Как рассчитать сечение стальной полосы

Обновлено: 17.05.2024

1. Настоящий стандарт распространяется на стальную горячекатаную полосу общего назначения и стальную полосу для гаек шириной от 11 до 200 мм и толщиной от 4 до 60 мм.

3. Поперечное сечение, толщина, ширина и масса 1 м полосы должны соответствовать указанным на чертеже и в табл.1.

Ширина полосы , мм Масса 1 м полосы, кг, при толщине , мм
4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 16
11 - 0,43 - - - - - - - - -
12 0,38 0,47 0,56 0,66 0,75 - - - - - -
14 0,44 0,55 0,66 0,77 0,88 - - - - - -
16 0,50 0,63 0,75 0,88 1,00 1,13 1,26 - 1,51 - -
18 0,56 0,71 0,85 0,99 1,13 1,27 1,41 - 1,70 - -
20 0,63 0,78 0,94 1,10 1,26 1,41 1,57 1,73 1,88 2,20 2,51
22 0,69 0,86 1,04 1,21 1,38 1,55 1,73 1,90 2,07 2,42 2,76
25 0,78 0,98 1,18 1,37 1,57 1,77 1,96 2,16 2,36 2,75 3,14
28 0,88 1,10 1,32 1,54 1,76 1,98 2,20 2,42 2,64 3,08 3,52
30 0,94 1,18 1,41 1,65 1,88 2,12 2,36 2,59 2,83 3,30 3,77
32 1,00 1,26 1,51 1,76 2,01 2,26 2,51 2,76 3,01 3,52 4,02
36 1,13 1,41 1,70 1,98 2,26 2,54 2,83 3,11 3,39 3,96 4,52
40 1,26 1,57 1,88 2,20 2,51 2,83 3,14 3,45 3,77 4,40 5,02
45 1,41 1,77 2,12 2,47 2,83 3,18 3,53 3,89 4,24 4,95 5,65
50 1,57 1,96 2,36 2,75 3,14 3,53 3,92 4,32 4,71 5,50 6,28
55 1,73 2,16 2,59 3,02 3,45 3,89 4,32 4,75 5,18 6,04 6,91
60 1,88 2,36 2,83 3,30 3,77 4,24 4,71 5,18 5,65 6,59 7,54
63 1,98 2,47 2,97 3,46 3,96 4,45 4,95 5,44 5,93 6,92 7,91
65 2,04 2,55 3,06 3,57 4,08 4,59 5,10 5,61 6,12 7,14 8,16
70 2,20 2,75 3,30 3,85 4,40 4,95 5,50 6,04 6,59 7,69 8,79
75 2,36 2,94 3,53 4,12 4,71 5,30 5,89 6,48 7,06 8,24 9,42
Ши- рина поло- сы , мм Масса 1 м полосы, кг, при толщине , мм
18 20 22 25 28 30 32 36 40 45 50 56 60
11 - - - - - - - - - - - - -
12 - - - - - - - - - - - - -
14 - - - - - - - - - - - - -
16 - - - - - - - - - - - - -
18 - - - - - - - - - - - - -
20 - - - - - - - - - - - - -
22 3,11 - - - - - - - - - - - -
25 3,53 3,92 - - - - - - - - - - -
28 3,96 4,40 4,84 - - - - - - - - - -
30 4,24 4,71 5,18 - - - - - - - - - -
32 4,52 5,02 5,53 6,28 - - - - - - - - -
36 5,09 5,65 6,22 7,06 - - - - - - - - -
40 5,65 6,28 6,91 7,85 8,79 9,42 10,05 - - - - - -
45 6,36 7,06 7,77 8,83 9,89 10,60 11,30 12,72 - - - - -
50 7,06 7,85 8,64 9,81 10,99 11,78 12,56 14,13 15,70 - - - -
55 7,77 8,64 9,50 10,79 12,09 12,95 13,82 15,54 17,27 - - - -
60 8,48 9,42 10,36 11,78 13,19 14,13 15,07 16,96 18,84 21,20 - - -
63 8,90 9,89 10,88 12,36 13,85 14,84 15,83 17,80 19,78 22,25 24,73 - -
65 9,18 10,20 11,23 12,76 14,29 15,31 16,33 18,37 20,41 22,96 25,51 - -
70 9,89 10,99 12,09 13,74 15,39 16,48 17,58 19,78 21,98 24,73 - - -
75 10,60 11,78 12,95 14,72 16,48 17,66 18,84 21,20 23,55 26,49 - - -
Ширина полосы , мм Масса 1 м полосы, кг, при толщине , мм
4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 16
80 2,51 3,14 3,77 4,40 5,02 5,65 6,28 6,91 7,54 8,79 10,05
85 2,67 3,34 4,00 4,67 5,34 6,00 6,67 7,34 8,01 9,34 10,68
90 2,83 3,53 4,24 4,95 5,65 6,36 7,06 7,77 8,48 9,89 11,30
95 2,98 3,73 4,47 5,22 5,97 6,71 7,46 8,20 8,95 10,44 11,93
100 3,14 3,92 4,71 5,50 6,28 7,06 7,85 8,64 9,42 10,99 12,56
105 3,30 4,12 4,95 5,77 6,59 7,42 8,24 9,07 9,89 11,54 13,19
110 3,45 4,32 5,18 6,04 6,91 7,77 8,64 9,50 10,36 12,09 13,82
120 3,77 4,71 5,65 6,59 7,54 8,48 9,42 10,36 11,30 13,19 15,07
125 3,92 4,91 5,89 6,87 7,85 8,83 9,81 10,79 11,78 13,74 15,70
130 4,08 5,10 6,12 7,14 8,16 9,18 10,20 11,23 12,25 14,29 16,33
140 4,40 5,50 6,59 7,69 8,79 9,89 10,99 12,09 13,19 15,39 17,58
150 4,71 5,89 7,06 8,24 9,42 10,60 11,78 12,95 14,13 16,48 18,84
160 5,02 6,28 7,54 8,79 10,05 11,30 12,56 13,82 15,07 17,58 20,10
170 5,34 6,67 8,01 9,34 10,68 12,01 13,34 14,68 16,01 18,68 21,35
180 5,65 7,06 8,48 9,89 11,30 12,72 14,13 15,54 16,96 19,78 22,61
190 5,97 7,46 8,95 10,44 11,93 13,42 14,92 16,41 17,90 20,88 23,86
200 6,28 7,85 9,42 10,99 12,56 14,13 15,70 17,27 18,84 21,98 25,12
Ши- рина поло- сы , мм Масса 1 м полосы, кг, при толщине , мм
18 20 22 25 28 30 32 36 40 45 50 56 60
80 11,30 12,56 13,82 15,70 17,58 18,84 20,10 22,61 25,12 28,26 31,40 35,17 -
85 12,01 13,34 14,68 16,68 18,68 20,02 21,35 24,02 26,69 30,03 33,36 37,36 40,04
90 12,72 14,13 15,54 17,06 19,78 21,20 22,61 25,43 28,26 31,79 35,32 39,56 42,39
95 13,42 14,92 16,41 18,64 20,88 22,37 23,86 26,85 29,83 33,56 37,29 41,76 44,74
100 14,13 15,70 17,27 19,62 21,98 23,55 25,12 28,26 31,40 35,32 39,25 43,96 47,10
105 14,84 16,48 18,13 20,61 23,08 24,73 26,38 29,67 32,97 37,09 41,21 46,16 49,46
110 15,54 17,27 19,00 21,59 24,18 25,90 27,63 31,09 34,54 38,86 43,18 48,35 51,81
120 16,96 18,84 20,72 23,55 26,38 28,26 30,14 33,91 37,68 42,39 47,10 52,75 56,52
125 17,66 19,62 21,59 24,53 27,48 29,44 31,40 35,32 39,25 44,16 49,06 54,95 58,88
130 18,37 20,41 22,45 25,51 28,57 30,62 32,66 36,74 40,82 45,92 51,02 57,14 61,23
140 19,78 21,98 24,18 27,48 30,77 32,97 35,17 39,56 43,96 49,46 54,95 61,54 65,94
150 21,20 23,55 25,90 29,44 32,97 35,32 37,68 42,39 47,10 52,99 58,88 63,94 70,65
160 22,61 25,12 27,63 31,40 35,17 37,68 40,19 45,22 50,24 56,52 62,80 70,33 75,36
170 24,02 26,69 29,36 33,36 37,37 40,04 42,70 48,04 53,38 60,05 66,72 74,73 80,07
180 25,43 28,26 31,09 35,32 39,56 42,39 45,22 50,87 56,52 63,58 70,65 79,12 84,78
190 26,85 29,83 32,81 37,29 41,76 44,74 47,73 53,69 59,66 67,12 74,58 83,52 89,49
200 28,26 31,40 34,54 39,25 43,96 47,10 50,24 56,52 62,80 70,65 78,50 87,92 94,20
Примечания: 1. Площадь поперечного сечения и масса 1 м полосы вычислены по номинальным размерам. Плотность стали принята равной 7,85 г/см . 2. По требованию потребителя изготовляют полосы промежуточных размеров по толщине и ширине.

