Cálculo de dispositivos de puesta a tierra en instalaciones eléctricas. Cálculo online del circuito de puesta a tierra, cálculo del dispositivo de puesta a tierra, electrodo de tierra. Fórmula universal para calcular la resistencia de una varilla vertical.

La literatura técnica a menudo habla de puesta a tierra y puesta a tierra. De hecho, la cuestión de la conexión a tierra en casas y apartamentos surgió en nuestro país hace relativamente poco tiempo. Incluso cuando las brigadas comunistas electrificaron el país, sólo se suministraron fases y neutros a las casas de las aldeas. Guardaron silencio sobre el cable de tierra. En primer lugar, conservaron el aluminio como metal estratégico para los aviones y, en segundo lugar, a pocas personas les preocupaban los problemas de proteger a la población de las descargas eléctricas y, en tercer lugar, no pensaron en la puesta a tierra como una medida eficaz para proteger a las personas. Ya ha pasado suficiente tiempo para que los comunistas desaparezcan, y con ellos el país que gobernaban, pero los monumentos que dejaron atrás siguen en pie. Los monumentos se mantienen en pie, pero las casas están destruidas.

En nuestras casas, solo las tuberías de agua, alcantarillado y gas, así como los paneles del piso, están conectadas a tierra. Al mismo tiempo, las tuberías del gasoducto no son aptas para la conexión a tierra debido al gas explosivo que las atraviesa. Tampoco se pueden utilizar tuberías de alcantarillado para la conexión a tierra. Aunque el sistema de alcantarillado es enteramente de hierro fundido, las uniones de las tuberías de hierro fundido están selladas con cemento, que es un mal conductor. Las tuberías de suministro de agua parecen ser un buen dispositivo de conexión a tierra, pero hay que tener en cuenta que las tuberías no están colocadas en el suelo, sino en una capa de aislamiento en canales especiales. La conexión a tierra más confiable es la del tablero de distribución del piso.

En las empresas inicialmente todo se hizo correctamente y todo lo posible se puso a tierra. Además de la conexión a tierra, las empresas utilizan la conexión a tierra. Mucha gente cree erróneamente que la conexión a tierra es el cableado en el enchufe desde el cable neutro hasta el contacto de tierra. Los conceptos de "puesta a tierra" y "puesta a cero" están estrechamente relacionados con el concepto de neutral.

El neutro es el punto donde convergen tres fases a través de los devanados conectados en estrella en un transformador. Si este punto se conecta a conductores de tierra, se forma un neutro del transformador sólidamente puesto a tierra y el sistema en general se llama puesto a tierra. Si suelda un bus en este punto y lo conecta a todos los dispositivos y dispositivos, el equipo estará conectado a tierra.

Si el neutro está conectado al bus neutro (sin electrodos de conexión a tierra), se forma un neutro aislado del transformador y el sistema general se denomina neutralizado. Si este bus está conectado a todos los dispositivos y dispositivos, entonces el equipo se pondrá a cero.

La idea es que la corriente fluya a través de un conductor puesto a tierra o neutralizado solo cuando hay un desequilibrio de fase, pero esto es para un transformador y durante condiciones de operación de emergencia. No puede elegir entre poner a tierra o poner a tierra el equipo. Esto ya se hizo en la subestación. Normalmente se utiliza un neutro sólidamente conectado a tierra.

Si, por ejemplo, se destruye el devanado del motor de una lavadora y aparece una resistencia entre la carcasa y el devanado, en el cuerpo de la lavadora aparecerá un potencial que se puede detectar con un destornillador indicador. Si la máquina no está conectada a tierra, cuando toque el cuerpo, el potencial de la máquina se convertirá en el potencial de su mano, y dado que El baño donde está ubicada la máquina es una habitación especialmente peligrosa desde el punto de vista de descarga eléctrica y por lo tanto el suelo es conductor, la pierna adquirirá potencial cero y esto significa que recibirás una descarga con un voltaje proporcional al potencial de la máquina. brazo. Si la máquina está conectada a tierra, en teoría se disparará el disyuntor. Si la máquina está conectada a tierra, el potencial se extenderá por toda la máquina y, al hacer contacto, los potenciales del brazo y la pierna serán los mismos. Sólo hay que tener en cuenta que la corriente se propaga y cuando caminas, tus piernas están bajo potenciales diferentes. Y, por supuesto, puede sufrir un shock de estrés.

Criterios de aplicación de puesta a tierra

La puesta a tierra de protección es una conexión eléctrica intencional a tierra o su equivalente de partes metálicas no portadoras de corriente de instalaciones eléctricas que pueden estar energizadas.

La conexión a tierra de protección se utiliza en redes con voltajes de hasta 1000 V CA: trifásico de tres hilos con un neutro sólidamente conectado a tierra; monofásico de dos hilos, aislado del suelo; redes de CC de dos hilos con un punto medio aislado de los devanados de la fuente de corriente; en redes superiores a 1000 V AC y DC con cualquier modo neutro.

La conexión a tierra es obligatoria en todas las instalaciones eléctricas con tensiones de 380 V y superiores de corriente alterna, 440 V y superiores de corriente continua, y en habitaciones con mayor peligro, especialmente peligrosas y en instalaciones exteriores con tensiones de 42 V y superiores de corriente alterna, 110 V y por encima de la corriente continua; a cualquier voltaje en áreas explosivas.

Dependiendo de la ubicación de los conductores de puesta a tierra en relación con el equipo de puesta a tierra, se distinguen dos tipos de dispositivos de puesta a tierra: remotos y de contorno.

Con un dispositivo de puesta a tierra remoto, el electrodo de tierra se coloca fuera del sitio en el que se encuentra el equipo puesto a tierra.

Con un dispositivo de puesta a tierra de contorno, los electrodos de puesta a tierra se colocan a lo largo del contorno (perímetro) del sitio en el que se encuentra el equipo a poner a tierra, así como dentro de este sitio.

En instalaciones eléctricas abiertas, las carcasas están conectadas directamente al electrodo de tierra mediante cables. En los edificios se coloca una línea de tierra, a la que se conectan los cables de tierra. El cable de tierra está conectado al electrodo de tierra en al menos dos lugares.

Como conductores de puesta a tierra, en primer lugar, se deben utilizar conductores de puesta a tierra naturales en forma de comunicaciones metálicas subterráneas (con excepción de tuberías para sustancias inflamables y explosivas, tuberías de calefacción), estructuras metálicas de edificios conectados al suelo, fundas de cables de plomo, Tuberías de revestimiento de pozos artesianos, pozos, fosas, etc.

Como conductores de puesta a tierra naturales de subestaciones y dispositivos de distribución, se recomienda utilizar conductores de puesta a tierra de los soportes de las líneas eléctricas aéreas de salida conectadas al dispositivo de puesta a tierra de las subestaciones o dispositivos de distribución mediante cables de protección contra rayos de las líneas.

