Messa a terra di protezione: progettazione, layout e progettazione di un sistema che elimina la minaccia di sconfitta

Terra di protezione

L’organizzazione di un sistema affidabile di sicurezza elettrica di protezione è una delle condizioni principali che impediscono danni agli utenti delle installazioni elettriche. Fornirà protezione non solo agli esseri umani, ma anche ai dispositivi. Una messa a terra di protezione progettata e installata correttamente impedirà l’impatto negativo di una vasta gamma di correnti circolanti che si verificano in modo imprevedibile, eliminando il loro cortocircuito sui casi. Di conseguenza, saranno escluse la probabilità di lesioni traumatiche e il guasto di dispositivi tecnici complessi.

 

Soddisfare

• Azione protettiva del sistema di messa a terra
• Come vengono effettuati i calcoli?

• Classificazione dei dispositivi di messa a terra
• Metodo di calcolo dei parametri

Schema elettrico e installazione

Sistema di messa a terra senza messa a terra profonda

Sistema di gruppo con messa a terra artificiale

Lo scopo della messa a terra di protezione è quello di creare collegamenti elettrici a terra di elementi metallici non conduttivi a rischio di tensione. La causa del verificarsi indesiderato della tensione può essere scariche di fulmini, cortocircuito verso l’alloggiamento, realizzazione di potenziale, induzione che appare sotto l’influenza dei dispositivi che trasportano corrente nelle vicinanze o delle loro parti e una serie di altre situazioni. La connessione può essere effettuata con terreno o suo equivalente, come acqua di mare o di fiume, carbone nella cava, altri oggetti naturali o creati artificialmente con proprietà simili.

Azione protettiva del sistema di messa a terra

Il lavoro del sistema di messa a terra di protezione consiste nel ridurre i parametri di tensione e contatto del gradino, portandoli a valori sicuri. Come risultato di un dispositivo competente del sistema di messa a terra:

• il potenziale delle apparecchiature elettriche messe a terra è ridotto;
• i parametri del potenziale della base su cui si trovano gli utenti sono allineati con il potenziale dell’installazione tecnica collegata a terra.

Importante. In assenza di messa a terra di un impianto elettrico, toccare il suo alloggiamento è pericoloso quanto toccare un filo di fase di una rete elettrica.

Basato sulla riduzione dei valori o sull’equalizzazione dei potenziali delle apparecchiature elettriche messe a terra, il principio della messa a terra di protezione aiuta a ridurre la tensione dell’alloggiamento rispetto all’oggetto utilizzato per la messa a terra, che viene spesso utilizzato come terreno. Per questo motivo, la corrente che passa attraverso il corpo dell’utente e la tensione di contatto (gradino) raggiungeranno valori assolutamente sicuri per l’uomo e le apparecchiature.

La funzione di messa a terra sarà pienamente implementata se gli indicatori di corrente di guasto a terra non aumentano a causa di una diminuzione della resistenza di messa a terra. Questa condizione è pienamente coerente con una rete neutra isolata – con un dispositivo generatore o trasformatore che non è collegato al sistema di messa a terra o collegato ad esso attraverso un’alta resistenza di vari dispositivi di misurazione, segnalazione e protezione.

Come vengono effettuati i calcoli?

Fondamentalmente, il calcolo della messa a terra di protezione consiste nella determinazione accurata dei parametri principali. Sono tenuti a creare un circuito che formi le tensioni di contatto e di contatto più sicure che appaiono al momento della chiusura di fase sull’alloggiamento. Sulla base dei valori calcolati che rientrano nei limiti consentiti, vengono calcolati il ​​numero e le dimensioni dei conduttori di messa a terra, viene pianificato l’ordine di posizionamento dei singoli elementi.

Classificazione dei dispositivi di messa a terra

Per origine, i conduttori di messa a terra sono divisi in due categorie, quando si effettuano i calcoli, è necessario tenere conto delle loro differenze e caratteristiche specifiche:

• Oggetti naturali rappresentati da parti conduttive di terzi a diretto contatto con il suolo. La categoria dei conduttori di messa a terra naturali comprende anche oggetti il ​​cui contatto elettrico con la terra viene realizzato attraverso un mezzo conduttivo intermedio.