размерами 8х17, 12х27, 13х22, 13х25, 15х25, 17х25, 17х30, 19х25, 19х28, 19х34, 23х27, 23х36, 24х32, 24х39, 26х36, 26х44, 27х34, 32х39, 28х17, 34х24 мм.

5. Предельные отклонения по толщине и ширине полос общего назначения и полос для горячей штамповки гаек не должны превышать величин, указанных в табл.2.

Толщина полосы Предельное отклонение по толщине полосы Ширина полосы Предельное отклонение по ширине полосы
повышен- ной точности нормаль- ной точности повышен- ной точности нормаль- ной точности
От 4 до 6 включ. +0,2 -0,3 +0,3 -0,5 От 11 до 60 +0,3 -0,9 +0,5 -1,0
Св. 6 до 16 включ. +0,2 -0,4 +0,2 -0,5 63; 65 +0,3 -1,1 +0,5 -1,3
Св. 16 до 25 включ. +0,2 -0,6 +0,2 -0,8 70; 75 +0,3 -1,3 +0,5 -1,4
Св. 25 до 32 включ. +0,2 -0,7 +0,2 -1,2 80; 85 +0,5 -1,4 +0,7 -1,6
36; 40 +0,2 -1,0 +0,2 -1,6 90; 95 +0,6 -1,6 +0,9 -1,8
45; 50 +0,2 -1,5 +0,3 -2,0 100; 105 +0,7 -1,8 +1,0 -2,0
Св. 50 до 60 +0,2 -1,8 +0,3 -2,4 110 +0,8 -2,0 +1,0 -2,2
120; 125 +0,9 -2,2 +1,1 -2,4
От 130 до 150 +1,0 -2,4 +1,2 -2,8
Св. 150 " 180 +1,2 -2,5 +1,4 -3,2
Св. 180 " 200 +1,4 -2,8 +1,7 -4,0

Примечание. По требованию потребителя полосы шириной от 12 до 40 мм изготовляют с предельными отклонениями по ширине ±0,5 мм, полосы толщиной свыше 16 до 20 мм - с предельными отклонениями по толщине ±0,3 мм.

6. Предельные отклонения по толщине и ширине полос для холодной штамповки гаек не должны превышать величин, указанных в табл.3.

Расчет контура заземления

Расчет контура заземления и заземляющих устройств с помощью онлайн-калькулятора – расчет заземления по СНиП для частного дома онлайн и формулы.




