряжение распределяется по жилым домам.
и небольшие коммерческие здания. Обычно трехфазное переменное напряжение составляет
распространяется на промышленные предприятия и крупные коммерческие здания. Таким образом
основные типы систем распределения электроэнергии — жилые (однофазные)
и промышленные или коммерческие (трехфазные).

Важный аспект как однофазного, так и трехфазного распределения
системы заземления. Два способа заземления, системное заземление и оборудование
заземление, будет обсуждаться в этом разделе вместе с замыканием на землю.
защитная экипировка.

ТЕРМИНОЛОГИЯ

В этом разделе (Раздел 10) однофазное и трехфазное распределение электроэнергии
системы обсуждаются. Изучив этот раздел, вы должны иметь
понимание следующих терминов:

• Жилое распределение
• Коммерческое распространение
• Промышленное распределение
• Однофазная двухпроводная распределительная система
• Однофазная трехпроводная распределительная система
• Горячая линия
• нейтральный
• Заземление системы
• Наземное оборудование
• Идентификация цвета изоляции
• Подключение трехфазного трансформатора треугольник-треугольник
• Подключение трехфазного трансформатора треугольником
• Подключение трехфазного трансформатора звезда-звезда
• Подключение трехфазного трансформатора звезда-треугольник
• Подключение трехфазного трансформатора с открытым треугольником
• Трехфазная трехпроводная распределительная система
• Трехфазный, трехпроводной, с системой распределения нейтрали
• Трехфазная, четырехпроводная распределительная система
• «Дикая» фаза
• Электрод заземления
• Прерыватель замыкания на землю (GFI)
• Защита тела от рук
• Национальный электротехнический кодекс (NEC)
• Осмотр электрооборудования
• Падение напряжения в параллельной цепи
• Ответвление цепи
• Заземляющий провод
• Кабель в неметаллической оболочке (NMC)
• Кабель в металлической оболочке
• Жесткий трубопровод
• Электрические металлические трубки (EMT)

ОДНОФАЗНЫЕ СИСТЕМЫ

Большая часть электроэнергии, производимой на электростанциях, производится
как трехфазное переменное напряжение.Электроэнергия также передается в
форма трехфазного напряжения по магистральным линиям электропередачи.

По назначению трехфазное напряжение может быть изменено на три отдельных
однофазные напряжения для распределения по жилым помещениям.

Хотя однофазные системы используются в основном для электроснабжения жилых домов
системы распределения, есть некоторые промышленные и коммерческие применения
однофазных систем.Однофазное распределение мощности обычно возникает
от трехфазных линий электропередач, поэтому системы электроснабжения способны
питания как трехфазных, так и однофазных нагрузок от одной и той же мощности
линий. ИНЖИР. 1 показана типовая система распределения электроэнергии от силовой
станции (источника) на различные однофазные и трехфазные нагрузки, которые
подключены к системе.

РИС. 1. Типовая система распределения электроэнергии.

РИС.2. Однофазные системы распределения электроэнергии: (A) Однофазные,
двухпроводная система, (B) Однофазная трехпроводная система (взятая из двух
горячие линии), (C) Однофазная, трехпроводная система (взятая от одной горячей
линия и одна заземленная нейтраль).

Однофазные системы могут быть двух основных типов — однофазные двухпроводные.
системы или однофазные трехпроводные системы. Однофазный двухпроводной
система показана на фиг. 2А (верхняя диаграмма). Эта система использует 10
кВ Трансформатор, вторичная обмотка которого выдает одно однофазное напряжение,
например, 120 или 240 вольт.Эта система имеет одну горячую линию и одну нейтральную
линия.

В бытовых распределительных системах этот тип чаще всего использовался
несколько лет назад обеспечивали работу при напряжении 120 вольт. Однако, поскольку мощность прибора
требования возросли, необходимость в системе с двумя напряжениями стала очевидной.

Для удовлетворения спроса на увеличение мощности в жилых домах однофазные трехпроводные
система сейчас используется. Домашний служебный вход может быть запитан напряжением 120/240 вольт.
энергии методами, показанными на фиг. 2B и 10 2C (в центре и внизу
диаграммы).Каждая из этих систем получена от трехфазного источника питания.
линия. Однофазная трехпроводная система имеет две горячие линии и нейтраль.
линия. Горячие линии, изоляция которых обычно черная и красная,
подключен к внешним выводам вторичных обмоток трансформатора.
Нейтральная линия (белый изолированный провод) подключается к центральному отводу.
распределительного трансформатора. Таким образом, с нейтрального на любую горячую линию,
Может быть получено 120 вольт для освещения и требований малой мощности.

По горячим линиям подается 240 вольт для повышенных требований к мощности.

Таким образом, текущая потребность в крупномасштабном энергоемком оборудовании
сокращается вдвое, поскольку используется 240 вольт, а не 120 вольт. Либо
однофазная двухпроводная или однофазная трехпроводная система может
использоваться для подачи однофазного питания для промышленного или коммерческого использования.
Однако эти однофазные системы в основном предназначены для бытового электроснабжения.
распределение.

ТРЕХФАЗНЫЕ СИСТЕМЫ

Поскольку промышленные предприятия и коммерческие здания используют преимущественно трехфазное питание,
они полагаются на трехфазные распределительные системы для подачи этой энергии.
Большие трехфазные распределительные трансформаторы обычно располагаются на подстанциях.
прилегающие к промышленным предприятиям или коммерческим зданиям.

Их цель состоит в том, чтобы подавать надлежащее напряжение переменного тока, чтобы соответствовать необходимым требованиям.
требования к нагрузке.Напряжения переменного тока, которые передаются в распределительную
подстанции находятся под высоким напряжением, которое необходимо понизить на три фазы.
трансформаторы.

РИС. 3. Основные способы подключения трехфазного трансформатора: (A)
соединение дельта-треугольник, (B) соединение треугольник-звезда, (C) соединение звезда-звезда
соединение, (D) соединение звезда-треугольник и (E) соединение разомкнутый треугольник.

Подключение трехфазного трансформатора

Есть пять способов, которыми первичная и вторичная обмотки
могут быть подключены трехфазные трансформаторы.Это дельта-дельта,
соединения по схеме «треугольник», «звезда-звезда», «звезда-треугольник» и «открытый треугольник».
Эти основные методы проиллюстрированы на фиг. 3. Соединение дельта-дельта.
(Рис. 3A) используется для некоторых приложений с более низким напряжением.

Метод «треугольник-звезда» (фиг. 3B) обычно используется для повышения напряжения,
поскольку вольт-амперная характеристика вторичной обмотки, соединенной звездой, приводит к
с внутренним повышающим фактором в 1,73 раза. Соединение звезда-звезда
фиг.3C обычно не используется, в то время как метод звезда-дельта (фиг.
3D) можно выгодно использовать для понижения напряжения. Открытая дельта
соединение (фиг. 3E) используется в случае повреждения одной обмотки трансформатора,
или выведен из эксплуатации. Трансформатор по-прежнему будет трехфазным.
мощность, но при меньшем токе и мощности. Эта связь может
также желательно, когда полная мощность трех трансформаторов не
нужно на потом.Два идентичных однофазных трансформатора могут
использоваться для подачи питания на нагрузку до третьего
трансформатор необходим для удовлетворения повышенных требований к нагрузке.

Типы трехфазных систем

Трехфазные системы распределения электроэнергии, обеспечивающие питание промышленных и
коммерческие здания, классифицируются по количеству фаз
и количество необходимых проводов. Эти системы, показанные на фиг. 4, являются
трехфазная трехпроводная система, трехфазная трехпроводная система с
нейтраль и трехфазная четырехпроводная система.Подключение первичной обмотки
здесь не рассматривается. Трехфазная трехпроводная система, показанная на
ИНЖИР. 4A, может использоваться для питания нагрузки двигателя 240 или 480 вольт.
Его основным недостатком является то, что он подает только один вольт, так как только
К нагрузке подведены три горячие линии.

Обычный код цвета изоляции для этих трех горячих линий — черный,
красный или синий, как указано в NEC.

РИС. 4. Промышленные системы распределения электроэнергии: (A) Трехфазные, трехпроводные.
система, (B) трехфазная, трехпроводная система с нейтралью, (C) трехфазная,
четырехпроводная система.

Недостатком трехфазной трехпроводной системы может быть частично
за счет добавления одной обмотки с центральным отводом, как показано в трехфазном
трехпроводная система с нейтралью, показанная на фиг. 4Б. Эта система может использоваться как
питание на 120/240 вольт или 240/480 вольт. Если предположить, что это
используется для питания 120/240 вольт, напряжение от горячей линии в точке
1 и горячая линия в точке 2 к нейтрали будет 120 вольт, потому что
обмотки с центральным отводом.

Однако 240 вольт по-прежнему будет доступно на любых двух горячих линиях.
Нейтральный провод имеет цветовую маркировку с белой или серой изоляцией. В
Недостатком этой системы является то, что при замене проводки она
можно подключить нагрузку 120 В между нейтралью и точкой
3 (иногда называемая «дикой» фазой). Напряжение присутствует
здесь будет комбинация трехфазных напряжений между точками
1 и 4 и пункты 1 и 3.Это будет напряжение более 300
вольт! Хотя существует ситуация «дикой фазы», эта система
способен питать как нагрузки большой мощности, так и нагрузки низкого напряжения,
такие как используются для освещения и небольшого оборудования.