Si la resistencia de los conductores de puesta a tierra naturales Rз cumple con los estándares requeridos, entonces no es necesaria la instalación de conductores de puesta a tierra artificiales. Pero esto sólo se puede medir. Es imposible calcular la resistencia de los conductores de puesta a tierra naturales.

Cuando no se dispone de conductores de puesta a tierra naturales o su uso no produce los resultados deseados, se utilizan conductores de puesta a tierra artificiales: varillas de acero en ángulo de 50X50, 60X60, 75X75 mm con un espesor de pared de al menos 4 mm, 2,5 - 3 m de largo; tubos de acero con un diámetro de 50 a 60 mm, una longitud de 2,5 a 3 m y un espesor de pared de al menos 3,5 mm; varilla de acero con un diámetro de al menos 10 mm, longitud de hasta 10 mo más.

Los conductores de puesta a tierra se introducen en una fila o a lo largo de un contorno hasta una profundidad a la que quedan entre 0,5 y 0,8 m desde el extremo superior del conductor de tierra hasta la superficie de la tierra. La distancia entre los conductores de tierra verticales debe ser de al menos 2,5-3 m. .

Para conectar los electrodos de puesta a tierra verticales entre sí, se utilizan tiras de acero con un espesor de al menos 4 mm y una sección transversal de al menos 48 mm cuadrados o un alambre de acero con un diámetro de al menos 6 mm. Las regletas (conductores de puesta a tierra horizontales) se unen mediante soldadura a los conductores de puesta a tierra verticales. El lugar de soldadura se recubre con betún para aislar la humedad.

Las líneas de puesta a tierra en el interior de edificios con instalaciones eléctricas con tensiones de hasta 1000 V se realizan con una tira de acero con una sección transversal de al menos 100 mm2 o acero redondo de la misma conductividad. Los ramales desde la línea principal a las instalaciones eléctricas se realizan con fleje de acero con una sección transversal de al menos 24 mm cuadrados o acero redondo con un diámetro de al menos 5 mm.

Las resistencias estandarizadas de los dispositivos de puesta a tierra se dan en la Tabla 1.

Tabla 1. Resistencia permitida del dispositivo de puesta a tierra en instalaciones eléctricas hasta y por encima de 1000 V

Las corrientes de falla a tierra estimadas se toman de acuerdo con los datos del sistema eléctrico o mediante cálculos. En principio, al construir una cabaña, no se necesita corriente de falla a tierra. Se trata de poner a tierra la subestación.

El cálculo de la puesta a tierra mediante el método del coeficiente de utilización se realiza de la siguiente manera.

1. De acuerdo con el PUE, la resistencia de puesta a tierra requerida Rз se establece de acuerdo con la Tabla 1.

2. Determinar mediante medición, cálculo o basándose en datos de la operación de dispositivos de puesta a tierra similares la posible resistencia a la extensión de los conductores de puesta a tierra naturales Re.

3. Si vuelve Rз, entonces es necesario un dispositivo de puesta a tierra artificial.

4. Determine la resistividad del suelo ρ a partir de la Tabla 2. Al realizar los cálculos, estos valores deben multiplicarse por el coeficiente de estacionalidad, dependiendo de las zonas climáticas y el tipo de electrodo de tierra (Tabla 3).

Tabla 2. Valores aproximados de resistividades del suelo y del agua p, Ohm m

Distribución aproximada de los países de la CEI por zonas climáticas:

1 zona: regiones de Arkhangelsk, Kirov, Omsk, Irkutsk, Komi, Ural;

Zona 2: Regiones de Leningrado y Vologda, parte central de Rusia, regiones centrales de Kazajstán, parte sur de Karelia.

Zona 3: Letonia, Estonia, Lituania, Bielorrusia, regiones del sur de Kazajstán; Regiones de Pskov, Novgorod, Smolensk, Bryansk, Kursk y Rostov.

Zona 4: Azerbaiyán, Georgia, Armenia, Uzbekistán, Tayikistán, Kirguistán, Turkmenistán (excepto zonas montañosas), Territorio de Stavropol, Moldavia.

Tabla 3. Signos de zonas climáticas y valores del coeficiente K c.

5. Determine la resistencia, ohmios, a la extensión de un electrodo de tierra vertical, una varilla redonda (tubular o angular) en el suelo:

Tabla 4. Coeficientes de uso M en electrodos verticales formados por tubos, ángulos o varillas colocados en fila sin tener en cuenta la influencia de la banda de comunicación.

Tabla 5. Coeficientes de utilización de MT de electrodos verticales formados por tubos, ángulos o varillas colocados a lo largo del contorno sin tener en cuenta la influencia de la banda de comunicación.

6. Cuando se construyen conductores de puesta a tierra simples en forma de una fila corta de varillas verticales, el cálculo se puede completar en este punto y no se puede determinar la conductividad de la regleta de conexión, ya que su longitud es relativamente corta (en este caso, la conductividad real la resistencia del dispositivo de puesta a tierra se sobreestimará un poco). Como resultado, la fórmula general para calcular la resistencia de los conductores de puesta a tierra verticales se ve así:

p - Valores aproximados de resistividad del suelo y del agua, Ohm m, tabla 2

KS - Características de las zonas climáticas y valores de coeficientes, tabla 3.

L – longitud del electrodo de tierra vertical, m

d – diámetro del electrodo de tierra vertical, m

t’ – longitud desde la superficie del suelo hasta el centro del electrodo de tierra vertical, m

Mv es el coeficiente de utilización de electrodos de puesta a tierra verticales, dependiendo del número de electrodos de puesta a tierra y de la distancia entre ellos (Tablas 4, 5). El número preliminar de conductores de puesta a tierra verticales para determinar Mv se puede considerar igual a Mv = rv/Rz

a – la distancia entre los conductores de tierra verticales (generalmente la relación entre la distancia entre los conductores de tierra verticales y su longitud se toma igual a a/l=1;2;3)

en este caso l>d, t0>0,5 m;

para una esquina con ancho de ala b, se obtiene d=0,95b.

Para conductores de puesta a tierra horizontales El cálculo se realiza utilizando el mismo método del factor de utilización.

1. Determine la resistencia, Ohm, a la extensión del electrodo de tierra horizontal. Para sección de varilla redonda:

Tabla 6. Coeficientes de uso M g de un electrodo de tira horizontal (tubos, ángulos, tiras, etc.) al colocar electrodos verticales en fila.

Tabla 7. Coeficiente de uso M g de un electrodo de tira horizontal (tubos, ángulos, tiras, etc.) al colocar electrodos verticales a lo largo del contorno.

p - valores aproximados de resistividad del suelo y del agua, Ohm m, tabla 2

KS - características de las zonas climáticas y valores de coeficientes, tabla 3.