In un conduttore di messa a terra naturale, il suolo viene installato (intasato, abbassato in pozzi perforati) elementi verticali interconnessi da orizzontale

Oltre al suolo e all’acqua, la categoria dei conduttori di messa a terra naturali comprende tubi metallici per acqua e altre comunicazioni posati in modo trincea. Tubazioni con sostanze combustibili ed esplosive, autostrade costruite con l’uso parziale di tubi in PVC e parti non possono essere utilizzate come conduttori di terra di origine naturale. Progettato per fornire funzionalità senza problemi di apparecchiature elettriche in situazioni di emergenza e normali, la messa a terra di lavoro e di protezione, eliminando la probabilità di danni, viene principalmente installata a terra.

• Elettrodi di terra artificiali, spesso rappresentati da elettrodi verticali o orizzontali.

Metodo di calcolo dei parametri

Per eseguire i calcoli, sono richiesti i seguenti dati:

• caratteristiche di apparecchiature elettriche specifiche, come il tipo di installazione e i suoi principali dispositivi, tensioni operative, possibili metodi per mettere a terra i neutri dei dispositivi di trasformazione e generazione;
• le dimensioni e la configurazione degli elettrodi, consentendo di tenere conto della profondità stimata della loro immersione nel terreno;
• informazioni sulle misure della resistività dello strato del suolo nel territorio dotato del sistema di messa a terra, le caratteristiche di una specifica zona climatica (è possibile ottenerle nel servizio meteorologico locale);

Circuito di messa a terra di protezione mostrato nella sezione

Importante. Quando si posiziona un sistema di messa a terra protettivo in due strati di terreno, sono necessari dati sulla resistività di ciascuno di essi, saranno necessari dati precisi sulla potenza dello strato superiore.

• le informazioni sulla disponibilità di idonei conduttori di messa a terra naturali, su cui gli oggetti possono essere utilizzati per la messa a terra, richiederanno anche indicatori reali della resistenza alla diffusione di corrente di questi oggetti ottenuta mediante misurazione;
• indicatori precisi della corrente di guasto a terra calcolata calcolata in modo standard;
• le caratteristiche calcolate delle norme di tensione consentite e le regole del PES, il periodo di protezione della messa a terra, necessario se i calcoli sono stati effettuati in base ai valori della tensione di contatto e ai valori della tensione di fase.

La messa a terra principalmente protettiva e l’azzeramento degli impianti elettrici sono calcolati per i casi di installazione di elementi del sistema di messa a terra in un terreno omogeneo. Tuttavia, ora sono stati sviluppati metodi di calcolo che vengono applicati con la disposizione dei conduttori di terra in una terra eterogenea.

• Il calcolo dei conduttori di messa a terra situati in un ambiente omogeneo richiede di tenere conto dei valori della resistenza dello strato di congelamento stagionale durante i periodi di congelamento e asciugatura della terra. Per ottenere valori precisi, coefficienti speciali utilizzati in calcoli per sistemi di messa a terra qualsiasi complessità.
• Il calcolo dei conduttori di messa a terra installati in due o più strati di terreno richiede di tenere conto dei valori di resistenza di tutti gli strati. Il calcolo si basa sulla presa in considerazione di tutti i potenziali indotti sugli elettrodi installati che fanno parte di una struttura complessa dal gruppo di sezionatori di terra.

Indipendentemente dal metodo di calcolo, un parametro comune a tutti gli schemi è la resistenza richiesta, determinata in conformità con le normative del PSE.

Per apparecchiature elettriche con una tensione fino a 1 kV, il calcolo della resistenza dell’elemento di messa a terra incluso nel sistema di messa a terra di protezione con neutro isolato (tipo IT) viene eseguito in base alla condizione:

In questa disuguaglianza, la variabile Rz è il valore di resistenza del dispositivo di messa a terra (espresso in Ohm), un valore costante è Upr.add. – parametro della tensione di contatto (50 V), Iz – valore totale di guasto a terra, espresso in A.

Secondo i requisiti normativi, il valore di Rz varia da 4 ohm a 10 ohm (non esistono requisiti speciali per il valore limite inferiore, quello superiore è il parametro massimo consentito), a condizione che la potenza dell’alimentazione di rete e dei trasformatori e generatori collegati in parallelo non sia superiore a 100 kVA.

Per organizzare la messa a terra di protezione degli impianti con una tensione più elevata, vengono utilizzati altri valori nei calcoli:

• 0,5 Ohm in reti elettriche con neutro messo a terra efficacemente con le loro grandi correnti a terra caratteristiche;
• non superiore a 10 Ohm con tensione di contatto di 250 V in sistemi con neutro isolato (la condizione è valida a basse correnti verso l’oggetto di messa a terra per apparecchiature con una tensione superiore a 1000 V).