Наиболее широко используемой трехфазной системой распределения электроэнергии является трехфазная
четырехпроводная система. Эта система, показанная на фиг. 4C, обычно поставляет 120/208
вольт и 277/480 вольт для требований промышленной или коммерческой нагрузки.Здесь проиллюстрирована система на 120/208 вольт. От нейтрального до любого горячего
линии, можно получить 120 вольт для освещения и маломощных нагрузок. Через
любые две горячие линии, 208 вольт для питания двигателей или других
высокомощные нагрузки. Самая популярная система для промышленных и коммерческих
Распределение питания — это система на 277/408 В, которая способна обеспечить
как трехфазные, так и однофазные нагрузки. Система 240/416 вольт иногда
используется для промышленных нагрузок, в то время как система на 120/208 вольт часто используется
для подземного распространения в городских районах.Обратите внимание, что эта система
на основе характеристик напряжения трехфазного соединения звездой,
и что соотношение VL = VP × 1,73 существует для каждого приложения.
этой системы.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Концепция заземления в системе распределения электроэнергии
очень важно. Системы распределения должны иметь непрерывную бесперебойную работу.
основания. Если заземленный провод разомкнут, земля больше не
функциональный.В условиях открытого грунта могут возникнуть серьезные проблемы с безопасностью.
и вызвать ненормальную работу системы.

Распределительные системы должны быть заземлены на подстанциях, а в конце
линий электропередачи до подачи питания на нагрузку. Заземление
необходим на подстанциях для безопасности населения и энергетики
обслуживающий персонал компании. Заземление также дает точки для
соединения нейтрали трансформатора для заземления оборудования. Безопасность и оборудование
Основания будут рассмотрены более подробно позже.

На подстанциях все внешние металлические части должны быть заземлены, а все
трансформатор, автоматический выключатель и корпуса переключателей должны быть заземлены.
А также металлические заборы и любой другой металл, входящий в состав подстанции.
конструкция должна быть заземлена. Заземление гарантирует, что любой человек, который
прикосновение к любой из металлических частей не вызовет поражения электрическим током.
Следовательно, если высоковольтная линия соприкоснется с любым из
заземленные части, система будет открыта защитным оборудованием.Таким образом, существенно снижается опасность появления высоких напряжений на подстанциях.
заземлением. Фактическое заземление выполняется сваркой, пайкой,
или прикрепление проводника к металлическому стержню или стержню, который физически
помещен в землю. Это стержневое устройство называется заземляющим электродом.
Правильные методы заземления необходимы для безопасности, а также для
производительность схемы. Есть два типа заземления: (1) заземление системы,
и (2) заземление оборудования.Другой важный фактор заземления — это замыкание на землю.
защитная экипировка.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ СИСТЕМЫ

Заземление системы включает в себя фактическое заземление токоведущей
проводник (обычно называемый нейтралью) системы распределения электроэнергии.

Трехфазные системы могут быть звездообразными или треугольными. Звездообразная система
имеет очевидное преимущество перед дельта-системой, так как по одной стороне каждого
фазная обмотка подключена к земле.Мы определим землю как ориентир
точка нулевого напряжения, которая обычно является фактическим подключением
на землю. Общие выводы звездообразной системы при подключении
к земле, стать нейтральным проводом трехфазного четырехпроводного
система.

Дельта-система не поддается заземлению, так как она
не имеет общей нейтрали. Проблема замыканий на землю (линейный
замыкания на землю), возникающие в незаземленных системах треугольника, намного больше
чем в звездообразных системах.Распространенным методом заземления дельта-системы является
использовать соединение трансформатора звезда-треугольник и заземлить общие клеммы
первичной обмотки, соединенной звездой. Тем не менее, звездообразная система теперь используется больше.
часто для промышленного и коммерческого распределения, так как вторичный
легко заземляется и обеспечивает защиту от перенапряжения от молнии
или шорты на землю.

Однофазные системы на 120/240 В или 240/480 В заземлены в
аналогично трехфазному заземлению.Нейтраль однофазной
трехпроводная система заземляется металлическим стержнем (заземляющим электродом), приводимым в действие
в землю в месте расположения трансформатора. Провода заземления системы
изолированы белым или серым материалом для облегчения идентификации.

Заземление оборудования

Второй тип заземления — это заземление оборудования, которое, как термин
подразумевает, размещает рабочее оборудование с потенциалом земли. Дирижер
для этой цели используется либо неизолированный провод, либо зеленый изолированный провод.
провод.NEC описывает условия, при которых требуется фиксированное электрическое оборудование.
быть заземленным. Обычно все стационарное электрооборудование, расположенное в промышленных
заводы или коммерческие здания должны быть заземлены. Типы оборудования
которые должны быть заземлены, включая корпуса для коммутации и защиты
оборудование для регулирования нагрузки, корпуса трансформаторов, корпуса электродвигателей,
и стационарное электронное испытательное оборудование. Промышленные предприятия должны использовать 120 вольт,
однофазные, дуплексные розетки заземленного типа для всех переносных
инструменты.Заземление этих розеток можно проверить с помощью
плагин-тестер.

ЗАЩИТА ОТ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Прерыватели замыкания на землю (GFI) широко используются в промышленности,
коммерческие и жилые системы распределения электроэнергии. Требуется
NEC, что все 120-вольтовые, однофазные, 15- или 20-амперные розетки
розетки, установленные на открытом воздухе или в ванных комнатах, имеют замыкание на землю
к ним подключены прерыватели.Эти устройства также называются устройствами защиты от замыканий на землю.
прерыватели цепи (GFCI).

Работа GFI

Эти устройства разработаны таким образом, чтобы исключить опасность поражения электрическим током.
от людей, контактирующих с горячей линией переменного тока (фаза-земля
короткая). Прерыватель цепи предназначен для обнаружения любых изменений в цепи.
условия, например, возникшие при коротком замыкании между линией и землей.

Один тип GFI имеет провода управления, проходящие через магнитный тороидальный
петля (см. фиг.5). Обычно переменный ток, протекающий через два
проводники внутри петли равны по величине и противоположны по направлению.
Любое изменение в этом равном и противоположном состоянии воспринимается магнитным полем.
тороидальная петля. Когда происходит короткое замыкание на землю, мгновенное
происходит изменение условий цепи. Изменение вызывает магнитное поле
в тороидальную петлю. Индуцированный ток усиливается
до уровня, достаточного для размыкания механизма выключателя.Таким образом, любое замыкание на землю вызовет прерыватель замыкания на землю.
открыть.

Скорость работы GFI настолько высока, что опасность поражения электрическим током
людей значительно сокращается, так как только минутный ток открывает
схема.

РИС. 5. Упрощенная схема прерывателя замыкания на землю

.

Приложения GFI

Требуются строительные площадки, на которых устраивается временная проводка.
использовать GFI для защиты работников, использующих электрооборудование.Защита от замыканий на землю частных лиц и коммерческого оборудования должна
Предусмотрено для систем с соединением звездой от 150 до 600 вольт на каждую
распределительный щит, рассчитанный на более 1000 ампер. В этой ситуации,
GFI откроет все незаземленные проводники на щитке при
короткое замыкание на землю. Теперь GFI используются для всех типов жилых домов,
коммерческое и промышленное применение.

Типы систем защиты от замыканий на землю

Используются четыре основных типа систем защиты от замыканий на землю.
Cегодня.К ним относятся: применение в больницах, применение в жилых помещениях, электродвигатель.
приложения защиты и специальное распределение электроэнергии
системные приложения. Эти системы защиты от замыканий на землю можно классифицировать как
по тому, что они должны защищать, или по типу защиты, которую они должны
предоставлять. Разработаны приложения для больниц и жилых помещений.
чтобы уберечь людей от чрезмерных ударов. Двигатель и электрическая мощность
приложения предназначены для защиты электрооборудования.

Другой метод классификации — в зависимости от силы тока.
требуется перед срабатыванием системы охранной сигнализации или отключением электрического
цепь происходит. Типичные значения тока, вызывающие срабатывание сигнализации или отключение
для активации 0,002 ампера (2 мА) для больничных приложений, 0,005
амперы (5 мА) для жилых помещений, от 5 до 100 ампер для защиты электродвигателей
схемы применения и от 200 до 1200 ампер для распределения электроэнергии
применение оборудования.

Необходимость защиты от замыканий на землю

Чтобы понять необходимость прерывателя цепи замыкания на землю
(для защиты людей) сначала необходимо понять некоторые основные факты.

Эти факты относятся как к людям, так и к замыканиям на землю.

Важным фактом является то, что сопротивление тела человека зависит от
количество влаги, присутствующей на коже, мышечная структура
тело, и напряжение, которому подвергается тело.Эксперименты
Показано, что сопротивление тела из одной руки в другую немного
где от 1000 до 4000 Ом. Эти оценки основаны на нескольких
предположения относительно влажности и мышечной структуры. Мы также знаем
что сопротивление тела (из рук в руки) ниже для более высокого напряжения
возрастов. Это связано с тем, что более высокое напряжение способно «сломать»
вниз »внешние слои кожи. Таким образом, более высокое напряжение более
опасный.

Мы можем использовать закон Ома, чтобы оценить, что типичный результирующий ток
от среднего сопротивления тела (из рук в руки) около 115 мА
при 240 вольт переменного тока и около 40 мА при 120 вольт переменного тока. Эффекты 60 Гц
AC на теле человека принято принимать, как указано в ТАБЛИЦЕ.
1.

