הארקה מגן – תכנון, פריסה ועיצוב של מערכת המבטלת את איום התבוסה

אדמה מגן

ארגון מערכת אמינה לבטיחות חשמל מוגנת הוא אחד התנאים העיקריים המונעים נזק למשתמשים במתקנים חשמליים. זה יספק הגנה לא רק לבני אדם, אלא גם למכשירים. הארקה מגן שתוכננה והתקנה כראוי תמנע את ההשפעה השלילית של מגוון רחב של זרמים מסתובבים שלא ניתן לחזות אותם, תבטל את הקצר שלהם על המקרים. כתוצאה מכך, לא תיכלל ההסתברות לפגיעות טראומטיות וכישלון מכשירים טכניים מורכבים.

 

תוֹכֶן

• פעולת מערכת הארקה מגן
• כיצד מתבצעים החישובים?

• סיווג התקני הארקה
• שיטת חישוב פרמטר

תרשים מעגלים והתקנה

מערכת הארקה ללא הארקה עמוקה

מערכת קבוצתית עם הארקה מלאכותית

מטרת הארקה מגן היא ליצור חיבורים חשמליים לאדמה של אלמנטים מתכתיים לא מוליכים הנמצאים בסכנת מתח. הגורם להתרחשות מתח בלתי רצוי יכול להיות פריקות בזק, קצר חשמלי לבית, ביצוע פוטנציאל, אינדוקציה המופיעה תחת השפעת התקני נשיאת זרם קרובים או חלקיהם ומספר מצבים אחרים. ניתן ליצור את החיבור עם אדמה או מקבילה, כמו מי ים או נהר, פחם במחצבה, חפצים טבעיים אחרים או שנוצרים באופן מלאכותי עם תכונות דומות.

פעולת מערכת הארקה מגן

עבודתה של מערכת הארקת המגן היא להפחית את הפרמטרים של מתח המגע והמגע, ולהביא אותם לערכים בטוחים. כתוצאה מהתקן מוסמך של מערכת ההארקה:

• הפוטנציאל של ציוד חשמלי מקורקע מופחת;
• הפרמטרים של פוטנציאל הבסיס עליו עומדים המשתמשים מיושרים עם הפוטנציאל של ההתקנה הטכנית המותקנת.

חָשׁוּב. בהיעדר הארקה של מתקן חשמלי, נגיעה במתחם בו מסוכנת כמו נגיעה בחוט פאזה של רשת חשמל.

בהתבסס על הפחתת הערכים או על השוואת הפוטנציאלים של ציוד חשמלי מקורקע, עקרון הארקה מגן מסייע בהפחתת מתח הדיור ביחס לאובייקט המשמש להארקה, המשמש לעתים קרובות כאדמה. בשל כך, הזרם העובר בגוף המשתמש ומתח המגע (צעד) יגיע לערכים בטוחים לחלוטין לבני אדם וטכנולוגיה.

פונקצית ההארקה תושם במלואה אם ​​מחווני זרם תקלות האדמה לא יגדלו בגלל ירידה בהתנגדות ההארקה. מצב זה עולה בקנה אחד עם רשת ניטרלית מבודדת – עם גנרטור או מכשיר שנאי שאינו מחובר למערכת ההארקה או מחובר אליו באמצעות עמידות גבוהה של אמצעי מדידה, איתות ומיגון שונים..

כיצד מתבצעים החישובים?

ביסודו, חישוב הארקת המגן מורכב בקביעת מדויק של הפרמטרים העיקריים. הם נדרשים ליצור מעגל המהווה את מתח המדרגה והמגע הבטוח ביותר המופיעים ברגע סגירת השלבים לבית. על סמך הערכים המחושבים שנמצאים בגבולות המותר, מחושבים המספר והממדים של מוליכי הארקה, מתוכנן הפריסה של אלמנטים בודדים.

סיווג התקני הארקה

לפי מקורם, מוליכי הארקה מחולקים לשתי קטגוריות, בעת ביצוע חישובים, יש לקחת בחשבון את ההבדלים והתכונות הספציפיות שלהם:

• חפצים טבעיים המיוצגים על ידי חלקים מוליכים של צד שלישי במגע ישיר עם האדמה. קטגוריית מוליכי הארקה טבעיים כוללת גם חפצים אשר המגע החשמלי שלהם עם האדמה נוצר באמצעות מדיום מוליך ביניים.

במוליך הארקה טבעי מותקן אדמה (סתומה, מורד לבארות קדחות) אלמנטים אנכיים המחוברים זה בזה באמצעות אופקי

בנוסף לאדמה ומים, הקטגוריה של מוליכי הארקה טבעיים כוללת צינורות מתכת למים ושירותים אחרים המונחים באופן תעלה. צינורות עם חומרים דליקים ונפיצים, כבישים מהירים המוקמים לשימוש חלקי בצינורות PVC וחלקים אינם יכולים לשמש כמוליכי הארקה ממקור טבעי. מיועד בעיקר לספק פונקציונליות נטולת בעיות של ציוד חשמלי בתנאי חירום ורגיל, הארקה לעבודה ומגן, תוך ביטול הסבירות לנזק, מותקנים בעיקר באדמה.

