Υπολογισμός της συσκευής γείωσης
Ο υπολογισμός των συσκευών γείωσης περιορίζεται στον προσδιορισμό της μεταβατικής αντίστασης της διάδοσης του ρεύματος σφάλματος γείωσης από τα ηλεκτρόδια γείωσης, η οποία εξαρτάται από την αντίσταση των στρωμάτων εδάφους ρ... Η αντίσταση των στρωμάτων εδάφους εξαρτάται από τη σύνθεσή τους, την υγρασία περιεχόμενο, επίπεδο υπόγειων υδάτων και θερμοκρασία. Με μεγαλύτερη ακρίβεια, το ρ μπορεί να προσδιοριστεί με άμεση μέτρηση in situ χρησιμοποιώντας μία από τις υπάρχουσες μεθόδους. Οι τιμές που συνιστώνται για προκαταρκτικούς υπολογισμούς για διάφορα εδάφη και οι αυξανόμενοι συντελεστές κατά την κατάψυξη δίνονται στα βιβλία αναφοράς.
Αφού ολοκληρωθεί η συσκευή γείωσης, πρέπει να μετρηθεί η αντίστασή της και εάν διαφέρει από το πρότυπο, μειώνεται προσθέτοντας τον αριθμό των γειωμένων ηλεκτροδίων ή αυξάνοντας την αγωγιμότητα του εδάφους, εισάγοντας σκωρία, αλάτι ή άλλες ουσίες σε αυτό.
Αφού γίνει ο υπολογισμός για τα ηλεκτρόδια τεχνητής γείωσης, προσδιορίζεται προκαταρκτικά εάν θα υπάρχουν αρκετά φυσικά ηλεκτρόδια γείωσης και μόνο τότε υπολογίζεται η απαιτούμενη αντίσταση των ηλεκτροδίων τεχνητής γείωσης
όπου Rclaim — αντίσταση τεχνητών γειωμένων ηλεκτροδίων, Rec — το ίδιο, φυσικό, Rzu — κανονική αντίσταση.
Οι διακόπτες γείωσης συγκολλούνται με ατσάλινη λωρίδα 40x4 mm ή με την ίδια ράβδο. Αυτές οι λωρίδες τοποθετούνται στο έδαφος σε βάθος 0,7 m και σχηματίζουν ένα κοινό κύκλωμα γείωσης.
Μια χαλύβδινη ράβδος μήκους 5 m σε κανονικό έδαφος (αργιλόχωμα) σε ρ = 100 ohm x m έχει αντίσταση επαφής 22,7 ohm. Για να ληφθεί μια τυπική αντίσταση εξάπλωσης ενός μόνο ηλεκτροδίου γείωσης 22,7 ohms, υπολογίζεται η αντίσταση βρόχου, η οποία αποτελείται από την αντίσταση των κατακόρυφων και οριζόντιων ηλεκτροδίων με τη μορφή μιας λωρίδας σύνδεσης Rd που συνδέεται παράλληλα.
Ρύζι. 1. Συσκευές γείωσης: α — γραμμές ρεύματος παράλληλων συνδεδεμένων γειωμένων ηλεκτροδίων, β — κύκλωμα γείωσης ανεξάρτητου υποσταθμού μετασχηματιστή, γ — ο ίδιος ενσωματωμένος υποσταθμός — 1 — ηλεκτρόδια γείωσης, 2 — εσωτερικός βρόχος γείωσης
Η απόσταση μεταξύ των ηλεκτροδίων πρέπει να είναι τουλάχιστον το μήκος τους για να αποφευχθεί το φαινόμενο της αμοιβαίας θωράκισής τους (Εικ. 1 α), που οδηγεί σε αύξηση της αντίστασης του γειωμένου συστήματος ηλεκτροδίων. Το περίγραμμα είναι κατασκευασμένο με τη μορφή ορθογωνίου που περικλείει μια ηλεκτρική εγκατάσταση (για παράδειγμα, έναν υποσταθμό ή υποσταθμό ελεύθερης τοποθέτησης). Εάν η ηλεκτρική εγκατάσταση είναι ενσωματωμένη στο κτίριο, τότε το κύκλωμα γείωσης γίνεται εξ αποστάσεως και συνδέεται με το εσωτερικό κύκλωμα (εντός του κτιρίου) σε τουλάχιστον δύο λωρίδες (Εικ. 1. β, γ).
Σε εγκαταστάσεις με απομονωμένα ουδέτερα και χαμηλά ρεύματα γείωσης, η διατομή των συρμάτων γείωσης θεωρείται επαρκής: χαλκός 25, αλουμίνιο 35, χάλυβας 120 mm2... Η ελάχιστη διατομή στρογγυλού ή λωρίδας χάλυβα των γραμμών γείωσης πρέπει να είναι τουλάχιστον 100 m2 σε εγκαταστάσεις έως 1000 V και 120 mm2 σε εγκαταστάσεις άνω των 1000 V.
Για ηλεκτρικές εγκαταστάσεις με τάση πάνω από 1000 V με χαμηλά ρεύματα γείωσης, η αντίσταση της συσκευής γείωσης πρέπει να πληροί την προϋπόθεση
όπου το Uz λαμβάνεται ως 250 V εάν η συσκευή γείωσης χρησιμοποιείται μόνο για εγκαταστάσεις με τάσεις πάνω από 1000 V και Uh = 125 V εάν η συσκευή γείωσης χρησιμοποιείται ταυτόχρονα για εγκαταστάσεις με τάσεις έως 1000 V,
Azs — ονομαστικό ρεύμα σφάλματος γείωσης, A.
Στους υπολογισμούς των συσκευών γείωσης, χρησιμοποιούνται οι ακόλουθοι απλοποιημένοι τύποι, οι οποίοι καθορίζουν την αντίσταση των ηλεκτροδίων τεχνητής γείωσης:
— για ένα κοίλο ηλεκτρόδιο ράβδου με διάμετρο 10-12 mm, μήκος περίπου 5 m
— για γωνιακό ηλεκτρόδιο χάλυβα 50x50x5 mm και μήκους 2,5-2,7 m
— για ένα ηλεκτρόδιο κατασκευασμένο από σωλήνα με διάμετρο 50-60 mm και μήκος 2,5 m
Σε εγκαταστάσεις με τάση έως 1000 V, η σωστή επιλογή συσκευών γείωσης παρέχει επίσης προϋποθέσεις για γρήγορη και αξιόπιστη αποσύνδεση τμήματος δικτύου (ηλεκτρική εγκατάσταση) σε περίπτωση βραχυκυκλώματος.