Фибрилляция желудочков — это патология сокращения
сердце. Как только возникает фибрилляция желудочков, она будет продолжаться и наступит смерть.
произойдет в течение нескольких минут.Реанимационные методы, если они применяются
немедленно, может спасти жертву. Смерть от поражения электрическим током
из-за высокого процента смертей, происходящих дома и на производстве.
Многие из этих смертей происходят из-за контакта с цепями низкого напряжения (600
вольт и ниже), в основном системы на 120 и 240 вольт.

=========

ТАБЛИЦА 1. Реакция тела на переменный ток

Величина воздействия тока на тело 1 мА или меньше Нет ощущений (не ощущается).

Более 5 мА Болезненный шок.

Более 10 мА Сокращения мышц; может вызвать «замораживание»
электрическая схема для некоторых людей.

Более 15 мА Сокращения мышц; может вызвать «замораживание»
электрическая схема для большинства людей.

Более 30 мА затрудненное дыхание; может вызвать потерю сознания.

от 50 до 100 мА Возможна фибрилляция желудочков сердца.

От 100 до 200 мА Фибрилляция желудочков сердца является несомненной.

Более 200 мА Сильные ожоги и мышечные сокращения; сердце больше
склонен к прекращению биений, чем к фибрилляции.

1 ампер и выше: необратимое повреждение тканей тела.

========

Защита от замыканий на землю для дома

Прерыватели замыкания на землю для дома бывают трех типов: (1) контурные.
прерыватель, (2) розетки и (3) вставные типы. Защита от замыканий на землю
устройства сконструированы в соответствии со стандартами, разработанными Андеррайтером.
Лаборатории.Автоматические выключатели GFI сочетают в себе защиту от замыканий на землю.
и прерывание цепи при той же перегрузке по току и коротком замыкании
защитное оборудование, как и стандартный автоматический выключатель. Схема GFI
автоматический выключатель занимает то же место, что и стандартный автоматический выключатель.
Он обеспечивает такую ​​же защиту проводки ответвленной цепи, что и стандартный
автоматический выключатель, а также защита от замыканий на землю. Чувство GFI
система постоянно контролирует текущий баланс в незаземленных (горячих)
провод и заземленный (нейтральный) провод.Ток в нейтрали
провод становится меньше тока в горячем проводе при замыкании на землю
развивается. Это означает, что часть тока в цепи возвращается
заземлить каким-либо способом, кроме нулевого провода. Когда дисбаланс
при возникновении тока датчик (трансформатор дифференциального тока) отправляет
сигнал на твердотельную схему, который активирует механизм отключения.
Это действие открывает горячую линию. Дифференциальный ток всего 5 мА
приведет к тому, что датчик отправит сигнал неисправности и вызовет автоматический выключатель
чтобы прервать цепь.

Обычно розетки GFI обеспечивают защиту от замыканий на землю на 120-,
Системы переменного тока на 208 или 240 вольт. Розетки GFI бывают на 15 и 20 ампер.
конструкции. 15-амперный блок имеет конфигурацию розетки для использования с
Только вилки на 15 ампер. Устройство на 20 ампер имеет розеточную конфигурацию
для использования с 15- или 20-амперными вилками. Эти розетки GFI имеют
соединения для проводов под напряжением, нейтрали и заземления. Все розетки GFI
имеют двухполюсный механизм отключения, который отключает как горячий, так и
подключения нейтральной нагрузки в момент возникновения неисправности.

Вставные розетки GFI обеспечивают защиту путем подключения к стандартному
настенная розетка. Некоторые производители предлагают устройства, которые тоже не
двухпроводные или трехпроводные розетки. Главное преимущество этого типа
единицы в том, что ее можно перемещать из одного места в другое.

Защита от замыканий на землю для распределительного оборудования

Замыкания на землю могут вывести из строя электрооборудование, если продолжить работу.Междуфазные короткие замыкания и некоторые типы замыканий на землю обычно
высокий ток. Обычно они адекватно обрабатываются обычными
защитное оборудование от сверхтоков. Однако некоторые замыкания на землю производят
эффект искрения из-за относительно малых токов, которые недостаточно велики
для срабатывания обычных защитных устройств. Электрическая дуга может вызвать ожоги.
оборудование. Система с напряжением 480 или 600 вольт более восприимчива к образованию электрической дуги.
возраст, чем система на 120, 208 или 240 вольт, потому что более высокие напряжения
выдерживают эффект искрения.Быстро обнаруживаются сильноточные неисправности
обычными устройствами максимального тока. Должны быть обнаружены слаботочные значения
GFIs.

Замыкания на землю, вызывающие искрение в оборудовании, вероятно,
самые частые неисправности. Они могут возникнуть в результате повреждения или порчи.
изоляция, грязь, влага или неправильные соединения. Они обычно случаются
между одним токоведущим проводом и заземленным корпусом оборудования, кабелепроводом,
или металлический корпус.Напряжение между фазой и нейтралью источника вызовет
ток, протекающий по горячему проводнику, по пути дуги и обратно
через наземный путь. Импеданс проводника и заземления
путь (корпус, кабелепровод или корпус) зависит от многих факторов. Как
В результате невозможно предсказать значение тока короткого замыкания. Это также может увеличить
или уменьшаться по мере продолжения неисправности.

Очевидно, что многие факторы влияют на величину, продолжительность,
и эффект дугового замыкания на землю.В некоторых условиях возникает большой
величина тока короткого замыкания, в то время как другие ограничивают ток короткого замыкания относительно
небольшое количество. Величина дугового тока и время, в течение которого дуга сохраняется.
может нанести очень большой ущерб оборудованию. Наверное, важнее
коэффициент — это период времени дугового напряжения, так как чем дольше
время дуги, тем больше вероятность того, что дуги распространятся на разные
области внутри оборудования.

Реле тока заземления — это один из методов защиты оборудования от
замыкания на землю.Ток протекает через нагрузку или короткое замыкание по горячим и
нейтральные проводники и возврат к источнику на этих проводниках-а,
в некоторой степени по наземной дорожке. Нормальный ток пути заземления
очень маленький. Следовательно, практически весь ток, текущий из
источник также возвращается по той же горячей линии и нейтральным проводникам.
Однако, если происходит замыкание на землю, ток заземления увеличится.
до точки, где ток уйдет через неисправность и вернется
через наземный путь.

В результате ток возвращается по горячему и нейтральному проводникам.
меньше, чем выходящая сумма. Разница указывает на
количество тока в пути заземления. Реле, которое это чувствует
разность токов, может действовать как устройство защиты от замыканий на землю.

Защита электродвигателей от замыканий на землю

Системы защиты двигателей обеспечивают защиту в диапазоне от 5 до 100 ампер.Этот тип системы защиты от замыканий на землю обеспечивает защиту от
замыкания на землю как в однофазных, так и в трехфазных системах.
Многие отказы системы изоляции начинаются с небольшого тока утечки,
который накапливается со временем, пока не возникнет повреждение. Эти системы защиты от замыканий на землю
обнаруживать токи утечки на землю, пока они еще малы, и, таким образом,
предотвратить любое серьезное повреждение двигателей.

РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОПРОВОДКИ ДЛЯ СИСТЕМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Схема электропроводки систем распределения электроэнергии может быть очень
сложный.При подключении необходимо учитывать множество факторов.
дизайн системы распределения, установленной в здании. Электропроводка
стандарты указаны в Национальном электротехническом кодексе (NEC), который
опубликовано Национальной ассоциацией электрозащиты (NEP
А). NEC, местные стандарты электропроводки и правила проверки электрооборудования
следует учитывать при проектировании электропроводки.
рассмотрение.

Есть несколько соображений по проектированию электропроводки распределительной системы.
которые специально указаны в NEC.В этом разделе мы будем
занимается расчетом падения напряжения, проектированием ответвлений, фидерной цепью
дизайн и дизайн систем заземления.

Национальный электротехнический кодекс (NEC) Используйте

NEC устанавливает минимальные стандарты для электропроводки в
Соединенные Штаты. Стандарты, содержащиеся в NEC, соблюдаются, поскольку
включены в различные городские и общественные постановления, касающиеся
с электропроводкой в ​​жилых домах, на промышленных предприятиях и в коммерческих
здания.Таким образом, эти местные постановления соответствуют стандартам
изложено в НЭК.

В большинстве регионов США лицензия должна быть получена любым
физическое лицо, занимающееся электромонтажом. Обычно нужно пройти тест
управляется городом, округом или штатом, чтобы получить это
лицензия.

Эти тесты основаны на местных постановлениях и NEC. Правила для
электрическая проводка, установленная местной электросетью
компании также иногда включаются в лицензионный тест.

Осмотр электрооборудования

Когда строятся новые здания, они должны быть проверены, чтобы убедиться, что
электропроводка соответствует нормам местных постановлений,
NEC и местная энергетическая компания. Организация, поставляющая
Электроинспекторы варьируются от одного населенного пункта к другому. Обычно
местная энергетическая компания может посоветовать людям, с кем связаться
для получения информации об электротехнических обследованиях.

Падение напряжения в электрических проводниках

Хотя сопротивление электрических проводников очень низкое,
длина провода может вызвать значительное падение напряжения. Это проиллюстрировано
на фиг. 6. Помните, что падение напряжения — это ток, умноженный на сопротивление.
(I × R). Следовательно, всякий раз, когда через систему протекает ток, напряжение
капля создается. В идеале падение напряжения, вызванное сопротивлением
проводника будет очень мало.

Однако более длинный отрезок электрического проводника имеет большее сопротивление.
Поэтому иногда необходимо ограничить расстояние, на котором проводник
может распространяться от источника питания до нагрузки, которую он питает. Многие
типы нагрузок не работают должным образом, когда значение меньше полного
имеется напряжение источника.