На данной странице вы можете выполнить расчет заземления с помощью онлайн-калькулятора или самостоятельно по формулам. Теоретическое обоснование, рекомендации и пример расчета представлены ниже. В качестве источников использовались материалы из документов: Правила устройства электроустановок, Нормы устройства сетей заземления, Заземляющие устройства электроустановок (Карякин Р. Н.), справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования (Барыбин Ю. Г.), Справочник по электроснабжению промышленных предприятий (Федоров А. А., Сербиновскй Г. В.). Чтобы начать расчет, нажмите кнопку «Рассчитать».

Смежные нормативные документы:

  • СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа»
  • СП 76.13330.2016 «Электротехнические устройства»
  • ГОСТ Р 57190-2016 «Заземлители и заземляющие устройства различного назначения»
  • ГОСТ 12.1.030-81 «Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление. Система стандартов безопасности труда»
  • ПУЭ 7 «Правила устройства электроустановок»

Расчет заземляющего устройства

В современном мире, мы не представляет свою жизнь без использования электричества. Оно вокруг нас повсюду и именно оно позволило человечеству перейти на совершенно новый уровень развития. Переоценить его важность невозможно, однако при всех своих положительных качествах, за своей безобидностью и простотой, скрывается колоссальная энергия, которая представляет смертельную опасность.

Для того чтобы обезопасить помещения, где постоянно находятся люди, было создано специальное устройство – заземлитель. Это набор проводников, которые предназначены для отвода электрической энергии от приборов к грунту, тем самым исключая поражение током человека. Он состоит из заземлителей (горизонтальных и вертикальных стержней) и заземляющих проводников.

Калькулятор расчета заземления

Для того чтобы упростить расчеты, мы предлагаем вам воспользоваться простым и точным калькулятором расчета заземления.

Формула расчета заземления

Наш онлайн-калькулятор расчета заземления учитывает все поправочные коэффициенты и работает на основании приведенных формул. Для того чтобы выполнить надежный расчет, вам необходимо заполнить поля программы правильно.

  • Грунт. Выберите тип грунта, чтобы определить удельное электрическое сопротивление грунта.
  • Климатический коэффициент. Поправка в расчетах на основании климатической зоны:
    • I зона — от -20 до -15°С (Январь); от +16 до +18°С (Июль);
    • II зона — от -14 до -10°С (Январь); от +18 до +22°С (Июль);
    • III зона — от -10 до 0°С (Январь); от +22 до +24°С (Июль);
    • IV зона — от 0 до +5°С (Январь); от +24 до +26°С (Июль);

    Нажимая кнопку «Рассчитать» вы получите следующие показатели:

    • сопротивление вертикального заземлителя;
    • сопротивление горизонтального заземлителя;
    • общее сопротивление растеканию электрического тока.

    Последний параметр является определяющим. Согласно ПУЭ 7 «Правила устройства электроустановок» п. 1.7.101: сопротивление заземлителя, расположенного в непосредственной близости от нейтрали генератора или трансформатора или вывода источника однофазного тока, должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при линейных напряжениях 660В, 380В и 220В источника трехфазного тока или 380В, 220В и 127В источника однофазного тока.

    Пример расчета заземления на калькуляторе

    Предположим, что наш дом расположен на влажных супесчаных почвах. Мы живем на юге России в четвертой климатической зоне. Предположительно, в качестве заземлителей будут использоваться 4 вертикальных электрода диаметром 25 мм и длиной 3 м, горизонтальные стержни расположены на глубине 0.5 м – длина полосы 10 м с шириной 50 мм.

    Тогда, перенеся все значения в калькулятор расчета заземления мы получим общее сопротивление на растекание равное 58.72 Ома.

    Если в нашем частном доме однофазная сеть с напряжением в 220 В, то это значение недопустимо , так как согласно ПУЭ 7 «Правила устройства электроустановок» п. 1.7.101 этого заземления будет недостаточно.

    Добавим еще 6 вертикальных электродов и увеличим длину полосы до 50 м, получим значение 27.725 Ом. Это величина нам вполне подходит, а значит такое заземление гарантировано защитит вашу постройку и ее обитателей.

    Если вы получаете значение близкое к критическому, то лучше увеличить количество или размер электродов. Помните, что расчет контура заземления крайне важен для безопасности!

    Как рассчитать заземление в частном доме вручную

    Как вы уже поняли, основной параметр, который необходимо рассчитать – это общее сопротивление на растекание, т.е. нужно подобрать такую конфигурацию электродов, чтобы сопротивление заземляющего устройства, не превышало нормативное. Согласно положениям правил устройств электроустановок (ПЭУ), необходимо соблюдать определенные максимумы для токов в трехфазной сети:

    • 60 Ом — для 220 Вольт;
    • 30 Ом — для 380 Вольт;
    • 15 Ом — для 660 Вольт.

    Правильный расчет начинается с подсчета оптимального размера и количества стержней. Для того чтобы сделать это вручную, легче всего воспользоваться упрощенными формулами, приведенными ниже.

    Расчет заземляющего устройства

    • Ro – сопротивление стержня, Ом;
    • L – длина электрода, м;
    • d – диаметр электрода, м;
    • T – расстояние от середины электрода до поверхности, м;
    • pэкв – сопротивление грунта, Ом;
    • ln — натуральный логарифм;
    • π — константа (3.14).

    Расчет количества заземлителей

    • Rн – нормируемое сопротивление заземляющего устройства;
    • ψ – поправочный климатический коэффициент сопротивления грунта (1.3, 1.45, 1.7, 1.9, в зависимости от зоны).

    Используя эти формулы, вы можете рассчитать заземляющее устройство достаточно точно, однако для упрощения расчета некоторые коэффициенты опускаются.