L – longitud del electrodo de tierra horizontal, m

d – diámetro del conductor de puesta a tierra horizontal, m

t’ – longitud desde la superficie del suelo hasta el centro del electrodo de tierra horizontal, m

MV es el coeficiente de utilización de conductores de puesta a tierra horizontales, dependiendo del número de conductores de puesta a tierra y de la distancia entre ellos (Tablas 6, 7).

a – la distancia entre los conductores de puesta a tierra horizontales (normalmente la relación entre la distancia entre los conductores de puesta a tierra horizontales y su longitud se considera igual a a/l=1;2;3)

Rз - Resistencia permitida del dispositivo de puesta a tierra en instalaciones eléctricas hasta y por encima de 1000 V, tabla 1

Aquí l>d, l>>4t’. Para una franja de anchura b, se obtiene d=0,5b.

Ejemplo 1

Calcule el dispositivo de puesta a tierra de una subestación industrial de 35/10 kV ubicada en la segunda zona climática. Las redes de 35 y 10 kV funcionan con neutro no puesto a tierra. En el lado de 35 kV Iz=8A, en el lado de 10 kV Iz=19A. Las necesidades propias de la subestación se alimentan mediante un transformador de 10/0,4 kV con neutro puesto a tierra en el lado de 0,4 kV, no existen electrodos de puesta a tierra naturales. Resistividad específica del suelo a humedad normal p=62 Ohm*m. El equipamiento eléctrico de la subestación ocupa una superficie de 18*8 m2.

Solución

Estimemos que el número de electrodos verticales es de 10 unidades. según la tabla 5, Mv=0,58.

Si no<10, все хорошо и можно принимать Nв=9 электродов.

Si Nв>10, es necesario aumentar МВ, lo que aumentará en consecuencia el número aproximado de electrodos.

Estimemos que el número de electrodos horizontales es de 50 unidades. según la tabla 6, Mg=0,2.

si ng<50, все хорошо и можно принимать Nг=49 электродов.

Si Ng>50, entonces es necesario aumentar Mv, lo que aumentará en consecuencia el número aproximado de electrodos.

Ejemplo 2

Calcule el dispositivo de puesta a tierra para una cabaña en Bielorrusia. La cabaña se encuentra sobre suelo arcilloso, por lo que la resistividad del suelo es p=40 Ohm*m. Para la conexión a tierra se utilizan accesorios con un diámetro de 12 mm y una longitud de 2 metros.

Solución

Según la tabla 1 – Rз=4

Según tabla 2 – p=40 Ohm*m

Según tabla 3 – Kc=1,6

Los electrodos se colocarán en fila, por lo que utilizando la Tabla 4 estimaremos el número de electrodos verticales, por ejemplo 10 unidades. Mv=0,62
La profundidad de penetración de todos los electrodos desde la superficie de la tierra es de 0,7 metros, más la mitad de la longitud de un electrodo de dos metros y, por tanto, t’=1,7 metros.

Encuentra el número de electrodos verticales.

Si Nв>10, entonces es necesario aumentar МВ, lo que en consecuencia aumentará el número aproximado de electrodos.

Utilizando la Tabla 4, estimamos el número de electrodos verticales, un total de 15 piezas. Mv=0,56

Si no<15, все хорошо и можно принимать Nв=14 электродов.

Vayamos al otro lado y soldemos un marco con pasadores, enterrándolo a 0,8 metros bajo tierra. Así se obtienen los conductores de puesta a tierra horizontales.

Según la tabla 1 – Rз=4

Según tabla 2 – p=40 Ohm*m

Según tabla 3 – Kc=1,6

La profundidad de penetración de todos los electrodos desde la superficie de la tierra es de 0,7 metros, más la mitad de la longitud de un electrodo de dos metros y por tanto t’=1,7 metros.

Estimemos la cantidad de electrodos horizontales, por ejemplo 30 piezas. según la tabla 6, Mg=0,24

Si Ng>30, entonces es necesario aumentar Mg, lo que aumentará en consecuencia el número aproximado de electrodos.

Usando la Tabla 6, estimemos la cantidad de electrodos horizontales, por ejemplo 50 unidades. mg=0,21

si ng<10, все хорошо и можно принимать Nг=37 электродов.

La conexión a tierra tiene en cuenta la capacidad de la Tierra para conducir electricidad. Los electrodos de puesta a tierra suelen estar hechos de acero. Con el tiempo, el acero se oxida y se rompe, y se pierde la conexión a tierra. Este proceso es irreversible, pero se pueden utilizar varillas de acero recubiertas de zinc. El zinc también es un metal, pero no es susceptible a oxidarse mientras exista una capa de zinc. Cuando el zinc se elimina con el tiempo o se desgasta por medios mecánicos, por ejemplo, al introducir electrodos en suelos duros, las piedras pueden desprenderse del revestimiento y entonces la tasa de corrosión se duplicará. A veces se utilizan electrodos especiales recubiertos de cobre.

Las varillas de puesta a tierra se pueden tomar de las que se utilizaron como refuerzo para la base de hormigón. No se pueden pintar ni recubrir con compuestos resinosos: la resina actuará como aislante y no habrá ninguna conexión a tierra. Cuanto más largas sean las varillas, se necesitarán menos para la conexión a tierra, pero más difícil será clavarlas en el suelo. Por lo tanto, primero es necesario cavar una zanja de 1 metro de profundidad. Martille un trozo de refuerzo previamente afilado en la zanja de modo que no sobresalga más de 20 centímetros del fondo de la zanja. Luego, después de 2 metros, se introduce el siguiente refuerzo y así sucesivamente según el cálculo. A continuación, se coloca refuerzo en el fondo de la zanja y se suelda a todos los pasadores impulsados. El área de soldadura debe recubrirse con betún para aislar la humedad. Esto se hace porque el refuerzo con un espesor de 12 milímetros se pudrirá en el suelo durante mucho tiempo, pero el lugar de soldadura tiene un área relativamente pequeña, pero es la más importante.

Después de accionar todos los electrodos, puede realizar el experimento. Sacamos el alargador de la casa. La fuente de voltaje debe provenir de un poste de la subestación. No se puede utilizar una fuente autónoma, como un generador, para realizar pruebas; no habrá un circuito cerrado. Encontramos una fase en el alargador y conectamos un cable de la bombilla, y con el segundo cable tocamos los electrodos escaldados. Si la bombilla está encendida, medimos el voltaje entre el cable de fase y los electrodos de conexión a tierra, el voltaje debe ser de 220 V, pero la bombilla debe brillar con bastante intensidad. También puedes medir la corriente a través de una bombilla de 100 W. Si la corriente es de aproximadamente 0,45 A, todo está bien, pero si la corriente es mucho menor, debes agregar varillas de tierra.