На РИС. 6 видно, что по мере увеличения падения напряжения (VD)
напряжение, приложенное к нагрузке (VL), уменьшается.Как ток в системе
увеличивается, VD увеличивается, вызывая уменьшение VL, так как напряжение источника
остается такой же.

ТАБЛИЦА 2. Размеры медных и алюминиевых проводников

РИС. 6. Падение напряжения в электрической цепи

Расчет падения напряжения с использованием таблицы проводников

При проектировании электропроводки важно уметь
для определения величины падения напряжения, вызванного сопротивлением проводника.

ТАБЛИЦА 2 используется для выполнения этих расчетов. NEC ограничивает сумму
падения напряжения, которое может иметь система. Это означает, что длинные серии
проводников обычно следует избегать. Помните, что дирижер с
большая площадь поперечного сечения вызовет меньшее падение напряжения, так как
его сопротивление меньше.

Чтобы лучше понять, как определить размер необходимого проводника
чтобы ограничить падение напряжения в системе, мы рассмотрим пример проблемы.

Пример задачи:

Дано: 200-амперная нагрузка, расположенная в 400 футах (121,92 метра) от 240-вольтной
однофазный источник. Ограничьте падение напряжения до 2 процентов от источника.

Находка: размер правого медного проводника, необходимый для ограничения напряжения.
падение системы.

Решение:

1. Допустимое падение напряжения составляет 240 В, умноженное на 0,02 (2%). Этот
равно 4.8 вольт.

2. Определите максимальное сопротивление для 800 футов (243,84 метра). Этот
эквивалентно 400 футов (121,92 метра) × 2, поскольку есть два
токопроводящие жилы для однофазной системы.

3. Определите максимальное сопротивление для 1000 футов (304,8 метра)
дирижер.

4. Используйте ТАБЛИЦУ 2, чтобы найти размер медного проводника, у которого
сопротивление постоянному току (DC) (Ом на 1000 футов) значение, равное
до или меньше значения, рассчитанного в пункте 3 выше.Выбранный дирижер
размер проводника 350 MCM, RH Медь.

5. Проверьте этот провод по таблице допустимых значений тока, чтобы убедиться, что
он достаточно большой, чтобы выдерживать 200 ампер. ТАБЛИЦА 3 показывает, что 350 млн м3,
Правый медный проводник выдерживает ток 310 ампер; поэтому используйте
Проводники 350 MCM. (Всегда не забывайте использовать самый большой проводник, если
Шаги 4 и 5 дают противоречивые значения.)

6. Если сила тока больше, чем указано в таблицах, используйте больше, чем
один провод такого же размера для проектных расчетов.

ТАБЛИЦА 3. Значения амплитуды
проводов в дорожке качения или кабеле (3 или менее)

Альтернативный метод расчета падения напряжения

В некоторых случаях более простой метод определения сечения проводника для
ограничение падения напряжения заключается в использовании одной из следующих формул для
Найдите площадь поперечного сечения (см) проводника.

… где:

p = удельное сопротивление из ТАБЛИЦЫ 2

I = ток нагрузки в амперах,

VD = допустимое падение напряжения, а

d = расстояние от источника до груза в футах.

Пример задачи для однофазной системы, приведенный выше.
раздел можно настроить следующим образом:

Следующий по величине размер — провод 350 MCM.

РАЗРАБОТКА ОТВЕТСТВЕННОЙ ЦЕПИ

Ответвленная цепь определяется как цепь, идущая от последнего
устройство защиты от перегрузки по току энергосистемы. Ответвительные цепи,
согласно NEC, их мощность составляет 15,20,30,40 или 50 ампер.Нагрузки более 50 ампер не подключаются к ответвленной цепи.

В NEC существует множество правил, применимых к проектированию ответвленных цепей.

Следующая информация основана на NEC. Во-первых, каждая схема
должны быть спроектированы таким образом, чтобы исключить случайное короткое замыкание или заземление.
вызвать повреждение любой части системы. Затем предохранители или автоматические выключатели
должны использоваться в качестве устройств защиты от перегрузки по току параллельной цепи. Должен
короткое замыкание или заземление, защитное устройство должно
открыть и прервать прохождение тока в ответвленной цепи.Один важный
Согласно правилу NEC, провод № 16 или № 18 (удлинитель) может быть отключен.
от проводов № 12 или № 14, но не от проводников больше, чем
№12. Это означает, что удлинитель провода №16 не должен
быть подключенным к розетке с проводом № 10. Ущерб меньше
провода (из-за эффекта нагрева) до того, как устройство максимального тока сможет
open устраняется применением этого правила. Цепи освещения составляют единое целое
наиболее распространенных типов ответвлений.Обычно они либо
Схемы на 15 или 20 ампер.

Максимальный номинал отдельной нагрузки (например, переносного устройства).
подключен к параллельной цепи) составляет 80 процентов тока параллельной цепи
рейтинг. Следовательно, на 20-амперную схему не может быть одной нагрузки.
который потребляет более 16 ампер. Если нагрузка постоянно подключена
прибора, его текущий рейтинг не может превышать 50 процентов от
емкость ответвительной цепи — если подключены переносные приборы или фонари
к той же схеме.

Падение напряжения в цепях ответвления

Ответвительные цепи должны быть спроектированы так, чтобы подавалось достаточное напряжение.
подключены ко всем частям схемы. Расстояние, на которое ответвление цепи
может выходить из источника напряжения или панели распределения питания,
поэтому ограничено. Падение напряжения на 3 процента указывается в
NEC как максимально допустимый для параллельных цепей в электропроводке
дизайн.

Метод расчета падения напряжения в параллельной цепи:
пошаговый процесс, который иллюстрируется следующей задачей.Обратитесь к принципиальной схеме, представленной на фиг. 7.

Пример задачи:

Дано: 120-вольтная 15-амперная ответвленная цепь питает нагрузку, состоящую из
из четырех ламп. Каждая лампа потребляет от источника 3 ампера тока.

Лампы расположены на расстоянии 10 футов (3,05 метра) от источника питания.
распределительный щит.

Найти: напряжение на лампе номер 4.

Решение:

1.Найдите сопротивление для 20 футов (6,1 м) проводника (такое же
как для 10-футового проводника × 2). Медный провод №14 применяется на 15 ампер.
ответвленные цепи. Из ТАБЛИЦЫ 2 мы находим, что сопротивление 1000 футов
(304,8 метра) медного провода № 14 составляет 2,57 Ом. Следовательно, сопротивление
20 футов провода составляет: [не показано]

РИС. 7. Схема для расчета падения напряжения в ответвленной цепи

Обратите внимание, что напряжение на лампе номер 4 значительно снижено.
от значения источника 120 В из-за падения напряжения в проводниках.Также обратите внимание, что сопротивления, используемые для расчета падений напряжения
представлены оба провода (горячий и нейтральный) ответвленной цепи. Обычно
120-вольтовые параллельные цепи не могут превышать 100 футов (30,48 метра).
от распределительного щита. Предпочтительное расстояние — 75 футов.
(22,86 метра). Падение напряжения в проводниках параллельной цепи может быть
уменьшается за счет уменьшения длины цепи или использования большего
проводники.

При проектировании электропроводки жилых помещений падение напряжения во многих отраслях
схемы сложно рассчитать, так как осветительные и переносные
розетки прибора размещаются в одних и тех же ответвленных цепях.С
переносная техника и «вставные» фонари используются не все
время, падение напряжения будет варьироваться в зависимости от количества огней
и используемая техника.

Эта проблема обычно не встречается в промышленных или коммерческих
схема разводки светильников, так как осветительные блоки обычно больше
и постоянно устанавливаются в ответвленных цепях.

Подключение ответвительной цепи

Ответвительная цепь обычно состоит из кабеля с неметаллической оболочкой, который
подключается к распределительному щиту.Каждая ответвленная цепь, которая
подключен к распределительному щиту, защищен плавким предохранителем или
автоматический выключатель.

На силовой панели также есть главный выключатель, который управляет всеми ответвлениями.
схемы, которые к нему подключены.

РИС. 8. Схема распределительного щита на однофазный,
трехпроводная ветвь

Однофазные ответвительные цепи

Схема однофазного трехпроводного (120/240 В) распределения питания
панель показана на фиг.8. Обратите внимание, что восемь цепей на 120 В
и одна 240-вольтовая цепь доступны от силовой панели. Этот тип
системы используется в большинстве домов, где несколько 120-вольтных параллельных цепей
и, как правило, требуются три или четыре ответвления на 240 вольт.
Обратите внимание на фиг. 8 видно, что каждая горячая линия имеет автоматический выключатель, а
нейтральная линия подключается непосредственно к ответвленным цепям. Нейтралы должны
никогда не открываться (плавиться). Это мера безопасности при электромонтаже.
дизайн.

Трехфазные ответвительные цепи

Схема трехфазного четырехпроводного (120/208 В) распределения питания
панель показана на фиг. 9. Есть три однофазных 120-вольтовых ветви
показаны две трехфазные 208-вольтовые цепи. Однофазный
филиалы сбалансированы (по одной горячей линии от каждого филиала). Каждая горячая линия
имеет индивидуальный автоматический выключатель. Необходимо подключить трехфазные линии.
так что перегрузка в ответвленной цепи приведет к тому, что все три линии
открыть.Это достигается за счет использования трехфазного автоматического выключателя,
который расположен внутри, как показано на фиг. 9.

РИС. 9. Схема распределительного щита для трехфазного, четырехпроводного
ответвленная цепь.

РАССМОТРЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ КОНТУРА ПИТАТЕЛЯ

Цепи фидера используются для распределения электроэнергии для распределения энергии
панели. Многие фидерные цепи простираются на очень большие расстояния; следовательно,
Падение напряжения необходимо учитывать при проектировании цепи фидера.В высшем
в цепях фидера снижается падение напряжения. Однако многие
Для цепей фидера более низкого напряжения требуются проводники большого диаметра для обеспечения
допустимый уровень падения напряжения. Сильноточные фидерные цепи также
представляют проблему с точки зрения массивной защиты от перегрузки, которая
иногда требуется. Эта защита обычно обеспечивается системным распределительным устройством.
или центры нагрузки, где берут начало фидерные цепи.

РИС.10. Схема трехфазного выключателя

Определение размера контуров подачи

Величина тока, на которую должна быть рассчитана фидерная цепь.
зависит от фактической нагрузки, требуемой распределением мощности параллельной цепи
панели, которые он поставляет. Каждая распределительная панель будет иметь отдельный
фидерный контур. Кроме того, каждая фидерная цепь должна иметь свою собственную перегрузку.
защита.

Следующая задача — это пример расчета размера питателя.
схема.

Пример задачи:

Дано: подключены три люминесцентных светильника мощностью 15 кВт
к трехфазной четырехпроводной (277/480 вольт) системе. Осветительные блоки
имеют коэффициент мощности 0,8.

Найдите: необходимый размер алюминиевых фидеров THW
для обеспечения этой нагрузки.

Решение:

1. Найдите линейный ток:

PT

IL = ——- 1.73 × ВЛ × пф

45 000 Вт

= ——— 1,73 × 480 В × 0,8

= 67,74 ампера

2. Из ТАБЛИЦЫ 3 мы находим, что размер проводника, который выдерживает 67,74
Ампер тока — это алюминиевый провод № 3 AWG THW.

Расчет падения напряжения для цепей фидера

При проектировании цепи фидера необходимо учитывать падение напряжения на проводнике.
Падение напряжения в цепи фидера должно быть минимальным.
так что максимальная мощность может быть доставлена ​​к нагрузкам, подключенным к
система подачи.NEC допускает падение напряжения не более 5%.
совмещение ответвления и фидерной цепи; однако 5-процентное напряжение
уменьшение представляет собой значительную потерю мощности в цепи. Мы можем рассчитать
потери мощности из-за падения напряжения как V2 / R, где V2 — падение напряжения
цепи, а R — сопротивление проводников цепи.

Расчет сечения фидера аналогичен расчету для ответвления.
падение напряжения в цепи.Размер жилы должен быть достаточно большим.
чтобы: (1) иметь требуемую допустимую нагрузку и (2) поддерживать падение напряжения ниже
указанный уровень. Если второе требование не выполняется, возможно, потому что
длинной фидерной цепи выбираемые проводники должны быть больше, чем
требуется рейтинг допустимой нагрузки. Следующая проблема иллюстрирует
расчет сечения фидера на основе падения напряжения в
однофазная схема.

Пример задачи:

Дано: взрывозащищенная однофазная 240-вольтовая нагрузка на заводе рассчитана на 85 кг.
Вт.Питатели (две горячие линии) будут иметь длину 260 футов (79,25 метра).
медной жилы RHW. Максимально допустимое падение напряжения на проводнике
составляет 2 процента.

Найдите: требуемый размер проводника фидера.

Решение:

1. Найдите максимальное падение напряжения в цепи.

VD =% × Нагрузка

= 0,02 × 240

= 4,8 вольт

2. Найдите ток, потребляемый нагрузкой.

Мощность

I = —- Напряжение

85 000

= — 240

= 354,2 ампера

3. Найдите минимальную требуемую площадь проводника в миле. Используйте формулу
дан для определения площади поперечного сечения проводника в однофазном
систем, который ранее был приведен в «Альтернативном методе
расчета падения напряжения »п.

см / дюйм = p × I × 2d

—— VD

10.4 × 354,2 × 2 × 260

= ———- 4,8

= 399 065,33 см

4. Определите сечение фидера. Следующий провод большего размера
в ТАБЛИЦЕ 2 также 400 млн м3. Посмотрите ТАБЛИЦУ 3, и вы увидите, что 400
Медный провод MCM RHW выдерживает 335 ампер. Это меньше, чем
требуется 354,2 ампера, поэтому используйте следующий больший размер, то есть 500
Проводник МСМ.

Размер жилы для трехфазной фидерной цепи определяется в
аналогично.В этой задаче размер фидера будет определяться на
основу цепи падения напряжения.

Пример задачи:

Дано: ex 480-вольтовая, трехфазная, трехпроводная (треугольник) цепь фидера
обеспечивает сбалансированную нагрузку 45 киловатт в коммерческое здание. Загрузка
работает с коэффициентом мощности 0,75. Питающий контур (три горячие линии)
будет длиной 300 футов (91,44 метра) правого медного проводника. В
максимальное падение напряжения составляет 1 процент.

Найдите: требуемый размер фидера (исходя из падения напряжения в цепи).

Решение:

1. Найдите максимальное падение напряжения в цепи.

VD = 0,01 × 480

= 4,8 вольт

2. Найдите линейный ток, потребляемый нагрузкой.

-П

IL = —— 1,73 × V × pf

45000 Вт = ——- 1,73 × 480 × 0,75

= 72.25 ампер

3. Найдите минимальную требуемую площадь проводника в миле. Используйте формулу
для нахождения cmil в трехфазных системах, что было дано в более ранней
раздел.

p × I × 1,73 d

см = —— VD

10,4 × 72,25 × 1,73 × 300

= ———— 4,8

= 81 245 см

4. Определите сечение фидера. Ближайший и следующий по размеру
размер проводника в ТАБЛИЦЕ 3 — No.1 AWG. Проверьте ТАБЛИЦУ 3, и вы
Видите, что медный провод № 1 AWG RH будет выдерживать ток 130 ампер, что значительно
больше требуемых 72,25 ампер. Поэтому используйте медь № 1 AWG RH.
проводники для фидерной цепи.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРА ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Обсуждались вопросы заземления при проектировании электропроводки.
ранее. Еще одна необходимость при проектировании электропроводки — определение размера
необходимого в цепи заземляющего проводника.Все схемы, которые
работать при напряжении 150 вольт или меньше должен быть заземлен; поэтому все жилые
электрические системы должны быть заземлены. Системы высокого напряжения, используемые в
промышленные и коммерческие здания имеют требования к заземлению, которые
определены NEC и местными кодами. Земля на службе
вход в здание обычно представляет собой металлическую водопроводную трубу, которая идет непрерывно,
под землей, или заземляющий электрод, вбитый в землю
возле служебного входа.

Размер заземляющего проводника определяется номинальным током.
системы. В ТАБЛИЦЕ 4 перечислены сечения заземляющих проводов оборудования.
для внутренней проводки, а в ТАБЛИЦЕ 5 указаны минимальные заземляющие провода.
размеры для системного заземления служебных входов. Размеры заземления
проводники, перечисленные в ТАБЛИЦЕ 4, предназначены для заземления оборудования, которое соединяет
к дорожкам качения, кожухам и металлическим каркасам в целях безопасности. Примечание
что нет.12 или кабель № 14, такой как 12-2 WG NMC, может
иметь площадку для оборудования № 18. Земля содержится в том же
оболочка кабеля как токопроводящие жилы. ТАБЛИЦА 5 используется для нахождения минимального
размер заземляющих проводов, необходимых для служебных входов, в зависимости от
размер проводов горячей линии, используемых с системой.

ЧАСТИ ВНУТРЕННЕЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДКИ

Обсуждались некоторые части внутренних электрических распределительных систем.
ранее.Такие виды оборудования, как трансформаторы, распределительные устройства, проводники,
изоляторы и защитное оборудование являются частями внутренней электропроводки.
Однако есть определенные части внутренней системы распределения электроэнергии.
системы, которые уникальны для самой системы электропроводки. Эти части включают
кабели с неметаллической оболочкой (NMC), кабели с металлической оболочкой, жесткие
кабелепровод и электрические металлические трубки (EMT).

ТАБЛИЦА 4. Размеры заземляющих проводов оборудования для внутренней обмотки

ТАБЛИЦА 5.Сечения заземляющих проводов для служебных входов

Кабель в неметаллической оболочке (NMC)

Кабель с неметаллической оболочкой — это распространенный тип используемых электрических кабелей.
для внутренней проводки. Используется NMC, иногда называемый кабелем Romex.
почти исключительно в жилых системах электропроводки. Самый распространенный вид
используется № 12-2 WG, который проиллюстрирован на фиг. 11. Этот тип NMC
поставляется в рулонах по 250 футов для внутренней проводки.Кабель имеет тонкий пластик.
внешнее покрытие с тремя проводниками внутри. Проводники окрашены
изоляция, указывающая, следует ли использовать провод в качестве
провод под напряжением, нейтраль или заземляющий провод оборудования. Например, дирижер
подключенный к горячей стороне системы имеет черную или красную изоляцию,
а нейтральный провод имеет изоляцию белого или серого цвета. Оборудование
заземляющий провод имеет зеленую изоляцию или не имеет изоляции (неизолированный
дирижер).Есть несколько разных размеров втулок и соединителей.
используется для установки NMC в зданиях.