    Также очень важно, чтобы при выборе глубины залегания и длины заземляющих стержней, нижний конец проходил ниже уровня промерзания, так как при отрицательных температурах резко возрастает сопротивление грунта, и возникают определенные сложности.

    Контур заземления, что собой представляет и как он работает

    В соответствие с действующими техническими нормами (ПУЭ, в частности) основной элемент, обеспечивающий безопасные условия эксплуатации электроустановок – это заземляющее устройство (ЗУ). Большинство специальных приборов защиты, устанавливаемых в цепях питания электросетей, гарантированно срабатывают лишь при его наличии. Поэтому так важно рассмотреть вопрос, что собой представляет типовой контур заземления (ЗК) и как он работает.

    Что является заземляющим контуром

    Чтобы понять, что такое контурный заземлитель – следует представить его как систему, состоящую из металлических стержней, связывающих их полос и набора медных соединительных проводников. Такая сборная конструкция обеспечивает надежный контакт токопроводящего корпуса электроустановки с фактической землей (почвой).

    При выяснении вопроса о том, что является заземляющими контурами, следует понимать, что основной их компонент – это одиночный электрод подходящего размера и сечения, забиваемый в грунт на определенную глубину. Для создания распределенной контурной системы согласно действующим техническим требованиям должна использоваться группа штырей, соединенных между собой металлическими полосами.

    Контур заземления частного дома (слева треугольник, справа линия)

    Как это работает

    Чтобы всем было понятно, для чего нужны контуры заземления – рассмотрим принцип действия составной конструкции. Защитный заземляющий контур работает следующим образом:

    • За счет качественного монтажа заземляющих жил и хорошего контакта с грунтом металлическая распределенная система обеспечивает идеальные условия для стекания аварийных токов в землю.
    • Благодаря этому опасный для человека потенциал, появившийся на корпусе электрооборудования во внештатном режиме (при нарушении изоляции фазного провода, например), резко снижается.
    • Надежное стекание тока в землю обеспечивается низким переходным сопротивлением заземлителя, который является частью защитного контура.

    Как работает заземление

    Появление значительных по величине аварийных токов приводит к срабатыванию установленных в питающих цепях устройств защиты (как автоматов, так и предохранителей).

    В результате питающая сеть полностью отключается, предотвращая возможные негативные последствия. При подключении контура заземления основное внимание уделяется созданию условий, обеспечивающих эффективный контакт как штырей, так и полос с грунтом.

    Из чего состоит заземление

    В состав заземляющей системы согласно ее определению (смотрите ПУЭ) входят такие обязательные элементы, как:

    1. Сам ЗК, обустраиваемый на основе металлических уголков площадью поперечного сечения не менее 100 мм квадратных или отдельных штырей диаметром порядка 20 мм.
    2. Комплект специальных проводников (медных шин), позволяющих в жилых домах заземлять электрические приборы.

    Обратите внимание: Иногда как отдельный элемент рассматривается заземляющий спуск, обустраиваемый вдоль стены здания (в устройствах защиты от молний, например).

    В зависимости от своего расположения относительно здания защитные конструкции могут быть внешними и внутренними. Рассмотрим как нужно обустраивать каждый из представленных видов контуров, чтобы добиться наилучших результатов.

    Внешний контур

    При обустройстве наружного контура заземления необходимо учитывать качество и состав грунта в месте расположения его элементов. Хозяева самостоятельно отстроенного дома обычно знают, на какой почве он стоит, и сразу могут определить, как она влияет на проводимость. В противном случае потребуется помощь специалистов по геодезии.

    При самостоятельном проведении работ важно знать, что грунты бывают:

    • чисто глинистыми;
    • суглинистыми;
    • торфяными;
    • черноземными;
    • гравийными и скалистыми.

    В реальных условиях в пределах домашнего участка чаще всего встречаются первые два класса почв или их разновидности (суглинок пластичный, глинистые сланцы и подобные им). Для различных типов грунтов их удельные сопротивления имеют следующие значения:

    • Глина пластичная и мягкий торф – 20-30 Ом·/метр.
    • Для суглинка с содержанием золы и пепла, а также простой садовой земли этот показатель составляет 30-40 Ом/метр.
    • Черноземные земли и глинистые сланцы, а также глина полутвердая имеют сопротивление, близкое к значениям 50-60 Ом/метр.

    Внешний контур заземления

    С точки зрения организации внешнего контура заземления эти почвы – самые подходящие, поскольку в них сопротивление растеканию имеет небольшую величину.

    Грунты с большими значениями сопротивлений представлены такими видами, как:

    1. Полутвердый суглинок, иногда определяемый как смесь глины и песка, а также так называемая «влажная супесь», имеющая средний показатель 100-150 Ом/·метр.
    2. Содержащий глину гравий и влажный песок – 300-500 Ом/·метр.

    А такие «жесткие» грунты, как скала, гравий и сухой песок совершенно неспособны обеспечить надежное заземление. В этих условиях принимаются специальные меры, позволяющие понизить сопротивление заземляющих контуров в месте расположения штырей.

    Дополнительная информация: Они чаще всего сводятся к искусственному изменению состава почвы. Как пример – добавление в нее раствора поваренной соли.

    Еще один вариант, позволяющий найти выход из сложившейся ситуации – обустройство глубинных заземлителей, достающих до слоев более «легкого» состава. Но этот подход к тому, как обустроить наружное заземление, достаточно трудоемок и обойдется недешево.

    Контур заземления внутри объекта

    При расчете элементов внутреннего контура заземления необходимо учитывать, что смонтированная внутри здания токопроводящая полоса должна охватывать периметр каждого из имеющихся в нем помещений. К открыто проложенной вдоль стен и вблизи от пола заземляющей шине подсоединяются все установленные в них электроустановки и приборы.

