Почему правильное заземление важно?
Переходные характеристики молнии и связанные с ней быстрый нарастание тока и большая величина тока означают, что для обеспечения эффективной защиты от молнии необходимо предусмотреть качественное заземление. Многие факторы, такие как изменения удельного сопротивления грунта, удобство монтажа, планировка и существующие физические особенности, являются специфичными для конкретного места и зачастую влияют на выбор применяемого метода заземления.
Низкое импедансное сопротивление является ключевым фактором защиты от молнии. Все заземляющие соединения должны быть как можно более короткими и прямыми, чтобы уменьшить индуктивность и снизить пиковое напряжение, наводимое в соединении. Система заземляющих электродов должна эффективно передавать импульс молнии в землю посредством взаимодействия с почвой. Также необходимо снизить сопротивление самой земли току молнии. Только при учёте всех этих факторов может быть достигнут эффект защиты от молнии.
Сопротивление земли
Удельное сопротивление грунта является важным фактором при проектировании. Для различных типов грунта, содержания влаги и температуры оно значительно изменяется и вызывает изменения импеданса заземления.
Короткое и прямое заземление
Напряжение, генерируемое разрядом молнии, в основном зависит от времени нарастания тока и импеданса пути к земле (в первую очередь индуктивности).
Из-за больших расстояний, косвенных путей или любой последовательной индуктивности, вызванной резкими изгибами в проводке заземляющего проводника, чрезвычайно быстрые фронты нарастания приведут к значительному повышению напряжения. Именно поэтому важно обеспечить короткое и прямое заземление.
Связь от электродной системы с землёй
Эффективность, с которой система заземляющего электрода отводит ток молнии в землю, зависит от многих факторов, включая геометрию системы заземляющего электрода, форму проводника и факторы, обеспечивающие эффективную связь с почвой.
Характеристики хорошей системы заземления
Короче говоря, характеристики компании fHV Hipot Electric Co., Ltd. имеют решающее значение для заземления
1. Хорошая электропроводность
2. Проводник, способный выдерживать доступный ток короткого замыкания
3. Длительный срок службы — не менее 40 лет
4. Низкое сопротивление и импеданс заземления
Основной принцип любого заземляющего устройства заключается в попытке увеличить площадь поверхности электрода или проводника и окружающего грунта. Это не только способствует снижению сопротивления заземления системы заземления, но и значительно улучшает импеданс системы заземления при воздействии импульсов молнии.
Уравнивание потенциалов
Уравнивание потенциалов помогает обеспечить отсутствие опасных разностей потенциалов между различными входными проводниками (такими как металлические водопроводные сети, системы электроснабжения, телекоммуникационные системы и местное заземление), а также может уменьшить шаговое и прикосновительное напряжения.
Хорошая коррозионная стойкость
Система заземляющего электрода должна быть устойчива к коррозии и совместима с другими проводниками, проложенными в грунте.
На данный момент медь является распространённым материалом, используемым для заземляющих проводников. Как правило, для обеспечения долгосрочной эффективности системы заземления следует применять процедуры технического обслуживания или проверки измерителя сопротивления заземления (или устройства для измерения сопротивления заземления).
Сопротивление заземления
Когда ток проходит от заземляющего электрода в окружающую почву, обычно говорят, что он протекает через ряд концентрических оболочек с возрастающим диаметром. У каждой последующей оболочки площадь поперечного сечения, по которой протекает ток, больше, поэтому её сопротивление ниже.
В некоторой точке, находящейся далеко от заземленного проводника, рассеяние тока становится значительным, а плотность тока настолько мала, что сопротивление можно считать пренебрежимо малым.
Теоретически сопротивление заземления может быть получено из следующей общей формулы:
R = P × L / A сопротивление = удельное сопротивление × длина / площадь
Эта формула объясняет, почему чем дальше оболочка концентрической земли находится от заземляющего стержня, тем меньше становится сопротивление:<br>
R = удельное электрическое сопротивление грунта × толщина оболочки/площадь
В случае сопротивления заземления предполагается, что удельное электрическое сопротивление грунта (или почвы) во всем объёме является однородным, хотя на практике это встречается редко. Уравнения системы электродов чрезвычайно сложны и обычно выражаются лишь в виде приближённых решений.
Обычно используемая формула для системы с одним заземляющим электродом выглядит следующим образом:
R = ρ/2πL
параметр:
R = Сопротивление заземляющего стержня относительно земли (или почвы) (в омах)
L = длина заземляющего электрода
r = радиус заземляющего электрода
ρ = среднее удельное электрическое сопротивление в Ом·см.