Методи на землување

Методи на земљување и матици за земљување

Во електричните системи постојат многу методи за земљување, вклучувајќи земљување со жица или лента, земљување со штап, земљување со цев, земљување со плоча и земљување преку водни магистрали. Од овие, најчесто се користат земљување со цев и земљување со плоча, и нивната детална разработка ќе биде објаснета подолу.

Матица за земљување

Матицата за земљување се конструира со поврзување на повеќе штапови со медни проводници. Оваа конфигурација ефективно намалува општата отпорност на земљувањето и игра критичка улога во ограничување на потенцијалот на земјата. Таа е особено прифатлива за области каде се очекуваат големи токови на грешки. При дизајнирањето на матица за земљување, неколку критични фактори мора да се внимателно разгледаат:

Безбедносни прашања

При услов на грешка, разликата во напон меѓу земјата и површината на земјата мора да се одржува на ниво кој не претставува опасност за личности кои можеби ќе дојдат во контакт со не-токовити проводници на електричниот систем. Ова гарантира безбедноста на персоналот кој работи околу или близу електричната инсталација.

Функционирање на заштитен реле

Матицата за земљување треба да може да се справи со непрекинати токови на грешки доволно големи за да активираат заштитното реле. Ниска отпорност на земјата е основна за дозволување на токот на грешката да текне слободно низ матицата, овозможувајќи на заштитното реле да функционира брзо и да изолира дефектната дел од електричниот систем.

Спречување на фатални токови

Отпорноста на матицата за земљување треба да биде внимателно дизајнирана за да спречи текот на фатални токови низ телото на личност во случај на случайен контакт со живи делови. Ова е основна безбедносна потреба за заштита на човечки живот.

Ограничување на напонот на чекор

Дизајнот на матицата за земљување треба да гарантира дека напонот на чекор - разликата во потенцијал меѓу две точки на површината на земјата на одредена растојание - останува под дозволената вредност. Оваа дозволена вредност зависи од различни фактори, како што е резистивитетот на почвата и условите на грешката неопходни за изолација на дефектната опрема од живиот електричен систем. Со одржување на напонот на чекор во сигурни граници, се минимизира ризикот од електрична шок на личности кои се движеат околу земјата инсталација.

Електроди за земљување
Електродот за земљување се однесува на било кој жица, штап, цев, плоча или кластер на проводници кои се вметнуваат во земјата, хоризонтално или вертикално. Во системите за електрична дистрибуција, заедничка форма на електродот на земјата е штап, типично околу 1 метар во должина, кој се вметнува вертикално во земјата. Овој прост, но ефективен дизајн помага да се установи надежна врска помеѓу електричниот систем и земјата, овозможувајќи безбедно рассеивање на токови на грешки.

На спротивно, во генерирачки подстанции, наместо да се полагаат на индивидуални штапови, често се користи матица за земљување. Матицата за земљување се состои од повеќе проводници поврзани за да формираат мрежа. Овој пристап нуди неколку предности над користењето на единствени електроди. Поголемата површина и поврзаната природа на матицата за земљување пружаат пониска општа отпорност, што им овозможува да се справуваат со поголеми токови на грешки поефективно. Дополнително, тоа помага да се распределува електричниот потенцијал поеднакво низ областа на подстанцијата, намалувајќи ризикот од опасни напони на чекор и допир што можат да претставуваат опасност за персонал и опрема.

Земљување со цев
Среди различните методи на земљување применими при истите услови на почва и влажност, земљувањето со цев се истакнува како еден од најчестите и најефективни системи. Во овој пристап, цев од галиванирана стална стилја со перфорации, во согласност со одобрени спецификации за должина и дијаметар, се вертикално инсталира во почва која останува постојано влажна, како што е прикажано на придружената илустрација.

Изборот на големината на цевта е критична претпоставка, бидејќи е одредена од два главни фактори: величината на токот кој системот за земљување треба да го проводи и карактеристиките на почвата. Цев со поголем дијаметар или подолга цев може да биде потребна за справување со поголеми токови на грешки, осигурувајќи дека електричната напона може да се безопасно и ефективно рассее во земјата. Дополнително, различните типови на почва имаат различни електрични резистивитети; на пример, почва со поголем резистивитет може да бара поголема цев за да се постигне желаната ниска-отпорностна врска со земјата. Овој прецизен процес на размерување гарантира надежноста и безбедноста на системот за земљување со цев, правејќи го изборот на широка низа електрични инсталации.