    Обратите внимание: В небольших по размеру помещениях (в жилых квартирах или частных домах) вместо ЗК монтируется типовой щиток со специальной планкой. Ее принято называть главной заземляющей шиной (ГЗШ).

    Заземляющая шина в ВРУ

    В этих условиях особое внимание уделяется таким составляющим, как заземляющие проводники (соединители, предназначенные для подключения бытовых приборов и ванны непосредственно к заземлению).

    Отдельный контакт щитка (планка заземления) соединяется либо с обустроенным в пределах строения внутренним контуром, либо посредством длинного медного проводника – с внешней системой заземления (как это изображено на первом фото данной статьи). Прямо от него медные шины в виде проводников отводятся в сторону различных защищаемых электроустановок и приборов. Нередко вместо полноценного щитка применяется отдельная контактная планка «PE», оборудованная непосредственно на входе в частный дом (рейка ГЗШ приведена на фото ниже).

    Главная заземляющая шина

    Техника монтажных работ

    Грамотный подход к обустройству ЗК состоит в правильности выбора места под него, а также в соблюдении требований действующих нормативов в части проведения основных монтажных работ.

    Выбор места под ЗК

    Перед устройством контура заземления важно подобрать место для размещения его элементов. Желательно – неподалеку от дома (его обычно рассчитывают устанавливать на удаление не более 2-х метров, что позволит выиграть на длине проводников).
    Дополнительная информация: При выборе участка под заземление в первую очередь следует учесть, чтобы эта площадка располагалась на контролируемой хозяином территории.

    Для этих целей подойдут такие зоны, как:

    • участок огорода (кроме грядок с картофелем);
    • палисадник или клумба;
    • парковая зона, непосредственно примыкающая к дому.

    Если грунт на прилегающей к строению местности имеет высокое удельное сопротивление – допускается установка системы штырей КЗ на более удаленной дистанции.

    Обратите внимание: В этом случае придется смириться с излишними расходами на приобретение медных шин.

    В любом из рассмотренных случаев при выборе места под ЗК следует предусмотреть все возможные варианты его использования в будущем (пусть даже и в очень отдаленной перспективе). Это позволит избежать ненужных издержек на перенос конструкции в ситуации, когда в данной зоне потребуется разбить детскую площадку, например.

    Монтаж контура заземления

    В зависимости от выбранной площадки (ее формы и размеров) при монтаже ЗК могут применяться различные схемы. Штыри в нем могут располагаться как в линию, так и в виде треугольника.

    Важно! Независимо от используемой схемы, количество вертикально вбиваемых заземлителей должно быть не менее трех штук.

    В том случае, когда выбрана треугольная конструкция, порядок обустройства ЗК выглядит следующим образом:

    1. Сначала на этом месте размечается площадка соответствующей конфигурации со сторонами примерно 2,5-3 метра.
    2. Затем вырывается котлован с размерами чуть большими, чем это обозначено разметкой.
    3. Вырытый в земле приямок должен повторять форму равнобедренного треугольника и иметь глубину не менее полуметра (при ширине порядка 50-70 см.).
    4. После этого по углам треугольного котлована с небольшим отступлением от стенок вбиваются три стальных штыря (отрезка арматуры) на глубину не менее 2-х метров.
    5. И, в завершении все они соединятся между собой стальными полосами (делается это посредством сварки, которой в данной ситуации следует отдать предпочтение).

    В результате должна получиться конструкция, похожая на приведенную ниже.

    Контур заземления по схеме треугольник

    Сечения проводов заземления от контура не должно быть менее 12-16 мм квадратных.

    Для экономии сил и времени вырывать приямок под штыри можно не полностью. Достаточно будет выбрать землю только из канавок, в которые укладываются затем стальные соединительные полосы. На заключительной стадии сварных работ уже готовый заземлитель присыпается составом с низким удельным сопротивлением (золой или пеплом, например). Со временем содержащиеся в добавках соли растворятся в земле, что обеспечивает снижение сопротивления растеканию аварийного тока.

    Параметры заземлителей (вертикальное расположение)

    При проведении расчетов контуров заземления вертикального типа необходимо руководствоваться следующей формулой:

    Формула расчета сопротивления электрода

    Приведенные в ней величины расшифровываются, как указано ниже:

    R0 – величина расчетного сопротивления одиночного электрода в Омах.

    Рэкв – значение удельного сопротивления почвы, уже рассмотренное ранее в главе о наружном ЗК.

    L – длина отдельного электрода, входящего в состав системы заземления.

    D – диаметр или соответствующий сечению размер штыря.

    Т – расчетное расстояние от условного центра каждого из электродов до земной поверхности.

    Для того чтобы получить требуемое значение сопротивления R0 (согласно ПУЭ оно не должно превышать 30 Ом) следует подбирать входящие в формулу переменные величины.

    Параметры комплектующих элементов внешнего контура заземления по нормам ПУЭ

    Обратите внимание: В случае если из-за особенностей грунта в данной местности установка вертикальных стержней невозможна – расчет величины сопротивления производится по формуле для горизонтальных заземлителей.

    Перед тем как рассчитать ЗК следует учитывать, что для монтажа горизонтальной конструкции потребуется намного больше усилий и затрат по времени (а также значительных расходов медного материала). Кроме того, обустроенное таким способом заземление очень чувствительно к погодным условиям.

    Именно поэтому считается, что лучше потратиться на обустройство вертикальных стержней, чем пытаться преодолеть недостатки горизонтальных заземляющих систем.

    Тестирование

    По завершении монтажных работ необходимо протестировать контур заземления на нормируемые показатели. Для испытания потребуются точные измерительные приборы, не всегда имеющиеся в распоряжении пользователя.