РИС. 11. Кабель в неметаллической оболочке (MNC)

Обозначение № 12-2 WG означает, что (1) используемые медные проводники
имеют № 12 AWG, как измерено американским калибром проводов (AWG), (2) там
два токоведущих проводника, и (3) кабель поставляется с
провод заземления (WG). Для сравнения, кабель № 14-3 WG будет иметь три
Нет.14 проводников и заземляющий провод. Размер NMC варьируется от
Медные проводники с № 14 по № 1 AWG и от № 12 до № 2 AWG.
алюминиевые проводники.

Кабель в металлической оболочке

Кабель в металлической оболочке аналогичен NMC, за исключением того, что имеет гибкую спираль.
металлическое покрытие, а не пластиковое покрытие. Распространенный вид металла
кабель с оболочкой называется кабелем BX. Как и NMC, кабель BX содержит два или три
проводники. Также есть несколько размеров разъемов и втулок.
используется при установке кабеля BX.Основное преимущество этого
Тип кабеля с металлической оболочкой заключается в том, что он заключен в металлический корпус
это гибкий, так что его можно легко согнуть. Прочие металлические корпуса
обычно труднее сгибать.

Жесткий кабелепровод

Внешний вид жесткого водовода похож на водопроводную трубу. Он используется в
специальные места для изоляции электрических проводов. Жесткий канал
поставляется в 10-футовой длине, которая должна иметь резьбу для соединения частей
все вместе.Кабелепровод крепится к металлическим монтажным коробкам с помощью контргаек и
втулки. Он громоздкий в обращении и требует много времени для установки.

Электрические металлические трубки (EMT)

EMT, или тонкостенный канал, чем-то похож на жесткий канал, за исключением того, что
его можно согнуть с помощью специального инструмента для гибки труб. ЕМТ проще
для установки, чем жесткий кабелепровод, так как нарезка резьбы не требуется. Это
также поставляется в 10-футовой длине. EMT устанавливается с использованием сжатия
муфты для соединения кабелепровода с металлическими распределительными коробками.Электрика салона
в системах электропроводки широко используется ЕМТ, так как ее можно легко согнуть,
могут быть соединены вместе и могут быть подключены к металлическим монтажным коробкам.

Не попадайте под ограничения ручной клади

Airfarewatchdog.com

Опубликовано в 8:26 по восточноевропейскому времени, 10 июня 2014 г.

Пассажиры United Airlines садятся на рейс в международном аэропорту О’Хара в Чикаго (Фото: М. Спенсер Грин, AP)

Недавно меня ждал очень неприятный сюрприз в очереди TSA в нью-йоркском аэропорту JFK.Нет, они не трогали и не конфисковали что-то.

Незадолго до того, как фактически подняться на трибуну агента TSA, человек в красной куртке (который, как я полагаю, был нанят American Airlines в качестве субподрядчика, но не на самом деле) настоял на том, чтобы я поместил свой чемодан в сортировщик сумок. Имейте в виду, что я летел бизнес-классом и возил этот 21-дюймовый четырехколесный чемодан по всему миру почти во все крупные авиакомпании и немало не очень крупных.

Короче говоря, он был отклонен как «слишком большой».»Чего я не осознавал, потому что раньше это никогда не было проблемой, так это то, что American (а также Delta и United) обновили свои правила ручной клади, включая максимальную ширину 14 дюймов, а моя Rimowa составляет 15 дюймов. шириной, как и многие другие ручной клади. Несмотря на то, что он на дюйм короче предельной длины в 22 дюйма и на дюйм ниже официального предела глубины в 9 дюймов, я пошел обратно на регистрацию. И очередь была такой длинной Я чуть не пропустил свой рейс. Затем мне сказали, что это новые «правила FAA», что является сомнительным заявлением, учитывая, что не все авиакомпании имеют одинаковые льготы.

Эти новые ограничения на размер введены недавно. Фактически, «Юнайтед» внес изменения 2 марта 2014 года. Его предыдущая политика заключалась в том, что ни один размер не мог превышать 22 дюймов, а общие габаритные размеры не превышали 45 дюймов. Таким образом, эти очень специфические измерения действительно меняют правила игры и будут вызывать много головной боли — и страданий, когда люди узнают, что им придется оставить свои любимые, а в некоторых случаях очень дорогие сумки в шкафу.

Или сменить авиакомпанию. Интересно, что не у всех авиакомпаний одинаковые ограничения по размеру.Southwest и JetBlue имеют более щедрый лимит ручной клади 24 на 16 на 10 дюймов, что делает такое заявление FAA подозрительным.

Если вы ищете «идеальную» ручную кладь, вот несколько советов.

Прежде всего, очевидно, убедитесь, что он достаточно мал, чтобы соответствовать даже этим новым, более строгим ограничениям на размер. Во-вторых, с четырехколесными чемоданами (так называемые спиннеры), как я обнаружил, легче обращаться, чем с двухколесными моделями (и если вам когда-либо придется проверять свою сумку, то к спиннерам обращаются более бережно грузчики).Но, что удивительно, не так много ручной клади, отвечающей новым требованиям Delta / American / United. Проблема не в длине 22 дюйма, потому что их много; там, где они столкнулись, именно там, где меня схватили: в 14-дюймовой ширине. Фактически, я не смог найти ни одного подходящего чемодана от моего любимого бренда Rimowa, равно как и не смог найти текущую модель от Samsonite.

Некоторые из четырехколесных ручной клади, которые соответствуют ограничениям всех авиакомпаний, — это Briggs and Riley U122CX Baseline: 21 на 14 на 7.7 дюймов и 8,9 фунтов (примерно 469 долларов) и Travelpro Platinum Magna размером 21 на 14 на 9 дюймов и 7,6 фунтов (примерно 239 долларов). Хотя Briggs and Riley дороже, на него распространяется безусловная гарантия: независимо от того, кто виноват (вы, авиакомпания или любая другая сторона), они исправят его бесплатно, пока он принадлежит вам. Вне зависимости от того, что вы выберете, обратите внимание на гарантийную защиту.

Отличный бюджетный выбор — это жесткая 20-дюймовая вертушка CalPak Valley размером 20 на 13.5 на 9,2 дюйма и 7 фунтов (примерно 60 долларов).

Проведя небольшое исследование, вы обнаружите, что несколько других сумок соответствуют новым требованиям к размеру, но многие современные модели слишком велики всего на дюйм или даже на полдюйма. И не думайте, что вы сможете проскользнуть мимо только потому, что ваша сумка на дюйм больше. Как я обнаружил, вы будете бросать кости со своими планами путешествий.

Джордж Хобика — основатель Airfarewatchdog.com. Airfarewatchdog предлагает лучшие тарифы на тысячи маршрутов, проверенных командой опытных аналитиков.

Прочтите или поделитесь этой историей: https://www.usatoday.com/story/travel/columnist/hobica/2014/06/10/carry-on-luggage-bag-size-limits/10246511/

Консультации — Специалист по уточнению | Как правильно подобрать трансформатор

Зия Салами, доктор философии, CDM Smith, Шарлотта, Северная Каролина; Лилли Ванг, CDM Smith, Роли, Северная Каролина; и Адриан Хендельс, CDM Smith, Бока-Ратон, Флорида.

24 декабря 2019 г.,

Таблица 2: Отдельные нагрузки с соответствующими параметрами системы, такими как номинальная мощность, коэффициент мощности, КПД и коэффициент нагрузки 1, сведены в таблицу для определения размера трансформатора среднего напряжения.Предоставлено: CDM Smith

Цели обучения

• Изучите основные характеристики, применение и параметры трансформатора.
• Понимать основные критерии и подходы к определению правильного размера трансформатора.
• Узнайте, как использовать программное обеспечение системы электроснабжения для выполнения моделирования.

Трансформатор является основным компонентом системы распределения электроэнергии, оказывающим наибольшее влияние на производительность системы во время установившейся (нормальной) работы и во время системных нарушений, таких как неисправность.Следовательно, инженеры должны убедиться, что трансформатор имеет соответствующий размер для конкретного применения и может подавать адекватную мощность на нагрузки при расчетных условиях и стандартных нормативах.

Типичное применение такого основного оборудования — промышленные предприятия, коммерческие здания, больницы, офисные здания, торговые центры, школы, многоквартирные дома и т. Д. В статье рассматриваются трансформаторы сухого типа, такие как вентилируемые с самоохлаждением, с принудительным воздушным охлаждением, невентилируемые силовые трансформаторы с самоохлаждением и герметичные с самоохлаждением менее 30 МВт и 34.5 киловольт.

В целом трансформаторы сухого типа менее воспламеняемы (т. Е. Не содержат жидкости или масла) и несут меньшую опасность возгорания, что делает их более подходящими для использования в зданиях и вблизи них. Этот тип трансформатора имеет более высокую рабочую температуру и обычно требует большей площади основания. Поскольку для охлаждения трансформаторов сухого типа требуется воздух, необходимо предусмотреть систему вентиляции соответствующего размера для тепла, выделяемого трансформатором.

Общий подход к определению размеров трансформаторов и связанных с ними воздействий на систему одинаков для всех типов трансформаторов с разными классами охлаждения.

Рисунок 1: Показаны наиболее типичные соединения обмоток (фаз) силовых трансформаторов, включая угловое смещение между высоким и низким напряжением. Предоставлено: CDM Smith

Расположение площадки трансформатора

При выборе правильного места для трансформатора необходимо внимательно отнестись к нему. Некоторые детали, включая тип трансформатора, размер, вентиляцию, атмосферное давление, высоту, уровень напряжения и зазор, будут иметь решающее значение при выборе идеального места для трансформатора, необходимого для данной установки.