Es necesario lograr el brillo normal de la bombilla y la corriente dentro de los límites normales. Posteriormente, las zonas de soldadura se rellenan con betún y se retira un trozo de refuerzo de la zanja, fijándolo a la casa. Después de esto, se puede rellenar la zanja. La pieza de refuerzo retirada debe soldarse al cuadro de distribución eléctrica de la cabaña. Desconecte todos los puntos del blindaje con cables de cobre.

Seguimos revisando el mejor software para electricistas y en este artículo me gustaría centrarme en una revisión de los programas para calcular la conexión a tierra. Antes de trasladarse a una subestación o dentro de ella, lo primero que debe hacer es calcular la resistencia de la puesta a tierra de protección, así como el número de electrodos y la longitud del electrodo de tierra horizontal. Además, serán útiles los datos calculados sobre la sección transversal del blindaje principal, el conductor PE principal e incluso el cálculo de la tensión escalonada. Todo esto se puede hacer mediante programas especiales, de los que hablaremos ahora.

"Electricista"

El primer producto de software que me gustaría considerar se llama "Eléctrico". Ya hablamos de ello cuando miramos los mejores. Por lo tanto, el "electricista" puede hacer frente fácilmente a los cálculos de los parámetros del circuito de puesta a tierra. La ventaja de este producto es que es bastante fácil de usar, está rusificado y también se puede descargar de forma gratuita. Puede ver la interfaz del programa en las capturas de pantalla a continuación:

Todo lo que necesita es configurar los datos iniciales y luego hacer clic en el botón "Calcular contorno". Como resultado, recibirá no solo un método de cálculo detallado con las fórmulas utilizadas, sino también un dibujo que mostrará el circuito de tierra terminado. En cuanto a la precisión del trabajo de cálculo, recomendamos utilizar únicamente las últimas versiones del programa, porque Hay muchos errores en versiones obsoletas que se han eliminado con el tiempo. Si necesita calcular el circuito de tierra para una casa privada o estructuras más serias, por ejemplo, una sala de calderas o una subestación, le recomendamos utilizar este producto.

El cálculo de la conexión a tierra en el programa Electricista se muestra en el video:

"Cálculo de dispositivos de puesta a tierra"

El nombre del segundo programa habla por sí solo. Gracias a él, es posible calcular no solo el circuito de puesta a tierra, sino también la protección contra rayos, que también es extremadamente necesaria. La interfaz del programa es bastante simple, de hecho, como en el análogo discutido anteriormente. El formulario para completar los datos iniciales se ve así:

Si necesita realizar un cálculo sencillo del circuito de puesta a tierra ahora mismo, puede utilizar el nuestro. La precisión de los cálculos es, por supuesto, inferior a la de los productos de software proporcionados en el artículo, pero aún así obtendrá valores aproximados en los que vale la pena centrarse.

"Toma de tierra"

Otro producto de software cuyo nombre habla por sí solo. Como en los dos programas anteriores, podrás resolverlo sin ningún problema, porque La interfaz es sencilla y está presentada en ruso. La última versión del programa (v3.2) permite no solo calcular la reserva, sino también evaluar la posibilidad de utilizar cimientos de hormigón armado de edificios industriales como contorno protector. Además, el programa puede ayudarle a seleccionar la sección transversal del blindaje principal, del conductor PE, así como de los conductores del sistema de ecualización de potencial. Otra funcionalidad útil del producto es el cálculo del voltaje de contacto y. Ya has visto la interfaz un poco más arriba, queda así:

El caso es que los creadores de este programa también son creadores de Electric, por lo que puedes descargar uno de los productos incluidos en la gama.

"Tormenta eléctrica"

Un programa más complejo de usar que requiere habilidades de modelado es ElectriCS Storm. No es recomendable utilizarlo para calcular el bucle de tierra de una casa, porque Lo más probable es que te confundas y calcules todo con errores. Recomendamos que profesionales de la energía o estudiantes universitarios con especialidades superpuestas trabajen con este software.

La ventaja de este producto de software es que es posible diseñar un dispositivo de puesta a tierra (GD) y así visualizar un modelo 3D de circuitos de protección terminados. Además, la funcionalidad del programa le permite calcular el entorno electromagnético y la puesta a tierra de las subestaciones.

Todos los dibujos se pueden guardar en formato dwg, para luego abrirlos en AutoCAD.

Bueno, nuestra lista de los mejores programas para calcular la puesta a tierra la completa el paquete de software de ingeniería energética llamado “Shark”, gracias al cual puedes contar con:

• dispositivos de puesta a tierra;
• protección contra rayos;
• características de los dispositivos de protección;
• pérdida de voltaje de hasta 1 kV;
• energía de las instalaciones, así como calderas eléctricas y aires acondicionados;
• sección de cableado;

La interfaz también es intuitiva y está presentada en ruso:

"Shark" está disponible para su descarga gratuita, por lo que encontrarlo en Internet no será difícil. Por último, te recomendamos ver un vídeo muy útil.

La función más importante de la conexión a tierra es la seguridad eléctrica. Antes de instalarlo en una casa particular, en una subestación y en otros lugares, es necesario realizar un cálculo de puesta a tierra.

¿Cómo es la conexión a tierra de una casa privada?

El contacto eléctrico con el suelo se crea mediante una estructura metálica de electrodos sumergidos en el suelo junto con los cables conectados; todo esto es un dispositivo de puesta a tierra (GD).

Los puntos donde el conductor, conductor de protección o blindaje del cable se conecta al cargador se denominan puntos de puesta a tierra. La siguiente figura muestra la conexión a tierra desde un conductor metálico vertical de 2500 mm de largo, enterrado en el suelo. Su parte superior se coloca a una profundidad de 750 mm en una zanja cuyo ancho en la parte inferior es de 500 mm y en la parte superior de 800 mm. El conductor se puede conectar soldando a otros conductores de puesta a tierra similares en un circuito con placas horizontales.

Tipo de conexión a tierra más simple de una habitación.

Después de instalar el electrodo de tierra, la zanja se llena de tierra y uno de los electrodos debe salir al exterior. Se le conecta un cable por encima del suelo, que va al bus de tierra en el panel de control eléctrico.

Cuando el equipo se encuentre en condiciones normales, la tensión en los puntos de puesta a tierra será cero. Idealmente, durante un cortocircuito, la resistencia del cargador será cero.

Cuando se produce un potencial en un punto puesto a tierra, se debe restablecer a cero. Si consideramos cualquier ejemplo de cálculo, podemos ver que la corriente de cortocircuito Is tiene un valor determinado y no puede ser infinitamente grande. El suelo tiene una resistencia a la corriente que se propaga R desde puntos con potencial cero hasta el electrodo de tierra:

R z = U z / I z, donde U z es el voltaje en el electrodo de tierra.