За земљување со цев, стандардната практика диктува специфични димензии за цевта за земљување, кои варираат според условите на почвата. Обично, во обична почва, се користи цев со дијаметар 40 мм и должина 2,5 метра. Меѓутоа, во сува и каменита почва, потребна е подолга цев за да се осигура ефективна врска со земјата. Длабочината на која е заровена цевта е директно поврзана со влажноста на земјата, бидејќи повеќе влажна средина овозможува подобра електрична проводливост.

Во типична инсталација, цевта е поставена на длабочина од 3,75 метра. За да се подобри неговата работа, дното на цевта е обработено со малки парчиња коко или дрвце, поставени приближно 15 см далечина. Се користат алтернативни слоеви од коко и сол, кои служат различни цели. Кокото зголемува ефективната контактна површина со земјата, додека солта намалува отпорноста на земјата, заедно оптимизирајќи ефективноста на системот за земљување. Дополнителна цев со дијаметар 19 мм и минимална должина од 1,25 метра е поврзана на врвот на галиванираната железна (GI) цев преку редуцирачко сочевидло. Ова второ цев игра критична улога во одржување на функционалноста на системот, особено при непријатни временски услови.
Тие летни месеци, влажноста на почвата природно се намалува, што доведува до зголемување на отпорноста на земјата. За да се противсуди на тоа, се конструира структура од цементна бетона за осигурување на константен воден придонес. За да се одржи ефективна врска со земјата, 3-4 кофи вода се изливаат преку фундал кој е прикрепен на цевта со дијаметар 19 мм, која е поврзана со главната GI цев. Електричната жица, која може да биде GI жица или GI жица со доспатен пресек за безбедно носење на токови на грешки, се протега низ 12-мм дијаметарна GI цев заровена приближно 60 см под површината на земјата.

Земљување со плоча
Земљувањето со плоча вклучува заровување на плоча за земљување во земјата. Плочата може да биде направена од меди, со димензии 60 см × 60 см × 3 мм, или галиванирано железо, со димензии 60 см × 60 см × 6 мм. Плочата е поставена вертикално, со нејзината врв на длабочина од не помалку од 3 метра од површината на земјата. Оваа длабочина е критична за осигурување на надежна електрична земља, бидејќи ја овозможува плочата да има доволен контакт со почвата, што овозможува безбедно рассеивање на електрични токови во случај на грешка.

Земљување со плоча
При примената на земљување со плоча, плочата за земљување се вметнува во помошни слоеви од коко и сол, со минимална дебелина од 15 см за овие слоеви. Оваа комбинација помага да се намали резистивитетот на почвата околу плочата, подобрувајќи ефективноста на системот за земљување. Електрична жица, направена од галиванирано железо (GI) или медь, е тесно прикрепена на плочата за земљување со гајки и болци. Иако медта има подобра електрична проводливост, медните плочи и жици не се често користат за земљување поради значително повисоката цена во споредба со алтернативите од GI материјали. Оваа ценова ефективност го прави GI материјалите предпочитани за повеќето практични применби на земљување.
Земљување преку водни магистрали
Земљувањето преку водни магистрали е друг метод за поставување електрична врска со земјата. Во овој пристап, GI или медна жица е поврзана со водните магистрали. Врската е осигурена со стална врзачка жица, која е зацврствана на меден водич. Овој метод се користи екстензивната метална мрежа на водните магистрали, кои типично имаат добар контакт со земјата, за да пружи ниска-отпорностен пат за електрични токови во случај на грешка. Меѓутоа, овој метод на земљување мора да биде во согласност со релевантните регулации за безбедност и кодови за водопровод, за да се осигура и електрична безбедност и целост на системот за достава на вода.

Цевите за вода обично се конструирани од метал и се заровени под површината на земјата, ефективно поставувајќи директна врска со земјата. Во случај на грешка, токот кој текне низ галиванираната железна (GI) или медна жица користена за земљување е канализиран директно во земјата преку водната цев. Ова пружа удобен и често ефективен пат за рассеивање на токови на грешки, използувајќи екстензивната подземна мрежа на водната цев и нејзината природна проводливост како метална структура.