Инженер должен знать об ограничениях, связанных с выбранным расположением трансформатора. Как правило, номинальные значения в киловольт-амперах основаны на температуре, не превышающей 40 ° C, температуре окружающей среды (или температуре окружающей среды 30 ° C, усредненной за 24-часовой период, в противном случае произойдет некоторое снижение ожидаемого срока службы), а также установлен ниже 3300 футов на уровне моря.

Если какое-либо из этих условий не выполняется, трансформатор следует снизить. В таком случае киловольт-ампер трансформатора следует снизить на 8% на каждые 10 ° C выше 40 ° C (при воздушном охлаждении для сухих трансформаторов), а также на 0.3% на каждые 330 футов на высоте более 3300 футов). Более подробная информация для рассмотрения на месте обсуждается в NFPA 70: Статьи 450.8, 450.21 и 450.22 Национального электротехнического кодекса.

Рисунок 2: Показана модель трехфазной системы распределения электроэнергии ETAP для типичного промышленного объекта, такого как водоочистная установка. Предоставлено: CDM Smith

Класс напряжения

Класс напряжения обычно выбирается на основе имеющегося напряжения источника (например, сетевого источника) и требуемого напряжения нагрузки, если нагрузка предназначена для работы в одно- или трехфазной системе.Стандартные номинальные параметры высоковольтных трансформаторов: 2400, 4160, 4800, 6900, 7 200, 12 000, 13 200, 13 800, 23 000 и 34 500 вольт. В низковольтную сторону входят 208, 480, 2400 и 4160.

Рисунок 3: Показан поток мощности (киловольт-ампер) для каждой ветви, включая процентное напряжение (от номинального значения) и ток повреждения для главного распределительного устройства и центра управления двигателями. Предоставлено: CDM Smith

Подключение обмотки трансформатора и полное сопротивление

Стандартные схемы подключения и маркировка клемм включены в стандарты для определенных типов трансформаторов в соответствии со стандартом IEEE C57.12,70. Наиболее типичные соединения обмоток (фаз) для силовых трансформаторов, включая угловое смещение между высоким и низким напряжением, показано на рисунке 1. На основе этого стандарта угловое смещение трехфазных трансформаторов с треугольником-треугольником или звездой-звездой соединения должны иметь угол 0 градусов, а соединения звезда-треугольник или треугольник-звезда должны быть 30 градусов.

В общем, выбор соединений обмоток в основном основан на общей конструкции системы, требуемом параметре системы (например, способности выдерживать ток короткого замыкания) и особенно схеме заземления нейтрали системы.Кроме того, соединение звездой можно настроить как один из типов заземления, таких как разомкнутый (незаземленный), сплошной (сплошное заземление, отсутствие преднамеренного импеданса в цепи заземления нейтрали), резистор (резистор используется в цепи заземления нейтрали), реактор. (реактор используется в цепи заземления нейтрали) и несколько других менее применимых вариантов.

Конфигурация и схема заземления зависят от общей системы заземления нейтрали на объекте. Твердозаземленный трансформатор звездой (вторичная обмотка) — это типичное применение на объектах низковольтной системы (например.г., 4,16 кВ: 0,480 кВ).

Кроме того, Z (сопротивление, основанное на номинальных киловольт-амперных характеристиках с самоохлаждением трансформатора) обычно указывается на паспортной табличке, которая прикреплена к передней или внутренней части корпуса трансформатора. Это значение сильно влияет на параметры системы распределения электроэнергии, такие как падение напряжения, доступное короткое замыкание и падающая энергия. Например, выбор трансформатора с более высоким сопротивлением (т. Е. От 5,5% до 7,5%) может снизить доступный ток короткого замыкания, позволяя использовать оборудование с более низкими амперными номиналами отключения, если нет проблем с системным напряжением на объекте.

ANSI C57.12.10 определяет типичные значения импеданса для трансформаторов более 500 кВ. Это значение зависит от номинального тока в киловольт-амперах, а также от номинальных значений напряжения трансформатора со стороны высокого и низкого уровня. Например,% Z для трансформатора с высоковольтной стороной менее 34,5 кВ составляет от 5,5% до 7,5%. Обратите внимание, что типичный% Z для 13,8 киловольт (или меньше) на высокой стороне и 2,4 киловольта (или меньше) на нижней стороне составляет 5,75%.

Большинство промышленных силовых трансформаторов входят в этот диапазон уровней напряжения.Для трансформатора менее или равного 500 кВ типичный импеданс% Z может варьироваться от 2,3% до 5,2% в зависимости от уровня напряжения. Например, трансформатор на 100 киловольт-ампер с 8,32 киловольт (или меньше) на стороне высокого напряжения имеет типичное значение импеданса 2,6%.

Рис. 4: Поток мощности и результаты короткого замыкания для системы на основе фактических операций системы были рассчитаны с использованием ETAP. Предоставлено: CDM Smith

Размер трансформатора для новых систем

Из-за критической роли трансформаторов в электрических распределительных системах важно, чтобы трансформатор был правильно подобран по размеру, чтобы он мог соответствовать всем применимым условиям нагрузки.Если он меньше размера, это может создать проблемы в системах распределения электроэнергии, включая потерю нагрузки. В общем, расчет трансформатора можно выполнить двумя способами:

• Подключенная нагрузка.
• Рабочая нагрузка.

В обоих случаях следует учитывать рост нагрузки и будущую модификацию оборудования и факторы снижения номинальных характеристик, такие как температура окружающей среды и высота над уровнем моря. Фактор роста обычно зависит от конструкции каждой системы и может варьироваться; От 110% до 130% — разумный диапазон.В обоих методах определение размеров выполняется от системы, расположенной ниже по потоку, до главного трансформатора (т. Е. Снизу вверх).

Разница между этими двумя методами заключается в определении суммарного количества подключенных киловольт-амперных нагрузок. Существует несколько факторов, которые определят, какой метод использовать, например, требуемый расчетный запас, спецификация проекта, стоимость, доступность места и влияние на падение напряжения и доступный ток повреждения.

Электрическая распределительная система типичного промышленного объекта, такого как водоочистные сооружения, показана на Рисунке 2.Задача состоит в том, чтобы оценить размер нового вентилируемого трансформатора с самоохлаждением (или оценить размер существующего), исходя из его требуемых нагрузок, используя два ранее упомянутых метода.

Таблица 1: Отдельные нагрузки с соответствующими параметрами системы, такими как номинальная мощность, коэффициент мощности, КПД и коэффициент нагрузки 1, сведены в таблицу для определения типоразмера низковольтного трансформатора. Предоставлено: CDM Smith

При определении размеров на основе всех подключенных нагрузок , консервативный метод, все подключенные нагрузки учитываются независимо от их рабочего состояния и функции системы.Подбор параметров выполняется от трансформатора, расположенного ниже по потоку, к основному. Как показано на Рисунке 3, выходной трансформатор (LV XFMR) является трехфазным на напряжение от 4,16 до 0,480 кВ, а главный трансформатор (служебный XFMR) — трехфазным, питающим от 13,8 до 4,16 кВ для различных типов нагрузок (например, нагрузки двигателя, частотно-регулируемые приводы, статические нагрузки, распределительный щит).

Отдельные нагрузки с соответствующими параметрами системы, такими как номинальная мощность, коэффициент мощности, КПД и коэффициент нагрузки, приведены в таблицах 1 и 2.Рассчитывается общий киловольт-ампер подключенной системы, включая расчетный запас, и затем выбирается следующий доступный типоразмер.

Типичный киловольт-ампер стандартного размера для трехфазного трансформатора на основе ANSI C57.12.00 обычно находится в диапазоне от 15 до 100 000 кВА, в зависимости от выходной мощности трансформатора. Ожидается, что входной киловольт-ампер будет выше на 1–5% (т.е. относится к КПД трансформатора) из-за потерь трансформатора в его сердечнике и обмотках, рассеиваемых в виде тепла.Эти потоки для каждого трансформатора показаны на рисунках 3 и 4.

В целом, если не указано иное, трансформаторы не должны подвергаться перегрузке и должны быть одобрены производителем для любых кратковременных перегрузок из-за более низкой температуры окружающей среды.

Оценка данных и выбранного типоразмера киловольт-амперного трансформатора, приведенная в таблицах, подтверждена и проанализирована путем выполнения анализа потока нагрузки с использованием электрического программного обеспечения ETAP. Поток мощности (киловольт-ампер) для каждой ветви, включая процентное напряжение (от номинального значения) и ток короткого замыкания для главного распределительного устройства и центра управления двигателями, показан на рисунке 3.

Таблица 2: Отдельные нагрузки с соответствующими параметрами системы, такими как номинальная мощность, коэффициент мощности, КПД и коэффициент нагрузки 1, сведены в таблицу для определения размера трансформатора среднего напряжения. Предоставлено: CDM Smith

Для определения размеров на основе фактических операций системы, все подключенные нагрузки будут учитываться в зависимости от их рабочих условий (т. Е. Коэффициентов нагрузки). Как и в случае подключенных нагрузок, определение размеров выполняется от трансформатора ниже по потоку к сети таким же способом.Общее количество киловольт-ампер, включая расчетный запас, коэффициенты нагрузки и выбранный размер трансформатора, рассчитано и показано в таблицах 3 и 4.

Оценка той же системы с трансформаторами разных размеров показана на рисунке 4. Поток мощности для каждой ветви, включая процентное напряжение и ток повреждения, также показаны для главного распределительного устройства и MCC.