Resolver el problema del cálculo correcto de la puesta a tierra es especialmente importante para una central eléctrica o subestación donde se concentran muchos equipos que operan bajo alto voltaje.

MagnitudRhdeterminado por las características del suelo circundante: humedad, densidad, contenido de sal. En este caso, también son parámetros importantes el diseño de los conductores de puesta a tierra, la profundidad de inmersión y el diámetro del cable conectado, que debe ser el mismo que el de los conductores del cableado eléctrico. La sección transversal mínima del cable de cobre desnudo es de 4 mm 2 y la del cable de cobre aislado es de 1,5 mm 2.

Si un cable de fase toca el cuerpo de un aparato eléctrico, la caída de voltaje a través de él está determinada por los valores de R 3 y la corriente máxima posible. La tensión de contacto U pr siempre será menor que U z, ya que se reduce por el calzado y la ropa de la persona, así como por la distancia a los conductores de tierra.

En la superficie de la Tierra, por donde se propaga la corriente, también existe una diferencia de potencial. Si es alto, una persona puede sufrir una tensión escalonada U sh, lo que pone en peligro su vida. Cuanto más lejos de los conductores de tierra, más pequeño es.

El valor de U s debe tener un valor aceptable para garantizar la seguridad humana.

Los valores de Upr y Uw se pueden reducir si se reduce Rz, por lo que la corriente que fluye a través del cuerpo humano también disminuirá.

Si el voltaje de una instalación eléctrica excede 1 kV (por ejemplo, subestaciones en empresas industriales), se crea una estructura subterránea a partir de un circuito cerrado en forma de filas de varillas metálicas clavadas en el suelo y conectadas entre sí mediante soldadura con acero. tiras. Debido a esto, los potenciales se igualan entre puntos adyacentes de la superficie.

El trabajo seguro con redes eléctricas está garantizado no solo por la presencia de conexión a tierra de los aparatos eléctricos. Para ello también necesitará fusibles, disyuntores y RCD.

La conexión a tierra no sólo garantiza la diferencia de potencial a un nivel seguro, sino que también crea una corriente de fuga que debe ser suficiente para activar el equipo de protección.

No es práctico conectar todos los aparatos eléctricos a un electrodo de tierra. Las conexiones se realizan a través de un bus ubicado en el panel de la vivienda. La entrada para ello es un cable de tierra o un cable PE tendido desde la subestación hasta el consumidor, por ejemplo, a través del sistema TN-S.

Cálculo del dispositivo de puesta a tierra.

El cálculo consiste en determinar R z. Para hacer esto, es necesario conocer la resistividad del suelo ρ, medida en Ohm*m. Se toman como base sus valores medios, que se tabulan.

Determinación de la resistividad del suelo.

De los valores dados en la tabla se desprende claramente que el valor de ρ depende no solo de la composición del suelo, sino también de la humedad.

Además, los valores de resistividad tabulados se multiplican por el coeficiente de estacionalidad K m, que tiene en cuenta la congelación del suelo. Dependiendo de la temperatura más baja (0 C), sus valores pueden ser los siguientes:

• de 0 a +5 – K·m =1,3/1,8;
• de -10 a 0 – K·m =1,5/2,3;
• de -15 a -10 – K·m =1,7/4,0;
• de -20 a -15 – K·m =1,9/5,8.

Los valores del coeficiente K m dependen del método de tendido de los conductores de puesta a tierra. El numerador muestra sus valores para la inmersión vertical de los electrodos de tierra (con las partes superiores colocadas a una profundidad de 0,5 a 0,7 m) y el denominador para una disposición horizontal (a una profundidad de 0,3 a 0,8 m).

En un área seleccionada, el suelo ρ puede diferir significativamente de los valores promedio de la tabla debido a factores naturales o provocados por el hombre.

Cuando se realizan cálculos aproximados, para un solo electrodo de tierra vertical R z ≈ 0,3∙ρ∙ K m.

Se realiza un cálculo preciso de la conexión a tierra de protección mediante la fórmula:

R з = ρ/2πl∙ (ln(2l/d)+0.5ln((4h+l)/(4h-l)), Dónde:

• l – longitud del electrodo;
• d – diámetro de la varilla;
• h – profundidad del punto medio de los conductores de puesta a tierra.

Para n electrodos verticales conectados desde arriba mediante soldadura, R n = R з /(n∙ K usado), donde K usado es el factor de utilización del electrodo, teniendo en cuenta el efecto de blindaje de los vecinos (determinado en la tabla).

Ubicación de los electrodos de tierra.

Existen muchas fórmulas para calcular la conexión a tierra. Es recomendable aplicar el método para conductores de puesta a tierra artificiales con características geométricas de acuerdo con el PUE. La tensión de alimentación es de 380 V para una fuente de corriente trifásica o de 220 V monofásica.

La resistencia normalizada del electrodo de tierra, por la que se debe guiarse, no es más de 30 ohmios para casas privadas, 4 ohmios para una fuente de corriente con un voltaje de 380 V y para una subestación de 110 kV: 0,5 ohmios.

Para un cargador de grupo, se selecciona una esquina laminada en caliente con una brida de al menos 50 mm. Como puentes de conexión horizontales se utiliza una tira con una sección transversal de 40x4 mm.

Una vez decidida la composición del suelo, se selecciona su resistividad de la tabla. De acuerdo con la región, se selecciona un factor de estacionalidad creciente K m.

Se selecciona el número y método de disposición de los electrodos del cargador. Se pueden instalar en fila o en circuito cerrado.

Circuito de tierra cerrado en una casa particular.

En este caso se produce su influencia protectora entre sí. Cuanto más cerca estén ubicados los electrodos de tierra, mayor será el valor. Los valores de los coeficientes de utilización de los electrodos de puesta a tierra K utilizados para un circuito o ubicados en una fila son diferentes.

Valores de coeficientekispen diferentes ubicaciones de electrodos

La influencia de los puentes horizontales es insignificante y no puede tenerse en cuenta en los cálculos de evaluación.

Ejemplos de cálculos de bucle de tierra.

Para dominar mejor los métodos de cálculo de puesta a tierra, es mejor considerar un ejemplo, o mejor aún, varios.

Ejemplo 1

Los electrodos de puesta a tierra suelen fabricarse a mano a partir de una esquina de acero de 50x50 mm y 2,5 m de largo. La distancia entre ellos se elige igual a la longitud - h = 2,5 m. Para suelo arcilloso ρ = 60 Ohm∙m. El coeficiente de estacionalidad para la zona media, seleccionado de las tablas, es 1,45. Teniendo esto en cuenta, ρ = 60∙1,45 = 87 Ohm∙m.

Para la conexión a tierra, se cava una zanja de 0,5 m de profundidad a lo largo del contorno y se clava una esquina en el fondo.