    Проверка контура заземления

    В отсутствие требуемого оборудования следует воспользоваться простейшими способами, один из которых описан ниже (он подходит только для частного дома).

    Во-первых, нужно взять достаточно мощную нагрузку (такую как утюг, например, с потреблением порядка 2-4 кВт). Во-вторых, необходим специальный переходник с обычной розеткой на одном из концов (второй из них выполняется в виде двух отдельных проводов). Далее, один из них следует оформить в виде изолированного одиночного контакта, а на конце второй сделать толстую петлю.

    После этого необходимо подсоединить полученную петлю к свободной колодке на заземляющей шине в щитке. Одиночный изолированный контакт следует воткнуть в фазную клемму розетки, ближайшей к нему (нарушать порядок подключения концов переходника к фазе и земле ни в коем случае нельзя). После всех этих манипуляций нагревательный прибор окажется включенным в питающую цепь через сопротивление самодельного контура заземления. Затем нужно измерить напряжение в сети посредством мультиметра при включенном утюге и без него.

    Небольшая разница в показаниях двух описанных измерений означает, что изготовленный заземлитель вполне работоспособен. Если же они отличаются очень намного – контур придется доработать (увеличить количество штырей, например).

    О том, как проверить наличие правильного заземления мультиметром, мы рассказывали в соответствующей статье!

    Подводя итог всему сказанному, обратим внимание на рекомендации, которыми делятся опытные мастера:

    • Перед началом монтажных работ желательно подготовить чертеж будущей конструкции, который может понадобиться при дальнейшей эксплуатации. При его наличии легче восстановить в памяти схему расположения штырей.
    • Отрезки электродов допускается вбивать не только в угловых точках треугольника. Их можно располагать как в линию, так и по дуге. Главное, чтобы суммарное сопротивление растеканию тока, создаваемое всей цепочкой, не превышало 3-4-х Ом.
    • Если оно больше нормируемого значения, то систему придется доработать, добавив в нее еще пару стержней.
    • При отсутствии опыта самостоятельной проверки сопротивления заземления — лучше всего пригласить специалиста.

    После ознакомления со всеми тонкостями процесса сборки и тестирования ЗК, попытаться изготовить его своими руками может каждый желающий.

    Видео по теме

    Для того чтобы в совершенстве освоить процесс обустройства систем заземления специалисты советуют ознакомиться с примерами расчета ЗК, которые в большом количестве представлены в Интернете. Помимо информационных сайтов рекомендуется просмотреть видео по теме,представленные ниже:

    После ознакомления с этими материалами будет понятно, как произвести расчет посредством онлайн калькулятора, а также как изготовить и проверить защитное сооружение.

    Расчет заземления

    Без грамотно рассчитанного контура заземления (ЗК) надеяться на эффективность работы защитной конструкции было бы большой ошибкой. Только убедившись в том, что для токов стекания подготовлена цепочка с минимальным сопротивлением можно быть уверенным в безопасности людей, работающих на линии. Поэтому так важно сразу же разобраться со всеми тонкостями и особенностями расчета контуров заземления.

    Цель расчета защитного заземления

    Обустраиваемое на стороне потребителя заземляющее устройство предназначено для защиты не только персонала, обслуживающего электроустановки, но и рядовых пользователей.

    Важно! Опасный потенциал может попасть на металлические части оборудования во время работы с ним совершенно случайно (из-за повреждения изоляции проводов, например).

    Полноценный расчет заземления гарантирует образование надежного контакта защитного устройства с землей, приводящего к растеканию тока и снижению уровня опасного напряжения.

    Таким образом, назначение расчета заземляющих устройств – создание условий, исключающих риск поражения живых организмов высоким потенциалом путем его снижения в точке замыкания. В отсутствие хорошо просчитанного и функционального заземлителя любое прикосновение к корпусу поврежденного оборудования равнозначно прямому контакту с фазной жилой.

    Выбор контура

    Перед расчетом контура Вам предоставляется возможность выбрать один из следующих вариантов заземляющих устройств:

    • Треугольная конструкция, параметры которой определяются еще на этапе проектирования.
    • Линейное сооружение протяженного типа, монтируемое по периметру защищаемого объекта.
    • Модульно-штыревая заземляющая конструкция.

    Каждый из перечисленных выше способов сборки и последующего монтажа заземляющих устройств нуждается в подробном рассмотрении.

    Треугольная конструкция

    Этот вариант изготовления ЗК – самый известный и распространенный среди профессионалов и любителей. Для обустройства такой конструкции потребуется приготовить следующие элементы:

    контурзаземления в виде треугольника

    • Двухметровые металлические стержни (арматурные прутья) в количестве 3-х штук.
    • Столько же стальных перемычек, предназначенных для объединения прутьев в единую конструкцию.
    • Медная шина, необходимая для соединения ЗК с точкой сбора жил от заземляемого оборудования в распределительном шкафу (ГЗШ – главная заземляющая шина).

    Плоскость сварного контура с уже вбитыми в землю штырями при обустройстве ЗУ должна располагаться на глубине примерно 30-60 см.

    Линейный контур

    Линейное заземление выбирается в случае, когда к защитному сооружению требуется подключить несколько единиц оборудования, размещенных на удалении один от другого. Оно состоит из нескольких вбитых в землю штырей (3), расположение которых относительно друг друга выбирается из расчетных данных.

    линейная схема контура заземления

    От собранной по этой схеме конструкции, как и в случае с треугольником в сторону распределительного щитка с ГЗШ делается отвод (2). Перед тем как рассчитать такой ЗК – следует учесть, что общее число штырей ограничено взаимным влиянием аварийных токов, протекающих в каждом одиночном заземлителе.

    Модульно-штыревое заземление

    Модульный тип ЗУ применяется в ситуациях, когда площадь на участке перед домом ограничена небольшими размерами и допускается обустройство одной штыревой конструкции.