Кроме того, есть несколько результатов, которые следует отметить при сравнении рисунков 3 и 4. Во-первых, метод подключенных нагрузок является более консервативным подходом при определении размеров трансформатора и обеспечивает лучший профиль напряжения системы на вторичной стороне, но он генерирует и вводит больше тока короткого замыкания.Это в основном связано с более высоким номиналом трансформатора в киловольт-амперах и, как следствие, более высокой инжекцией короткого замыкания в систему.

Таблица 3: Отдельные нагрузки с соответствующими параметрами системы, такими как номинальная мощность, коэффициент мощности, КПД с различными коэффициентами нагрузки, сведены в таблицу для определения типоразмера низковольтного трансформатора. Предоставлено: CDM Smith

Во-вторых, типичные силовые трансформаторы оснащены фиксированными ответвлениями (т. Е. Двумя ответвлениями на 2,5% выше номинального напряжения и двумя 2.Отводы на 5% ниже номинального напряжения), которые предназначены для регулировки напряжения трансформатора на первичной или вторичной стороне. Поэтому рекомендуется использовать эту возможность для увеличения (или уменьшения) напряжения системы, если это необходимо.

Например, при желании напряжение на шине MCC на Рисунке 4 может быть увеличено на 2,5% или 5%. Тем не менее, разработчик системы должен быть осторожен, чтобы не решить одну проблему (например, профиль напряжения системы) и одновременно создать другую проблему (например, увеличить ток повреждения за счет увеличения напряжения системы).В дополнение к фиксированным ответвлениям трансформатор может быть оснащен автоматическим переключателем ответвлений, который обеспечивает более широкий диапазон, обычно от -10% до + 10% киловольт обмотки с меньшим шагом (0,625%) для регулировки и управления напряжением на шине в зависимости от желаемого значения напряжения. .

Таблица 4: Отдельные нагрузки с соответствующими параметрами системы, такими как номинальная мощность, коэффициент мощности, КПД с различными коэффициентами нагрузки, сведены в таблицу для определения размера трансформатора среднего напряжения. Предоставлено: CDM Smith

Также важно отметить, что трансформатор с номинальным коэффициентом К рекомендуется для определения размера трансформатора из-за тепловыделения, если объект содержит источники, генерирующие высокие гармоники, обычно более 15% общего гармонического искажения.K-фактор определяет, насколько трансформатор должен быть уменьшен или увеличен для работы в такой системе. Обратитесь к ANSI / IEEE C57.110 для получения более подробной информации.

Трансформаторы играют решающую роль в обеспечении надлежащей работы энергосистемы. Их следует тщательно выбирать и выбирать при проектировании и анализе системы распределения электроэнергии, чтобы обеспечить надежную и безопасную работу системы электроснабжения. При выборе правильного размера трансформатора следует учитывать применимые факторы снижения номинальных характеристик, такие как температура окружающей среды и высота над уровнем моря, а также влияние на напряжение системы распределения электроэнергии и ток короткого замыкания.

Alpha Delta Communications

ДОБРО ПОЖАЛОВАТЬ
Это новый веб-сайт Alpha Delta.
Обновите закладки на новый адрес:
http://alphadeltaradio.com/

Alpha Delta Communications, Inc. производит ведущее в отрасли радиоуправление
продукты для индустрии связи более 30 лет. Наши коаксиальные фильтры, перенапряжения
защищенные коаксиальные переключатели и многодиапазонные и однодиапазонные ВЧ антенны, рассчитанные на суровые погодные условия, ВСЕ производятся в США.S.A. На нашем производственном предприятии, сертифицированном по стандарту ISO-9001, для высочайшего качества и
надежность. Когда вы выбираете Alpha Delta, вы выбираете качество!

Наши продукты были тщательно протестированы и одобрены правительством, промышленностью и военными.
лабораторий и агентств и получили номера NSN от Управления логистики обороны (DLA),
Код клетки 389A5.

Коаксиальные устройства защиты от перенапряжения серии TT3G50 — это первая и единственная конструкция, которая будет протестирована и одобрена логистическим агентством США (DLA), которая имеет съемные колпачки для модулей газовых трубок ARC-PLUG, которые снимаются поворотом ручки с накаткой! Эти протекторы не нужно вырезать из контура герметичного коаксиального кабеля для замены модуля.В других конструкциях весь блок должен быть удален и утилизирован. Это приводит к значительному преимуществу при техническом обслуживании в полевых условиях и конструкции, позволяющей сэкономить деньги. В конструкциях не используются внутренние компоненты аккредитива, которые, согласно отчетам клиентов, могут выйти из строя в тех областях, где мы используем прецизионные конструкции с микроволновыми резонаторами. Эти единицы имеют номера NSN (национальные складские номера), присвоенные DLA. Код клетки 389A5.

Конструкция Alpha Delta обеспечивает прямую подачу управляющего напряжения на головное оборудование, вместо того, чтобы «подключать провода», как это было в старых конструкциях.

Модуль ARC-PLUG и разъемы имеют уплотнительное кольцо с уплотнением для защиты от любых погодных условий. Доступны различные стили и конфигурации разъемов.

Delta-2B / и Delta-4B / и коаксиальные антенные переключатели — это первые и единственные коаксиальные переключатели с защитой от перенапряжения, получившие одобрение Министерства обороны для использования в НАТО и военных приложениях по всему миру. Эти единицы имеют номера NSN (национальные складские номера), присвоенные Управлением логистики обороны (DLA), код клетки 389A5.

Коаксиальные переключатели моделей DELTA-2B и 4B с защитой от перенапряжения и модель
Коаксиальные переключатели ASC-4B с защитой от перенапряжения в удобной настольной консоли
разработаны для работы с низкими потерями и отличным подавлением совмещенных каналов
через 1,3 ГГц, в зависимости от модели разъема.

Они имеют корпуса с порошковым покрытием и микрополоски.
конструкция резонатора с постоянным сопротивлением для наилучшей производительности.У них есть
прецизионный внутренний вращающийся механизм с принудительной фиксацией для точного
индикация положения переключателя. Поищите на этом сайте различные модели разъемов.

В переключателях используется доступный модуль ARC-PLUG с газовой трубкой.
через переднюю панель для легкого доступа в случае необходимости замены. 2 и 4
доступны модели с положением переключателя. Подробности смотрите в WEB.

ВЧ провод Alpha Delta Model DX серии
антенны являются уникальными в отрасли, используя
Компоненты для экстремальных погодных условий
среды, такие как высокая прочность на разрыв
изолированная сплошная медь 12 Ga.проволока и
фурнитура из нержавеющей стали. Многие модели используют
внутренние газовые трубки для защиты от статического напряжения. Серия Model DX имеет самые эффективные характеристики, которые мы тестировали — лучше, чем типы ловушек в металлическом корпусе или полуволновые модели с торцевым питанием. Разница может быть значительной!

Уникальный зажим для медного заземляющего стержня модели UCGC и настенное крепление для медной шины заземления модели GBWM для коаксиальных устройств защиты от перенапряжения серии TT / ATT3G50 .

Не забудьте заглянуть на нашу страницу «Комментарии клиентов», чтобы увидеть реальные комментарии от таких же радиолюбителей, как вы! Кликните сюда!

Петельная антенна типа Delta

— компания Hy Power Antenna Company

Полноразмерная петля Delta Loop, расположенная в нижнем углу, является хорошим низкоугольным излучателем и отлично подходит для работы с DX.Эта антенна обычно имеет усиление около 3 дБ по сравнению с диполем с центральным питанием 1/2 волны. Delta Loop — это не только отличная передающая антенна, но и приемная антенна с низким уровнем шума. Направление огня — поперек антенны. Это означает, что если базовый провод антенны идет с севера на юг, направление усиления будет восточным и западным.

Эта антенна также рассчитана на полный законный предел для всех режимов. Изготавливается из изолированного провода 12-го калибра. Изолятор точки питания имеет разъем SO-239.Антенна привязана в трех местах, изоляторы поставляются и устанавливаются на заводе в нужное место, поэтому все, что вам нужно сделать, это привязать к ним веревку и поднять антенну на место. Один конец основания антенны не подключен на заводе. Это сделано для того, чтобы антенну можно было размотать. Присоединить этот провод к центральному изолятору — очень простая задача.

Импеданс питания Delta Loop составляет около 100 Ом, поэтому вам придется использовать коаксиальный кабель длиной четверть волны 75 Ом для питания этой антенны, поставляемой пользователем.В конце четвертьволновой согласующей секции 75-омного коаксиального кабеля вы можете присоединить 50-омный коаксиальный кабель произвольной длины, опять же, предоставляемый пользователем, который будет подключен к вашей установке.

При правильном согласовании с предлагаемой четвертью длины волны 75-омной линии передачи вы должны увидеть следующие кривые КСВ. Для диапазонов от 10 до 40 метров у вас будет КСВ менее 2: 1 по всему диапазону. На 75 и 80 м у вас должна быть полоса пропускания около 220 кГц. На 160 м вы должны увидеть полосу пропускания около 110 кГц.

Размер «A» — это высота антенны от основания до вершины, а не длина каждого из вертикальных проводов. Размер «B» — это длина антенного провода, называемая основанием (шириной) антенны. В приведенной ниже таблице приведены фактические размеры для каждого диапазона, чтобы вы могли увидеть, сможете ли вы установить этот тип антенны в своем местоположении. Не забудьте добавить не менее 8 футов к размеру «А». Эта дополнительная высота будет соответствовать высоте основания антенны над землей.

Примечание. Размер «A» не соответствует длине проводов на .

стороны дельта-петли, но только высота вершины

находится над горизонтальным базовым проводом антенны.

Delta Loop — цены и стоимость доставки.

.