El tamaño de la brida angular se reduce al diámetro nominal del electrodo:

d = 0,95∙p = 0,995∙0,05 = 87 Ohmios∙m.

La profundidad del punto medio de la esquina será:

h = 0,5l+t = 0,5∙2,5+0,5 = 1,75 m.

Sustituyendo los valores en la fórmula dada anteriormente, puede determinar la resistencia de un electrodo de tierra: R = 27,58 ohmios.

Según la fórmula aproximada R = 0,3∙87 = 26,1 Ohm. Del cálculo se deduce que una varilla claramente no será suficiente, ya que según los requisitos del PUE, el valor de la resistencia normalizada es R norma = 4 ohmios (para una tensión de red de 220 V).

El número de electrodos se determina mediante el método de aproximación mediante la fórmula:

n = R 1 /(k normas R utilizadas) = ​​27,58/(1∙4) = 7 uds.

Aquí, primero se supone k isp = 1. Usando las tablas, encontramos que para 7 interruptores de puesta a tierra k isp = 0,59. Si sustituimos este valor en la fórmula anterior y volvemos a calcular, obtenemos el número de electrodos n = 12 unidades. Luego se realiza un nuevo cálculo para 12 electrodos, donde nuevamente, según la tabla, k isp = 0,54. Sustituyendo este valor en la misma fórmula, obtenemos n = 13.

Así, para 13 esquinas R n = R z /(n*η) = 27,58/(13∙0,53) = 4 Ohm.

Ejemplo 2

Es necesario realizar una puesta a tierra artificial con una resistencia R norma = 4 Ohmios, si ρ = ​​110 Ohmios∙m.

El electrodo de tierra está formado por varillas con un diámetro de 12 mm y una longitud de 5 m. El coeficiente de estacionalidad según la tabla es 1,35. También se puede tener en cuenta el estado del suelo k Las mediciones de su resistencia se realizaron durante el período seco. Por tanto, el coeficiente fue k g = 0,95.

Con base en los datos obtenidos, se toma como valor calculado de resistividad del terreno el siguiente valor:

ρ = 1,35∙0,95∙110 = 141 Ohmios∙m.

Para una sola varilla R = ρ/l = 141/5 = 28,2 ohmios.

Los electrodos están dispuestos en fila. La distancia entre ellos no debe ser menor que la longitud. Entonces la tasa de utilización será según las tablas: ksp = 0,56.

Encuentre el número de barras para obtenerRnormal= 4 ohmios:

n = R 1 /(k normas R utilizadas) = ​​28,2/(0,56∙4) = 12 uds.

Una vez instalada la conexión a tierra, los parámetros eléctricos se miden en el sitio. Si el valor R real es mayor, se agregan más electrodos.

Si hay electrodos de puesta a tierra naturales cerca, se pueden utilizar.

Esto se hace especialmente en la subestación donde se requiere el valor R más bajo. El equipamiento aquí se aprovecha al máximo: tuberías subterráneas, soportes de líneas eléctricas, etc. Si esto no es suficiente, se añade puesta a tierra artificial.

Los cálculos de puesta a tierra independientes son estimaciones. Después de su instalación, se deben realizar mediciones eléctricas adicionales, para lo cual se invita a especialistas. Si el suelo está seco, es necesario utilizar electrodos largos debido a la mala conductividad. En suelo húmedo, la sección transversal de los electrodos debe ser lo más grande posible debido a una mayor corrosión.

) para un solo electrodo de tierra profunda basado en puesta a tierra modular se lleva a cabo como cálculo de un electrodo de tierra vertical convencional hecho de una varilla de metal con un diámetro de 14,2 mm.

Fórmula para calcular la resistencia de puesta a tierra de un solo electrodo de tierra vertical:

Dónde:
ρ - resistividad del suelo (Ohm*m)
L - longitud del electrodo de tierra (m)
d - diámetro del electrodo de tierra (m)
T - profundidad del electrodo de tierra (distancia desde la superficie de la tierra hasta el centro del electrodo de tierra)(metro)
π - constante matemática Pi (3.141592)
ln - logaritmo natural

Para la conexión a tierra electrolítica ZANDZ, la fórmula para calcular la resistencia a tierra se simplifica a la forma:

- para el juego ZZ-100-102

Aquí no se tiene en cuenta la contribución del conductor de protección.

Distancia entre electrodos de tierra

Con una configuración de varios electrodos del electrodo de tierra, otro factor comienza a influir en la resistencia final de la tierra: la distancia entre los electrodos de tierra. En las fórmulas de cálculo de puesta a tierra, este factor se describe mediante el valor "factor de utilización".

Para puesta a tierra modular y electrolítica, este coeficiente se puede despreciar (es decir, su valor es igual a 1) sujeto a una cierta distancia entre los electrodos de puesta a tierra:

• no menos que la profundidad de inmersión de los electrodos - para modulares
• al menos 7 metros - para electrolítico

Conexión de electrodos a un electrodo de tierra.

Para conectar los electrodos de puesta a tierra entre sí y con el objeto se utiliza una varilla de cobre o una tira de acero como conductor de puesta a tierra.

A menudo se elige la sección transversal del conductor: 50 mm² para cobre y 150 mm² para acero. Es habitual utilizar flejes de acero ordinarios de 5*30 mm.

Para una casa privada sin pararrayos, un cable de cobre con una sección transversal de 16-25 mm² es suficiente.

Puede encontrar más información sobre la colocación del conductor de puesta a tierra en la página aparte "Instalación de la puesta a tierra".

Servicio para calcular la probabilidad de que caiga un rayo sobre un objeto.

Si además del dispositivo de puesta a tierra hay que instalar un sistema externo de protección contra rayos, se puede utilizar uno único protegido por pararrayos. El servicio fue desarrollado por el equipo ZANDZ junto con JSC Energy Institute que lleva el nombre de G.M. Krzhizhanovsky (JSC ENIN).

Esta herramienta permite no sólo comprobar la fiabilidad del sistema de protección contra rayos, sino también realizar el diseño de protección contra rayos más racional y correcto, proporcionando:

• menor costo de los trabajos de diseño e instalación, reduciendo stock innecesario y utilizando pararrayos más pequeños y menos costosos de instalar;
• Menos rayos caen en el sistema, lo que reduce las consecuencias negativas secundarias, lo cual es especialmente importante en instalaciones con muchos dispositivos electrónicos (el número de rayos disminuye al disminuir la altura de los pararrayos).

• la probabilidad de que un rayo atraviese objetos del sistema (la confiabilidad del sistema de protección se define como 1 menos el valor de probabilidad);
• número de rayos que caen al sistema por año;
• Número de rayos que pasan por alto la protección por año.