• אלקטרודות קרקע מלאכותיות, לרוב מיוצגות על ידי אלקטרודות אנכיות או אופקיות.

שיטת חישוב פרמטר

כדי לבצע את החישובים, נדרשים הנתונים הבאים:

• מאפיינים של ציוד חשמלי ספציפי, כגון סוג ההתקנה והמכשירים העיקריים שלו, מתחי הפעלה, שיטות אפשריות להארקת הנייטרלים של התקני טרנספורמציה ויצור;
• הגודל והתצורה של האלקטרודות, המאפשר לקחת בחשבון את העומק המשוער של טבילה באדמה;
• מידע על מדידות ההתנגדות של שכבת האדמה בשטח המצויד במערכת ההארקה, המאפיינים של אזור אקלים ספציפי (אתה יכול להשיג אותם בשירות מזג האוויר המקומי);

מעגל הארקה מגן המוצג בסעיף

חָשׁוּב. בעת הצבת מערכת הארקה מגן בשתי שכבות אדמה, יש צורך בנתונים על ההתנגדות של כל אחד מהם, יהיה צורך בנתונים מדויקים על עוצמת השכבה העליונה..

• מידע על זמינותם של מוליכי הארקה טבעיים מתאימים, עליהם ניתן להשתמש בחפצים להארקה, ידרוש גם אינדיקטורים אמיתיים להתנגדות להתפשטות זרם של אובייקטים אלה המתקבלים על ידי מדידה;
• אינדיקטורים מדויקים של זרם תקלות האדמה המחושב על ידי השיטה הסטנדרטית;
• המאפיינים המחושבים של נורמות המתח המותרות וכללי ה- PES, תקופת הגנת ההארקה, דבר הכרחי אם החישובים נעשו על פי ערכי מתח המגע וערכי מתח המדרגה.

הארקה מגנה ואפס של מתקנים חשמליים מחושבים עבור מקרים של התקנת אלמנטים של מערכת ההארקה באדמה הומוגנית. עם זאת, כעת פותחו שיטות חישוב ויושמות בעזרת סידור מוליכי הארקה באדמה הטרוגנית.

• חישוב מוליכי הארקה הנמצאים בסביבה הומוגנית מחייב לקחת בחשבון את ערכי ההתנגדות של שכבת ההקפאה העונתית בתקופות של הקפאה וייבוש של כדור הארץ. כדי להשיג ערכים מדויקים, משתמשים במקדמים מיוחדים ב- חישובים למערכות הארקה כל מורכבות.
• חישוב מוליכי הארקה המותקנים בשתי שכבות אדמה או יותר מחייב לקחת בחשבון את ערכי ההתנגדות של כל השכבות. החישוב מבוסס על התחשבות בכל הפוטנציאלים הנגרמים על האלקטרודות המותקנות המהוות חלק ממבנה מורכב מקבוצת מתגי ההארקה..

ללא תלות בשיטת החישוב, פרמטר המשותף לכל הסכמות הוא ההתנגדות הנדרשת, שנקבעה בהתאם לתקנות ה- PES.

עבור ציוד חשמלי עם מתח של עד 1 קילוואט, חישוב ההתנגדות של גוף ההארקה הכלול במערכת הארקת המגן עם ניטרלי מבודד (סוג IT) מתבצע בהתאם לתנאי:

באי-שוויון זה המשתנה Rz הוא ערך ההתנגדות של מכשיר ההארקה (המתבטא באוהמס), ערך קבוע הוא Upr.add. – פרמטר מתח מגע (50 וולט), IZ – הערך הכולל של תקלת כדור הארץ, הבא לידי ביטוי ב- A.

על פי דרישות רגולטוריות, הערך של Rz נע בין 4 אוהם ל -10 אוהם (אין דרישות מיוחדות לערך הגבול התחתון, הערך העליון הוא הפרמטר המרבי המותר), בתנאי שכוח אספקת החשמל והשנאים והגנרטורים המחוברים במקביל אינו גבוה מ- 100 kVA.

כדי לארגן הארקה מגן של מתקנים עם מתח גבוה יותר, משתמשים בערכים אחרים בחישובים:

• 0.5 אוהם ברשתות חשמל עם ניטרליות מקורקעות ביעילות עם הזרמים הגדולים האופייניים שלהם לכדור הארץ;
• לא גבוה מ- 10 אוהם במתח מגע 250 וולט במערכות עם ניטרל מבודד (התנאי תקף בזרמים נמוכים לאובייקט ההארקה עבור ציוד עם מתח של יותר מ- 1000 וולט).

