Berechnung der Erdung – Haushaltsfälle, die für ein wirksames Schutzgerät erforderlich sind

So berechnen Sie die Erdung

Das Problem der Erdung elektrischer Haushaltsgeräte erscheint den meisten gewöhnlichen Menschen zweitrangig und optional, da vor nicht allzu langer Zeit die Installation eines Erdungskabels in der elektrischen Verkabelung von Häusern nicht einmal vorgesehen war. Heutzutage hat die Anzahl der elektrischen Haushaltsgeräte in jeder Familie erheblich zugenommen, ihr Energieverbrauch hat zugenommen, was bedeutet, dass die Belastung des Stromnetzes gestiegen ist. Das Offensichtliche zu ignorieren, wäre die Höhe der Verantwortungslosigkeit. Daher regeln moderne elektrische Sicherheitsanforderungen die Regeln, nach denen alle elektrischen Haushaltsgeräte mit einer Leistung von mehr als 1,3 kW einer Schutzerdung unterliegen. Selbst wenn eine Erdung zunächst nicht vorgesehen ist, muss sie mit eigenen Ressourcen ausgestattet sein, die zunächst die Berechnung der Erdung vorsehen. Für jeden, der auf ein ähnliches Problem gestoßen ist, ist es wichtig, die Essenz des Geschehens zu verstehen, denn wenn die Berechnung der Erdung online von einem Programm auf einem Computer durchgeführt wird, wird diese Berechnung einem einfachen Benutzer kein Verständnis für die Grundprinzipien der Elektrotechnik vermitteln. Der Benutzer, der für das Leben und die Gesundheit seiner Lieben verantwortlich ist, wird zweifellos von den folgenden Informationen profitieren. Es wird helfen, sich in der Notwendigkeit einer Erdungsanordnung zu etablieren, die letztendlich unangenehme und gefährliche Momente während des Betriebs von Elektrogeräten im täglichen Leben vermeidet. Berücksichtigen Sie die erforderlichen Berechnungsformeln und versuchen Sie, die Besonderheiten des Problems genauer zu verstehen.

 

Inhalt

• Programmbetriebsbeispiel
• Berechnung des Bodenwiderstands
• Erdschleifenberechnung

 

Während des Betriebs elektrischer Geräte tritt aufgrund des Stromflusses durch die Wicklungen von Transformatoren oder Elektromotoren eine Spannung an ihrem leitenden Gehäuse auf. Selbst wenn das Gehäuse keinen direkten Anschluss an die Stromleitung hat, wird an dieser eine Spannung erzeugt, die durch das elektromagnetische Feld aus solchen Strömen verursacht wird. Um die Spannung vom Körper des Geräts abzuleiten, muss es mit der Erde, dh der Erde, verbunden werden.

Stellen Sie sich eine Computererdungsberechnung vor – ein Beispiel für die Arbeit des Elcut-Programms.

Programmbetriebsbeispiel

Wie Sie sehen können, führt das Programm die Berechnung der Erdung meisterhaft durch, aber zuerst müssen Sie die Funktionen des Programms verstehen.

Betrachten Sie die technische Machbarkeit der Erdung als Beispiel für den Betrieb moderner Fernseher und Überspannungsschutzgeräte. Moderne Fernsehgeräte verfügen über Notabschaltvorrichtungen für Überspannungen. Eine Erdung ist erforderlich, um den Betrieb sicherzustellen. Andernfalls reagiert das Gerät nicht auf das Überschreiten der zulässigen Spannungsparameter, wodurch ein teures Gerät beschädigt wird. Überspannungsschutz zum Anschließen von Computern erfordert für einen effizienten Betrieb auch eine Erdungsvorrichtung, da der Filter sonst als einfaches Verlängerungskabel fungiert.

Neben dem technischen Bedarf an Erdung gibt es eine wichtigere Aufgabe – die Sicherheit von Elektrogeräten. Aus Gründen der Klarheit betrachten wir eine häufige Situation: Der Kühlschrank befindet sich in der Nähe der Batterie, das Gerät ist nicht ordnungsgemäß geerdet und am Gehäuse ist eine kleine Spannung von etwa 50 bis 100 V aufgetreten. Ein Erwachsener, der das Gehäuse berührt, fühlt sich möglicherweise nicht einmal unwohl, aber wenn dies der Fall ist Wenn das Gerät von einem Kind berührt wird, während es (versehentlich oder absichtlich) eine Zentralheizungsbatterie berührt, befindet es sich zwischen einem geerdeten Leiter (Batterie) und einer Spannungsquelle (Kühlschrank). Dadurch wird der Stromkreis durch den Körper des Kindes geschlossen. Der Stromfluss durch den Körper eines Kindes kann zu irreversiblen Folgen führen. Daher muss die Schutzerdungsvorrichtung sehr ernst genommen werden.

In modernen Hochhäusern ist die Erdung nicht schwierig. Die Verkabelung in solchen Häusern enthält bereits einen Erdungsdraht, der parallel zur Stromleitung verlegt ist. Für den sicheren Betrieb von Elektrogeräten reicht es aus, eine dreipolige Steckdose zu installieren und korrekt anzuschließen.