Al tener dicha información, el diseñador puede comparar los requisitos del cliente y la documentación reglamentaria con la confiabilidad obtenida y tomar medidas para cambiar el diseño de protección contra rayos.

Para comenzar el cálculo, .

La conexión a tierra es una estructura valiosa que protege a los propietarios de electrodomésticos del contacto directo con un flujo de electricidad muy útil pero extremadamente celoso. El dispositivo de puesta a tierra garantizará la seguridad cuando el cero se "queme", lo que suele ocurrir en las líneas eléctricas rurales durante los fuertes vientos. Eliminará el riesgo de lesiones debido a fugas en piezas metálicas que no transportan corriente y en la carcasa debido a fugas de aislamiento. La construcción de un sistema de protección es un evento que no requiere esfuerzos extras ni grandes inversiones si el cálculo de la puesta a tierra se realiza correctamente. Gracias a los cálculos preliminares, el futuro artista podrá determinar los gastos futuros y la viabilidad de la próxima tarea.

¿Construir o no construir?

En la época ya bastante olvidada de la escasa cantidad de electrodomésticos, los propietarios de casas particulares rara vez "incursionaban" con un dispositivo de conexión a tierra. Se creía que los electrodos de tierra naturales, como:

• tuberías de acero o hierro fundido, si no se coloca aislamiento alrededor de ellas, es decir, hay contacto directo y cercano con el suelo;
• carcasa de acero de un pozo de agua;
• soportes metálicos para vallas y faroles;
• redes de cables subterráneos trenzados de plomo;
• refuerzo de cimientos, columnas, cerchas enterradas bajo el horizonte de congelación estacional.

Tenga en cuenta que la funda de aluminio de las comunicaciones por cable subterráneas no se puede utilizar como elemento de conexión a tierra, porque cubierto con una capa anticorrosión. La capa protectora evita la disipación de corriente en el suelo.

Un suministro de agua de acero tendido sin aislamiento se considera el conductor de puesta a tierra natural óptimo. Debido a su considerable longitud, se minimiza la resistencia a la propagación de la corriente. Además, el suministro de agua externo se mantiene por debajo del nivel de congelación estacional. Esto significa que los parámetros de resistencia no se verán afectados por las heladas y el clima seco del verano. Durante estos períodos, la humedad del suelo disminuye y, como resultado, aumenta la resistencia.

La estructura de acero de estructuras subterráneas de hormigón armado puede servir como elemento del sistema de puesta a tierra si:

• un área suficiente de acuerdo con los estándares PUE está en contacto con suelo arcilloso, franco, franco arenoso y arenoso húmedo;
• durante la construcción de los cimientos, el refuerzo en dos o más lugares quedó expuesto a la superficie;
• los elementos de acero de esta conexión a tierra natural estaban conectados entre sí mediante soldadura y no mediante unión por cables;
• la resistencia de los accesorios que actúan como electrodos se calcula de acuerdo con los requisitos del PUE;
• Se ha establecido una conexión eléctrica con el bus de tierra.

Sin cumplir con las condiciones anteriores, las estructuras subterráneas de hormigón armado no podrán realizar la función de conexión a tierra confiable.

De todo el conjunto de sistemas de puesta a tierra naturales enumerados anteriormente, solo las estructuras subterráneas de hormigón armado están sujetas a cálculos. No es posible calcular con precisión la resistencia a la propagación de corriente de tuberías, armaduras metálicas y canales de redes eléctricas subterráneas. Especialmente si se colocaron hace un par de décadas y la superficie está significativamente corroída.

La efectividad de los electrodos de tierra naturales está determinada por mediciones banales, para lo cual es necesario llamar a un empleado del servicio de energía local. Las lecturas de su dispositivo le dirán si el propietario de una propiedad en el campo necesita o no un circuito de conexión a tierra como complemento a las medidas de conexión a tierra existentes realizadas por la empresa de suministro eléctrico.

Si en el sitio existen conductores de puesta a tierra naturales con valores de resistencia correspondientes a los estándares PUE, no es recomendable instalar puesta a tierra de protección. Aquellos. Si el dispositivo "agente" de gestión de energía muestra menos de 4 ohmios, la organización del circuito de tierra se puede posponer "para más adelante". Sin embargo, es mejor ir a lo seguro y prevenir posibles riesgos, por eso se construye un dispositivo de puesta a tierra artificial.

Cálculos para un dispositivo de puesta a tierra artificial.

Hay que admitir que es difícil, casi imposible, calcular minuciosamente el dispositivo de puesta a tierra. Incluso entre los electricistas profesionales se practica el método de selección aproximada del número de electrodos y las distancias entre ellos. Demasiados factores naturales influyen en el resultado del trabajo. El nivel de humedad es inestable, la densidad real y la resistividad del suelo, etc., a menudo no se estudian en profundidad. Por lo que, en última instancia, la resistencia del circuito construido o de un solo electrodo de tierra difiere del valor calculado.

Esta diferencia se detecta utilizando las mismas mediciones y se corrige instalando electrodos adicionales o aumentando la longitud de una sola varilla. Sin embargo, no se deben rechazar los cálculos preliminares, ya que ayudarán a:

• eliminar o reducir los costos adicionales de compra de material y excavación de zanjas secundarias;
• seleccionar la configuración óptima del sistema de puesta a tierra;
• elaborar un plan de acción.

Para facilitar cálculos complejos y bastante confusos, se han desarrollado varios programas, pero para utilizarlos correctamente será útil conocer el principio y el procedimiento de los cálculos.

Componentes del sistema de protección.

El sistema de puesta a tierra de protección es un complejo de electrodos enterrados en el suelo, conectados eléctricamente a un bus de puesta a tierra. Sus principales componentes son:

• una o más varillas metálicas que transmiten una corriente que se propaga al suelo. La mayoría de las veces se utilizan como trozos largos de metal laminado verticalmente clavados en el suelo: tubos, ángulos de bridas iguales, acero redondo. Con menos frecuencia, la función de electrodos la realizan tuberías o chapas de acero enterradas horizontalmente en una zanja;
• una conexión metálica que conecta un grupo de electrodos de tierra en un sistema funcional. A menudo se trata de un conductor de puesta a tierra ubicado horizontalmente hecho de tira, ángulo o varilla. Está soldado a la parte superior de los electrodos enterrados en el suelo;
• un conductor que conecta un dispositivo de puesta a tierra ubicado en el suelo a una barra y, a través de él, al equipo que se está protegiendo.

Los dos últimos componentes tienen un nombre común: "conductor de puesta a tierra" y, de hecho, realizan la misma función. La diferencia es que la conexión metálica entre los electrodos está ubicada en el suelo y el conductor que conecta la tierra al bus está ubicado en la superficie. De ahí los diferentes requisitos de materiales y resistencia a la corrosión, así como la variación en sus costes.

Principios y reglas de cálculo.