הערה. עדיפים ערכי התנגדות מינימליים לולאות קרקע. ככל שערכו נמוך יותר, כך יעילה תהיה תנועת הזרם דרך עצמים עם פחות התנגדות.

התנגדות ההתפשטות הנוכחית המחושבת להתקנת מערכת ההארקה, המחושבת למוליך ההארקה עשויה לגדול במהלך הפעולה. יש לפקח כל העת על ערכו..

תרשים מעגלים והתקנה

בבניינים מרובי דירות מותקנים מפסקי חשמל כדי להגן על התושבים מפני נזק, מה שהופך את רשת החשמל לאפס (ללא אנרגיה) במקרה של התמוטטות בידוד או קצר חשמלי.

בדיור אוטונומי ובקוטג'ים בקיץ, בשל היעדר יכולת טכנית להתקין אוטומציה מנותקת, נדרש מכשיר הארקה מגן, אשר ניתן לעשות זאת על ידי פנייה לחשמלאים, או לבצע במו ידיך..

מערכת הארקה ללא הארקה עמוקה

ניתן להתקין אלמנטים של המעגל, שאינו כולל אלקטרודה קרקעית עמוקה, בשורה או לסידור בצורה של צורה גיאומטרית כלשהי. צורת קווי המתאר תלויה במאפייני האתר. שיטה זו מתאימה כאשר אורך קווי הקרקע עד 3 מטר.

• הארקה אנכית חודרת. המרחק בין מתגי הארקה המותקנים אנכית באדמה מחושב על בסיס אורך חלקים אלה של מערכת ההארקה. זה הכרחי כדי למזער את המיגון, מכיוון שככל שהאלמנטים ממוקמים קרוב יותר כך אפקט המיגון גדול יותר.

• מתבצעת מדידה צעד אחר צעד של ערכי ההתנגדות האמיתיים של מוליכי הארקה בודדים. יש להתקין אותם בכמות שמבטיחה היווצרות התנגדות מינימלית..

הערה. לעיתים קרובות משתמשים במספר שונה של אלמנטים הארקה לייצור אזורי אדמה שווים, שכן ההתנגדות של האדמה מושפעת מכמות ההארקה..

• החיבור של מתגי הארקה בודדים נמצא בתהליך. מתגי הארקה בעלי ציפוי עמיד בפני קורוזיה מחוברים באמצעות מחברים מיוחדים. התקני הארקה עשויים מתכת ברזלית מחוברים באופן בלעדי באמצעות ריתוך, התפרים מכוסים במסטיק ביטומן.

מערכת קבוצתית עם הארקה מלאכותית

זהו מעגל הארקה מגן פשוט הזמין ליישום עצמאי עם קו מתאר משולש ישר. מערכת הגנה חשמלית זו ממוקמת מטר מהגבול התחתון של הבסיס או הקיר.

• בהתאם לתצורה שנבחרה, נחפרת תעלה בעומק 0.8 מטר. אורך כל צד במשולש הוא 3 מ '.
• בקודקודי המשולש, רצוי לקדוח בארות בעומק של שלושה מטרים. אם הוחלט לפטיש מוליכי הארקה אנכיים עם פטיש, היה באר מספיק מטר.

הערה. הרבה יותר קל לפטיש בחפצים עם קצוות מחודדים. מחדד את החומר שאליו אתה הולך לפטיש בעזרת מטחנה.

כחומר להארקה אנכית מתאימים צינור מתכת בקוטר 50 מ"מ, מוט פלדה בגודל 10 מ"מ, פינת צד 50 מ"מ. אורכו שלושה קטעים שאורכם שלושה מטרים. אלמנט ההארקה האופקי יכול להיות עשוי מתשעה מטרים של רצועת פלדה בעובי 4 מ"מ, רוחב 40 מ"מ.

• לאחר מכן, לולאת האדמה המותקנת מחוברת באמצעות ריתוך למוליך. זה עשוי מברזל עגול או מפלדת רצועה. זה מתחבר למוליך הארקה טבעי..

המעגל המותקן יבצע בהצלחה את הקצאת ההתנגדות להגנה אם הוא מחובר לצינור מים מפלדה המונח באדמה, לצינורות מעטפת מתכתיים של בארות מים, למבני מתכת ובטון מזוין אחרים. לאחר התקנת הארקה מגן, יש למלא את כל התעלות והחפירות באדמה הומוגנית ללא הכללת אבן כתוש ופסולת בניין..

לאחר שיש לך מושג מה נקרא הארקת מגן, לאחר שנודע לך על הדרכים לבניית מערכת מיגון חשמלית, אתה יכול להמשיך בבטחה עם התקנה עצמית. אל תשכח ממדידת ערך ההתנגדות לאחר ההתקנה. אם אין מכשירים וכישורים תואמים, זה נדרש להתקשר לחשמלאים.