Nota. Sono preferiti i valori minimi di resistenza per i circuiti di massa. Più basso è il suo valore, più efficace sarà il movimento della corrente attraverso gli oggetti con la minima resistenza.

L’attuale resistenza allo spargimento calcolata per l’installazione del sistema di messa a terra, calcolata per il conduttore di terra, può aumentare durante il funzionamento. Il suo valore deve essere costantemente monitorato..

Schema elettrico e installazione

Negli edifici multi-appartamento, gli interruttori automatici sono installati per proteggere i residenti dai danni, rendendo la rete elettrica a zero (diseccita) in caso di guasto dell’isolamento o cortocircuito.

Nelle abitazioni autonome e nei cottage estivi, a causa della mancanza di capacità tecnica di installazione dell’automazione di disconnessione, è necessario un dispositivo di messa a terra di protezione, che può essere fatto contattando elettricisti o realizzato con le proprie mani.

Sistema di messa a terra senza messa a terra profonda

Gli elementi del circuito, che non include un elettrodo di terra profondo, possono essere installati in fila o disposti sotto forma di una sorta di figura geometrica. La forma del contorno dipende dalle caratteristiche del sito. Questo metodo è applicabile quando la lunghezza del terreno è fino a 3 metri.

• La messa a terra verticale penetra. La distanza tra i sezionatori di terra installati verticalmente nel terreno viene calcolata in base alla lunghezza di queste parti del sistema di messa a terra. Ciò è necessario per ridurre al minimo la schermatura, poiché più gli elementi sono vicini, maggiore è l’effetto di schermatura.

• Viene eseguita una misurazione dettagliata dei valori reali della resistenza dei singoli conduttori di messa a terra. Devono essere installati in quantità tale da garantire la formazione di una resistenza minima..

Nota. Spesso, un diverso numero di elementi di messa a terra viene utilizzato per mettere a terra aree uguali di terra, poiché la resistività del suolo è influenzata dalla resistenza specifica del suolo.

• È in corso il collegamento di singoli sezionatori di terra. Gli interruttori di terra con rivestimento resistente alla corrosione sono collegati mediante connettori speciali. I dispositivi di messa a terra in metallo ferroso sono collegati esclusivamente mediante saldatura, le cuciture sono coperte con mastice bituminoso.

Sistema di gruppo con messa a terra artificiale

Questo è un circuito di messa a terra semplice e protettivo disponibile per un’implementazione indipendente con un contorno a triangolo isoscele. Questo sistema di protezione elettrica si trova a un metro dal bordo inferiore della base o della parete.

• Secondo la configurazione selezionata, viene scavata una trincea profonda 0,8 metri. La lunghezza di ciascun lato del triangolo è di 3 m.
• Ai vertici del triangolo, è preferibile perforare pozzi profondi tre metri. Se si decidesse di martellare i conduttori di messa a terra verticali con una mazza, sarebbero sufficienti pozzi da 1,5 m.

Nota. È molto più facile martellare oggetti con estremità appuntite. Affila il materiale che stai per martellare con una smerigliatrice.

Come materiale per la messa a terra verticale, sono adatti un tubo di metallo con un diametro di 50 mm, una barra di acciaio di 10 mm, un angolo con un lato di 50 mm. Ci vorranno tre segmenti lunghi tre metri. L’elemento di messa a terra orizzontale può essere costituito da nove metri di nastro d’acciaio di spessore 4 mm, largo 40 mm.

• Quindi, l’anello di terra montato viene collegato mediante saldatura a un conduttore. È fatto di tondino o acciaio di striscia. Si collega a un conduttore di terra naturale..

Il circuito installato eseguirà con successo l’assegnazione della resistenza protettiva se è collegato a un tubo dell’acqua in acciaio posato nel terreno, a tubi di involucri metallici di pozzi d’acqua, ad altre strutture in cemento armato e metallo. Dopo l’installazione della messa a terra di protezione, tutte le trincee e gli scavi devono essere riempiti con terreno omogeneo senza l’inclusione di pietrisco e detriti di costruzione.

Avendo un’idea di ciò che viene chiamato messa a terra protettiva, dopo aver appreso le modalità di costruzione di un sistema di protezione elettrico, è possibile procedere in sicurezza con l’autoinstallazione. Non dimenticare di misurare il valore di resistenza dopo l’installazione. Se non ci sono dispositivi e competenze corrispondenti, è necessario chiamare elettricisti.