    модульно-штыревое заземление

    Она содержит в своем комплекте следующие элементы:

    • Стальной стержень полутораметровой длины с медным покрытием и имеющейся на
    • рабочей части резьбой.
    • Специальную муфту из латуни, обеспечивающую получение резьбового соединения вертикально вбиваемого штыря с заземляющим отводом.
    • Латунные зажимы особой конструкции, гарантирующие надежное сочленение металлических штырей с соединительной полосой.
    • Наконечники для самих заземляющих стержней.
    • Насадку с ударной площадкой, позволяющую передавать импульс от забивающего инструмента (вибромолота).

    Обратите внимание: Для надежной защиты от коррозии все резьбовые элементы стержней покрываются графитной пастой, входящей в комплект фирменной поставки.

    Подробно о монтаже модульно-штыревого заземления читайте на этой странице.

    Исходные данные для расчета заземления

    Перед началом обустройства заземления расчет которого нужно провести, необходимо заранее определиться с такими исходными данными, как:

    • Линейные размеры забиваемых в грунт стальных штырей.
    • Расстояние между ними (шаг монтажа).
    • Допустимая глубина погружения.
    • Характеристики почвы в месте обустройства заземления.

    Дополнительное замечание: Перед проведением расчета также потребуется знать величину сопротивления грунта Ом на участке проведения монтажных работ.

    При его определении важно помнить о том, что он сильно отличается от места к месту и в значительной степени зависит от климатической зоны, к которой относится регион. Помимо этих данный придется учесть конфигурацию и материал заготовок, из которых сваривается готовое сооружение (либо обычный стальной уголок, либо медная широкая полоска).

    Согласно ПУЭ минимальные размеры элементов для треугольной или линейной контурной конструкции должны быть:

    • полоса – сечение 48 мм2;
    • уголок 4х4 мм;
    • круглый брусок – сечение 10 мм2;
    • стальная труба диаметром 2,5 см со стенками толщиной не менее 3,5 мм.

    Полезное замечание: Минимальную длину штырей вычисляют с учетом технических требований (необходимостью получения требуемого сопротивления стеканию в землю).

    В соответствие с этими требованиями ее выбирают не менее 2-2,5 метра. Расстояние между соседними точками погружения стержней должно быть кратным их длине. В зависимости от размеров и конфигурации площадки для обустройства ЗУ элементы конструкции устанавливаются либо в ряд, либо в виде правильного треугольника (иногда для этого выбирается квадратная форма). Используемые в этом случае методики расчета различных вариантов ЗУ ставят своей задачей получение данных по числу стержней и параметрам соединительной полосы (ее длины и сечения).

    Расчет элементов заземляющего устройства

    Определение параметров проводников, используемых в конструкции любого заземлителя, проводится с учетом следующих соображений:

    • Длина металлических стержней или штырей в значительной мере определяет эффективность всей системы защитного заземления.
    • Большое значение имеет и протяженность элементов металлических связей.
    • От линейных размеров этих конструктивных составляющих зависят расход материала, а также суммарные затраты на обустройство ЗУ.
    • Сопротивление вертикально забиваемых электродов в первую очередь определяется длиной.
    • Их поперечные размеры не оказывают существенного влияния на качество и эффективность обустраиваемой защиты.

    Обратите внимание: Порядок выбора сечения проводников определяется в ПУЭ, поскольку этот показатель характеризует устойчивость к коррозии (электроды должны служить 5-10 лет).

    Помимо этого всегда нужно помнить о «золотом» правиле, согласно которому чем больше металлических заготовок предусмотрено в схеме – тем лучше характеристики безопасности контура.

    одиночный вертикальный заземлитель

    Также следует учесть, что мероприятия по организации заземления нельзя назвать легким занятием. При большом количестве составляющих системы увеличиваются объемы земляных работ. А решение вопроса о том, каким конкретно способом улучшать качество заземления (за счет длины или количества электродов) остается за самим исполнителем.

    В любом случае при обустройстве ЗУ произвольного типа рекомендуется придерживаться следующих правил:

    1. стержни необходимо вбивать до отметки, находящейся ниже уровня промерзания почвы минимум на 50 сантиметров;
    2. такое их расположение позволит учесть сезонные факторы и исключить их влияние на работоспособность защитной системы;
    3. расстояние между вертикально вбитыми элементами зависит от формы выбранной конструкции и длины самих стержней.

    Для корректного выбора этого показателя рекомендуется воспользоваться справочными таблицами.

    Расчет заземления

    С целью сокращения объема предстоящих расчетов (их упрощения) сначала желательно определить величину сопротивления
    стеканию токов КЗ для одиночного стержня.

    С учетом влияния, оказываемого на искомую величину горизонтальными элементами конструкции, сопротивление для вертикальных штырей вычисляется по следующей формуле:

    сопротивление вертикальных заземлителей

    Если монтируемое ЗУ обустраивается в разнородном грунте (другое его название – двухслойный), удельное сопротивление можно определить так:

    удельное сопротивление

    где Ψ – это так называемый «сезонный» коэффициент;

    ρ1 и ρ2– удельные сопротивления слоев почвы (верхней и нижней прослойки соответственно), учитываемые при расчетах в Омах на•метр;

    Н – толщина слоя грунта в метрах, расположенного в верхней части земляного покрова;

    t – заглубление вертикальных штырей или стержней (оно соответствует глубине подготовленной траншеи), равное 0,7 метрам.

    Достаточное для получения эффективного заземления число стержней (горизонтальные составляющие пока не учитываются) определяется так:

    где Rн – это нормируемое ПТЭЭП сопротивление растеканию.

    С учетом горизонтальных элементов ЗУ формула для определения количества вертикальных штырей принимает такой вид:

    где под ηв понимается коэффициент использования конструкции, указывающий на взаимное влияние токов стекания различных единичных элементов друг на друга.

