Заземјувачи - Технички факултет - Битола

Заземјувачи


Заземјување претставува збир на мерки и средства кои се

превземаат со цел да се обезбедат услови за нормална

работа на системот, безбедна работа и движење на луѓето и

животни во близина на објектите кои можат да дојдат под

напон во нормални или во хавариски услови.

(Правилник за техничките нормативи за заземјување на

електроенергетските постројки со номимален напон над

1000 V).

Заземјувањето, исто така, треба да обезбеди и заштита на

луѓето и опремата од струите и напоните што се јавуваат

при атмосферски празнења.

Заземјување значи остварување на галванска врска на

поедини делови на апаратите и опремата од разводната

постројка со земјата, преку заземјувачки систем.


Заземјувачки систем го сочинуваат сите меѓусебно

галвански поврзан елементи:

заземјувач на објектот,

други метални делови кои имаат директен контакт со

тлото (темелни заземјувачи на градежни објекти),

заштитни јажиња кај надземни електроенергетски

водови,

метални плаштови кај електроенергетски кабли,

сите останати средства за галванско поврзување со

заземјувачкиот систем.

Заземјувач претставува еден или повеќе неизолирани и

меѓусебно галвански поврзани спроводници поставени во

земја, така што е остварен непосреден (електричен)

контакт со почвата.

Земјовод е проводник кој го поврзува уредот кој треба да

се заземји со заземјувачот.


Заземјувачки систем во разводна постројка


Надземен вод како елемент на заземјувачки систем


Кабел со неизолиран метален плашт како дел од заземјувачки систем


1. Според обликот на елементите на заземјувачот:

цевки или шипки;

ленти или јажиња;

плочи;

арматура во бетон;

метални водоводни цевки;

останати метални вкопани конструкции.

2. Според начинот на изведба:

хоризонтални (површински) заземјувачи;

вертикални (длабински) заземјувачи;

коси заземјувачи.

3. Според средината во која се поставуваат:

заземјувачи во земја;

темелни заземјувачи.

Поделба на заземјувачите


3. Според обликот на заземјувачот:

• зракасти заземјувачи;

• прстенести заземјувачи;

• мрежести заземјувачи;

• комбинирани заземјувачи.

4. Според намената:

Погонско заземјување (заземјување на дел од

струјното коло со што се обезбедува определена

функција на тоа струјно коло);

Заштитно заземјување (за галванско поврзување на

сите метални делови од објектот што не припаѓаат на

струјните кола, но во случај на грешка можат да дојдат

под напон) ;

Громобранско заземјување (за заземјување на

громобранската инсталација заради одведување на

струјата на атмосферско празнење во земјата).


Основни карактеристики на заземјувачите:

• напон на заземјувачот Uz (V);

• отпор на распростирање Rz ();

• импеданса на заземјување Zz ();

• напон на допир Ed (V);

• напон на чекор Ec (V);

Дефиниција на напон на допир и напон на чекор

напон на допир

напон на чекор

потенцијал на површина на земјата


Распределба на потенцијал во постројка

Ud

Ud

Uzmax

Uk

вертикален заземјувач

хоризонтален заземјувач

Uc


Распределба на потенцијали на мрежест заземјувач


Човек како елемент на струјно коло

Отпорот на човеково тело зависи од:

• телесна тежина,

• дебелина на кожата на место на контакт,

• психофизичка состојба,

• дејство на алкохол и наркотици,

• индивидуална реактивност.

• Отпорот на внатрешното тело (без кожа) изнесува околу

300 , a oтпорот на телото (заедно со кожа) изнесува

500 – 3000 ,

• Усвоена референтна вредност на електричен отпор на

човеково тело Rtelo = 1000


Ефектот на протекување на електричната струја низ човеково

тело зависи од повеќе фактори:

интензитетот на струјата,

фреквенцијата на струјата:

голема осетливост за струи со фреквенции 50 – 60 Hz,

издржливост на 5- 6 пати поголеми истосмерни струи

во однос струи со индустриска фреквенција,

значитолно поголема издржливост за струи со

поголема фреквенција.

времетраење на протекување (издржливост на поголеми

струи со мало времетраење),

патеката на струјата низ телото (најопасна патеката “рака-

рака“ , а најмалку “нога – нога“),

отпорот на телото.


Дејство на струја со f = 50 Hz врз човекот


Зависност на дозволен напон на допир од времето на исклучување


Зависност на дозволен напон на чекор од времето на исклучување


Димензионирање на заземјувачите

Специфичен електричен отпор на земјата претставува

електрична отпорност на 1 m3 земја.

Критериуми за димензионирање: термички оптоварувања

и напони кои се јавуваат во заземјувачките системи.

Основни параметри кои влијаат при димензионирање на

заземјувањето:

специфичен отпор на земјата;

обликот на заземјувачот (геометриски карактеристики);

максимална струја низ заземјувачот;

критериумите за безбедност;


вид на земја ρ (Ωm)

морска вода 0,2

речна вода 50

тресет и хумус 20

глинеста земја 100

песоклива земја 300

песок 500

варовник 700

камен 10000

Специфични електрични отпорности на земјата

Фактори кои влијаат врз специфичниот отпор:

влажност на земјата;

составот на земјата;

внатрешниот притисок;

температурата и годишното време;


Зависност на специфичниот отпор од влажноста


Зависност на специфичниот отпор од температурата на почвата


Промена на специфичниот отпор во текот на годината

( 1 - H = 0,7 m ; 2 – H = 2,5 m )


Најмали дозволени пресеци на елементите од заземјувачите


Хоризонтален заземјувач

22 1 1 1 4 ln ln ,

2 2 2 1 1

l m hR m

l d lm

Вертикален заземјувач

4 ln

2

lR

l d

h


Мрежест заземјувач

Мрежест заземјувач (со и без вертикални елементи)

Заземјувачи кај разводни постројки

VN/VN и VN/SN


Заземјувачи кај разводни постројки SN/NN

Заштитен и работен заземјувач (галвански одвоени)


Заземјувачи кај надземни водови

Прстенест заземјувач кај 110 kV далекувод со еден прстен


Метод на средни потенцијали

..........1 2 3 n

Основни претпоставки :

потенцијалот на проводникот со должина L1 е еднаков на

средниот потенцијал на проводникот Ln создаден од полето на L1;..

густината на струјата вдолж секоја електрода е рамномерна;

.......1 11 1 12 2 13 3 1

.......2 21 1 22 2 23 3 2

.................................................................

...........................................................

a I a I a I a Inn

a I a I a I a Inn

......

.......1 1 2 2 3 3

a I a I a I a In nn nn n n

Систем на Максвелови равенки за сложен заземјувач:

аii - сопствени потенцијални коефициенти;

аij - меѓусебни потенцијални коефициенти;


Емпириски формули за пресметка на отпор на

распростирање на мрежест заземјувач

Формула базирана на еквиваленција со кружна плоча :

Формула на Лоран :

Формула на Шверак :


Формула на Тапар :

Формула на Нахман :


Формули за пресметка на максимална

потенцијална разлика на допир


Формули за пресметка на максимална

потенцијална разлика на чекор


А - површина што ја покрива заземјувачот;

N - вкупен број на окца од мрежестиот заземјувач;

n - број на паралелни електроди во еден правец, n=n1∙n2;d - пречник на спроводниците од мрежата;

⍴ - специфичен отпор на тлото;

⍴1 , ⍴2 - специфичен отпор на горниот, односно долниот слој земја;

H - дебелина на горен слој земја кај двослоја средина;

h - длабочина на вкопување на мрежата;

D - просечно растојание помеѓу соседните елементи D=A/N;

Lp - должина на преметарот на хоризонтална мрежа;

L - вкупна должина на хоризонтални елементи;

lS - должина на вертикална сонда;

LV - вкупна должина на вертикални сонди;

nV - вкупен број на вертикални сонди;

Iz - струја низ заземјувачот;

Em - максимален напон на допир;

Еc - максимален напон на чекор;

Rz - отпор на распростирање на заземјувачот;

Rz(n) - отпор на распростирање на заземјувачот во нехомогено тло;


Documents

Заземјувачи - Технички факултет - Битола