En el suelo se instala un conjunto de electrodos y conductores, llamado puesta a tierra, que es un componente directo del sistema. Por tanto, sus características intervienen directamente en los cálculos junto con la selección de la longitud de los elementos artificiales de puesta a tierra.

El algoritmo de cálculo es simple. Se elaboran según las fórmulas disponibles en el PUE, en las que existen unidades variables que dependen de la decisión del maestro independiente y valores tabulares constantes. Por ejemplo, el valor aproximado de la resistencia del suelo.

Determinando el contorno óptimo

Un cálculo competente de la puesta a tierra de protección comienza con la selección de un contorno que pueda repetir cualquiera de las formas geométricas o una línea regular. Esta elección depende de la forma y el tamaño del sitio disponible para el maestro. Es más cómodo y sencillo construir un sistema lineal, porque para instalar los electrodos sólo es necesario cavar una zanja recta. Pero los electrodos ubicados en una fila se protegerán, lo que inevitablemente afectará la propagación de la corriente. Por lo tanto, al calcular la puesta a tierra lineal, se introduce un factor de corrección en las fórmulas.

El triángulo se considera el patrón más popular para el bricolaje. Los electrodos situados en la parte superior del mismo, si están suficientemente alejados entre sí, no impiden que la corriente recibida por cada uno de ellos se disipe libremente en el suelo. Tres barras de metal para proteger una casa privada se consideran suficientes. Lo principal es colocarlos correctamente: clavar varillas metálicas de la longitud requerida en el suelo a una distancia que sea efectiva para el trabajo.

Las distancias entre los electrodos verticales deben ser iguales, independientemente de la configuración del sistema de puesta a tierra. La distancia entre dos varillas adyacentes no debe ser igual a su longitud.

Selección y cálculo de parámetros de electrodos y conductores.

Los principales elementos de trabajo de la puesta a tierra de protección son los electrodos verticales, ya que deberán disipar las fugas de corriente. La longitud de las varillas metálicas es interesante tanto desde el punto de vista de la eficacia del sistema de protección como desde el punto de vista del consumo de metal y el precio del material. La distancia entre ellos determina la longitud de los componentes metálicos de unión: nuevamente, el consumo de material para crear los conductores de puesta a tierra.

Tenga en cuenta que la resistencia de los electrodos de tierra verticales depende principalmente de su longitud. Las dimensiones transversales no afectan significativamente la eficiencia. Sin embargo, el valor de la sección transversal está estandarizado por el PUE debido a la necesidad de crear un sistema de protección resistente al desgaste, cuyos elementos serán destruidos gradualmente por la corrosión durante al menos 5 a 10 años.

Elegimos los parámetros óptimos, teniendo en cuenta que no necesitamos ningún gasto extra. No olvides que cuantos más metros de metal laminado introduzcamos en el suelo, más beneficio sacaremos del circuito. Puedes “ganar” metros aumentando la longitud de las varillas o aumentando su número. Dilema: instalar múltiples electrodos de conexión a tierra te obligará a trabajar duro como excavador, y martillar electrodos largos con un mazo a mano te convertirá en un fuerte martillo.

Cuál es mejor: número o longitud, lo elegirá el ejecutor directo, pero existen reglas según las cuales se determina:

• la longitud de los electrodos, ya que deben estar enterrados al menos medio metro por debajo del horizonte de congelación estacional. Por lo que es necesario que el desempeño del sistema no se resienta demasiado por factores estacionales, así como por sequías y lluvias;
• distancia entre conductores de puesta a tierra verticales. Depende de la configuración del circuito y de la longitud de los electrodos. Se puede determinar mediante tablas.

Es difícil e inconveniente clavar en el suelo piezas de metal laminado de 2,5 a 3 metros con un mazo, incluso teniendo en cuenta el hecho de que 70 cm de ellas se sumergirán en una zanja previamente excavada. La longitud racional de los electrodos de tierra se considera de 2,0 m, con variaciones en torno a esta cifra. No olvide que las secciones largas de metal laminado no son fáciles y su entrega en el sitio será muy costosa.

Ahorramos dinero sabiamente en materiales

Ya se ha mencionado que poco depende de la sección transversal del metal laminado excepto el precio del material. Tiene más sentido comprar material con la menor sección transversal posible. Sin largas discusiones, te presentamos las opciones más económicas y resistentes a los mazos:

• tuberías con un diámetro interior de 32 mm y un espesor de pared de 3 mm o más;
• esquina de ángulo igual con un lado de 50 o 60 mm y un espesor de 4-5 mm;
• Acero redondo con un diámetro de 12-16 mm.

Para crear una conexión metálica subterránea, lo mejor es una tira de acero de 4 mm de espesor o una varilla de 6 mm. No olvidemos que los conductores horizontales deben soldarse a la parte superior de los electrodos, por lo que añadiremos otros 20 cm a la distancia entre las varillas que hemos elegido. El tramo aéreo del conductor de puesta a tierra lo podemos hacer a partir de un 4. Fleje de acero de 12 mm de ancho. Puedes acercarlo al escudo desde el electrodo más cercano: así tendrás que cavar menos y ahorraremos material.

Y ahora las fórmulas mismas.

Hemos decidido la forma del contorno y los tamaños de los elementos. Ahora puede ingresar los parámetros requeridos en un programa especial para electricistas o utilizar las fórmulas a continuación. De acuerdo con el tipo de conductores de puesta a tierra, seleccionamos una fórmula para los cálculos:

O usemos la fórmula universal para calcular la resistencia de una barra vertical:

Para los cálculos necesitarás tablas auxiliares con valores aproximados, dependiendo de la composición del suelo, su densidad media, capacidad de retener humedad y la zona climática:

Calculemos el número de electrodos sin tener en cuenta el valor de resistencia del conductor horizontal de puesta a tierra:

Calculemos los parámetros del elemento horizontal del sistema de puesta a tierra: el conductor horizontal:

Calculemos la resistencia del electrodo vertical teniendo en cuenta el valor de resistencia del electrodo de tierra horizontal:

De acuerdo con los resultados obtenidos como resultado de cálculos diligentes, nos abastecemos de material y planificamos el tiempo para el dispositivo de puesta a tierra.

Debido a que nuestra puesta a tierra de protección tendrá mayor resistencia durante los períodos secos y helados, es recomendable iniciar su construcción en este momento. Si se organiza adecuadamente, se necesitarán un par de días para construir el circuito. Antes de llenar la zanja, será necesario comprobar el funcionamiento del sistema. Esto se hace mejor cuando el suelo contiene la menor cantidad de humedad. Es cierto que el invierno no es muy propicio para trabajar en áreas abiertas y el trabajo de excavación se complica por el suelo congelado. Esto significa que comenzaremos a construir el sistema de puesta a tierra en julio o principios de agosto.