In diesen Häusern wo Erdung des Steckdosenstromkreises Es wurde während des Baus nicht zur Verfügung gestellt, es kann mit eigenen Händen gemacht werden, wenn sich der Schild mit Theken im Eingang des Treppenhauses befindet. Bei einer solchen Abschirmung ist ein Erdungskabel oder eine Null (abhängig vom Stromversorgungsschema des Hauses – vier- oder fünfadrig) mit dem Metallgehäuse der Abschirmung verbunden. Um eine Verbindung herzustellen, müssen Sie nur einen freien Anschluss am Gehäuse finden. In diesem Fall muss die Regel beachtet werden – jedes Erdungskabel muss mit einer separaten Schraube verbunden werden.

Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass eine Erdung oder Erdung im alten „Chruschtschow“ möglich ist. Die Verwendung eines funktionierenden Neutralleiters zum Zwecke der Erdung ist verboten, dafür ist eine separate Erdungselektrode erforderlich. Als Erdungsleiter können natürliche leitende Strukturen verwendet werden, die direkten Kontakt mit der Erde haben, und speziell entwickelte Geräte, die als künstliche Erdungsleiter bezeichnet werden. Natürliche Erdung kann sein: Fundamentverstärkung, Wasserleitungen (außer dem Heizsystem), der äußere Metallmantel von gepanzerten Kabeln (außer Aluminium). Künstliche Erdungsvorrichtungen sind vertikal und horizontal. Das heißt, in Form von Metallstäben hergestellt zu werden, die in den Boden eingetrieben, durch einen leitenden Streifen zusammengeschweißt werden, oder in Form von Metallelektroden, die horizontal im Boden unterhalb des Gefriergrades des Bodens verlegt sind.

Berechnung des Bodenwiderstands

Für ein effektives Erdungsgerät müssen vorläufige Berechnungen durchgeführt werden. Der wichtigste numerische Parameter der Erdungsschleife ist ihr Widerstand. Moderne Regeln für die elektrische Installation regeln ihren Wert nicht mehr als 8 Ohm in einem Netzwerk mit einer Spannung von 220 V und 4 Ohm bei einer Spannung von 380 V. Diese Parameter des Schleifenwiderstands müssen während dieser Zeit beachtet werden alle Jahreszeiten. Natürlich ist bei einer niedrigeren Spannung ein größerer Widerstandswert zulässig, da die Aufgabe der Erdung darin besteht, die Sicherheit von Personen zu gewährleisten, die im Kontakt mit dem Gehäuse der Anlage bei Phasenspannung in Kontakt stehen.

Bei geringerem Erdungswiderstand erscheint ein kleinerer Teil des elektrischen Potentials am Gerätegehäuse. Die Messung des Erdungswiderstands wird mit speziellen Messgeräten durchgeführt.

Erdschleifenberechnung

Erdschleifenberechnung Basierend auf der Messung des Bodenwiderstands ist dies eine Eigenschaft, die den Grad der elektrischen Leitfähigkeit der Erde bestimmt. Die spezifische Beständigkeit des Bodens hängt von seiner Dichte, chemischen und mechanischen Zusammensetzung, Temperatur und Luftfeuchtigkeit ab. Daraus ergibt sich, dass sich dieser Indikator unter verschiedenen Wetterbedingungen und zu verschiedenen Jahreszeiten erheblich unterscheiden wird. Daher werden die größten saisonalen Widerstandsindikatoren verwendet.

Die Berechnung des Widerstands eines vertikalen Einzelerdungselektrodensystems erfolgt nach folgender Formel:

Wo:

R₁ – berechneter Widerstand eines einzelnen Stabes (Ohm)

∏ – Konstante (3.141592)

ρ – Bodenwiderstand (Ohm • m)

L – Erdungsstangenlänge (m)

ln ist der natürliche Logarithmus

T ist der Abstand von der Mitte des Stabes zur Erdoberfläche (m)

d ist der Durchmesser des Stabes (m)

Zur Berechnung des Widerstands der Masseelektrode, die aus mehreren identischen Stäben besteht und sich in derselben Tiefe befindet, wird die folgende Formel verwendet:

Wo:

R ist der berechnete Widerstand der Masseelektrode, die aus mehreren Stäben besteht

R₁ ist der Widerstand eines einzelnen Stabes (Ohm)

K₁ – Koeffizient der gegenseitigen Beeinflussung von Elektroden

N ist die Anzahl der Stäbe in der Erdung

Der gegenseitige Einflusskoeffizient der Elektroden hängt vom Abstand zwischen den Elektroden ab. Denken Sie daran, dass er nicht kleiner als ihre Länge sein sollte. Der optimale Abstand beträgt das 2,2-fache der Länge der Stangen. Die Verbindung der Stäbe in einer Mehrelektroden-Masseelektrode erfolgt über einen Metallstreifen mit einem Querschnitt von 150 mm2.

Wie aus den obigen Formeln ersichtlich ist, hängt der Gesamtwiderstand der Masseelektrode vom spezifischen Widerstand des Bodens und der Länge der Elektroden ab, d. H. Je größer der elektrische Widerstand des Bodens ist, desto länger sind die Elektroden im Boden. Wenn die Beschaffenheit des Bodens das Ansteuern langer Elektroden nicht zulässt, müssen diese in größeren Mengen verwendet werden, und in sehr steinigen Gesteinen kann die Verwendung einer horizontalen oder elektrolytischen Erdung erforderlich sein