    Дополнительная информация: При обустройстве системы из линейно расположенных штырей следует помнить о том, что в этом случае их взаимное влияние проявляется особенно сильно.

    При уменьшении шага монтажа этих элементов защитного контура его общее сопротивление растеканию тока заметно увеличивается. Число элементов заземляющего сооружения, полученное по результатам описанных выкладок, следует округлить до большего значения.

    Расчеты заземления онлайн удается автоматизировать, если воспользоваться разработанным для этого специальным онлайн калькулятором на нашем ресурсе.

    Пример расчета заземления

    В качестве «классического» примера расчета заземления рассмотрим вариант ЗУ с учетом заданных исходных данных, то есть проведем вычисления для одиночного металлического штыря. Сразу оговоримся, что такие простейшие конструкции применяются при организации повторного заземления высоковольтных опор. В рассматриваемой ситуации согласно положениям ПУЭ (смотрите п.1.7.103.) сопротивление растеканию тока не может быть более 15, 30 и 60 Ом для напряжений 660, 380 и 220 Вольт соответственно.

    Расчет одиночного заземляющего элемента для опоры ВЛ 380 Вольт

    Согласно оговоренной ранее методике сначала по таблице выбирается тип вертикального штыря со следующими характеристиками:

    • Материал – сталь.
    • Форма – округлый стержень диаметром 16 мм.
    • Длина L — 2,5 метра.

    Обратите внимание: В качестве грунта в соответствие с таблицей выбирается полутвердая глина с удельным сопротивлением ρ, равным 60 Ом на•метр.

    Глубина траншеи берется равной полметра. Затем из той же таблицы находится поправочный коэффициент, вводимый для средней климатической зоны. Его значение при фактической длине стержней до 2,5 метров с учетом промерзания грунта в данной местности составляет ψ=1,45. Показатель нормированного сопротивления для этого типа ЗУ равен 30 Омам. Следующий показатель – удельное сопротивление грунта находится по формуле:

    ρ (по факту) = ψ•ρ = 1.45х60 = 87 Ом•метр

    Полученные расчетные данные выглядят так:

    1. заглубление одиночного штыря в грунт составляет h = 0,5l + t = 0,5х2,5 + 0,5 = 1,75 метра;
    2. его сопротивление для нашего примера (смотрите формулы выше) составляет не более 30 Ом, что соответствует требования ПУЭ для данного напряжения.

    Когда одного заземляющего штыря для опоры ВЛ недостаточно – допускается добавлять еще один или даже несколько прутьев. В этом случае потребуется другая методика, используемая для линейного контура или треугольной конструкции.

    Расчет переносного заземления

    Перед расчетом переносного заземления (ПЗ) следует учесть, что для этого типа защитных приборов требования к сопротивлению стеканию тока еще более высокие, чем у стационарных ЗУ (фото ниже).

    Обратите внимание: Самое главное в этой ситуации – правильно рассчитать сечение заземляющих проводов переносного устройства, определяющих эффективность его действия.

    переносное заземление

    При решении этой проблемы, прежде всего, следует научиться различать сети и установки с различными действующими напряжениями. Провода ПЗ (согласно требованиям действующих стандартов) должны выдерживать продолжительный нагрев при замыкании в питающих линиях трехфазного и однофазного напряжения. Для электроустановок с этим показателем до 1000 Вольт выбирается шина сечением не менее 16 кв. мм.

    В сетях, где напряжение превышает 1000 Вольт, предельная величина сечения проводов ПЗ не должна быть менее 25 мм2. Точный расчет этого значения производится обычно по следующей формуле:

    S = ( Iуст √tф ) / 272

    где Iуст – это ток короткого замыкания;

    tф – время его действия в секундах;

    272– коэффициент, указывающий на тип металла проводника и отличающийся для разных токов КЗ (для меди, в частности он равен 250, а в расчетах взят с небольшим запасом).

    В случаях, когда действующее напряжение не превышает 6-10 кВ – требуемое для надежной защиты сечение провода колеблется в пределах от 120 до 185 мм2. Поскольку комплект переносных заземлений с такими шинами будет очень тяжелым и неудобным в работе – согласно ПУЭ допускается использовать несколько ПЗ с меньшим сечением. При подготовке рабочего места такие заземления включаются в защищаемую цепь параллельно.

    В последнем случае в формулу подставляются максимальные значения по времени воздействия тока короткого замыкания, а в трехфазных цепях искомая величина определяется для каждой их фаз. Во втором случае особое внимание уделяется аккуратности обустройства ПЗ, чтобы избежать недопустимого в условиях наложения защитного заземления межфазного замыкания.

    Дополнительная информация: При обустройстве переносной конструкции не допускается применять кабель в изоляции, не позволяющей визуально контролировать состояние рабочих жил.

    Помимо этого комплект такого заземления обязательно оснащается достаточно «мощными» зажимами, посредством которых элементы переносной конструкции надежно закрепляются на токопроводящих частях. Для их фиксации на заземляющих проводах должны применяться крепления, позволяющие обходиться без переходных элементов. Такая предусмотрительность позволит увеличить площадь контакта и повысить надежность имеющегося соединения. В этом случае конструкция способна выдержать значительные по величине токи и сохранить свою работоспособность в течение длительного времени.

    При наложении такого заземления в трехфазных силовых цепях с напряжениями выше 1000 Вольт для получения более надежного контакта допускается использовать сварку. В исключительных случаях согласно ПУЭ разрешено болтовое сочленение, но только при условии предварительной пайки контактной зоны. В заключение отметим, что в рассмотренной ситуации для образования надежного соединения потребуется комплексный подход (ограничиваться только одной пайкой, например, не допускается).

    Читайте также: