Výpočet uzemnění (výpočet zemního odporu) pro jeden hloubkový zemnící vodič na základě modulárního uzemnění se provádí jako výpočet klasického svislého zemnicího vodiče z kovové tyče o průměru 14,2 mm.
Vzorec pro výpočet zemního odporu jedné vertikální zemnící elektrody:
kde:
ρ – odpor půdy (Ohm * m)
L je délka zemnící elektrody (m)
d je průměr zemnící elektrody (m)
T – prohloubení zemnící elektrody (vzdálenost od povrchu země ke středu zemní elektrody) (m)
π – matematická konstanta Pi (3,141592)
ln – přirozený logaritmus
U hotových sad modulárního uzemnění ZANDZ je vzorec pro výpočet odporu zjednodušen do tvaru:
– pro stavebnici ZZ-000-015
– pro stavebnici ZZ-000-030kde:
ρ – odpor půdy (Ohm * m)
Pro výpočet byly použity následující hodnoty:
L = 15 (30) metrů
d = 0,014 metru = 14 mm
T = 8 (15,5) metrů: s přihlédnutím k hloubce elektrody v hloubce 0,5 metru
Výpočet elektrolytického uzemnění
Výpočet elektrolytického uzemnění (výpočet zemního odporu) se provádí jako výpočet klasické horizontální elektrody ve formě trubky o délce 2,4 metru s přihlédnutím k vlivu elektrolytu na okolní půdu (koeficient C ).
Vzorec pro výpočet zemního odporu jedné horizontální elektrody s přidáním korekčního faktoru:
kde:
ρ – odpor půdy (Ohm * m)
L je délka zemnící elektrody (m)
d je průměr zemnící elektrody (m)
T – hloubka (vzdálenost od povrchu země k zemní elektrodě) (m)
π – matematická konstanta Pi (3,141592)
ln – přirozený logaritmus
C – koeficient obsahu elektrolytů v okolní půdě
Koeficient C se pohybuje od 0,5 do 0,05.
Postupem času se snižuje, protože elektrolyt proniká do půdy do většího objemu, čímž se zvyšuje jeho koncentrace. Zpravidla je 0,125 po 6 měsících louhování elektrodových solí v husté půdě a po 0,5 – 1 měsíci louhování elektrodových solí ve volné půdě. Proces lze urychlit přidáním vody do elektrody během instalace.
Pro elektrolytické uzemnění ZANDZ je vzorec pro výpočet zemního odporu zjednodušen do tvaru:
– pro stavebnici ZZ-100-102
kde:
ρ – měrný elektrický odpor půdy (Ohm * m)
Pro výpočet byly použity následující hodnoty:
L = 2,4 metru
d = 0,065 metru = 65 mm
T = 0,6 metru
C = 0,125
Výpočet uzemnění: praktická data
Je třeba věnovat pozornost skutečnosti, že prakticky získané výsledky se VŽDY liší od teoretických výpočtů uzemnění.
V případě hloubkového / modulárního uzemnění je rozdíl způsoben tím, že výpočetní vzorec nejčastěji používá KONSTANTNÍ ODHADOVANÝ měrný odpor půdy V CELÉ hloubce elektrody. I když ve skutečnosti se to nikdy nedodržuje.
I když se povaha půdy nemění, její odpor klesá s hloubkou: půda se stává hustší, vlhčí; v hloubce 5 metrů jsou často vodonosné vrstvy.
Výsledný zemní odpor bude ve skutečnosti několikanásobně nižší než vypočítaný (v 90% případů je zemní odpor 2-3krát menší).
V případě elektrolytického uzemnění je rozdíl způsoben tím, že výpočetní vzorec používá koeficient „С“, která se bere v úvahu jako průměrná korekce veličina, kterou nelze popsat ve formě vzorců a závislostí. Stanovuje se na základě různých charakteristik půdy (teplota, vlhkost, drobivost, průměr částic, hygroskopicita, koncentrace solí atd.)
Proces louhování je dlouhý a relativně konstantní. Postupem času se koncentrace elektrolytu v okolní půdě zvyšuje. Objem půdy se také zvyšuje s přítomností elektrolytu kolem elektrody. 3-5 let po instalaci lze tento výsledný „užitečný“ objem popsat třímetrovým poloměrem kolem elektrody.
Z tohoto důvodu odpor elektrolytického uzemnění ZANDZ v průběhu času výrazně klesá. Měření ukázala občas pokles:
- 4 ohmy ihned po instalaci
- 3 Ohmy po 1 roce
- 1,9 Ohm po 4 letech
Výpočet uzemnění ve formě několika elektrod
Výpočet uzemnění (výpočet zemního odporu) pro několik modulárních zemnících elektrod se provádí jako výpočet paralelně zapojených jednotlivých zemnících spínačů.
Výpočtový vzorec zohledňující vzájemný vliv elektrod – faktor využití:
kde:
R1 – odpor jedné zemnící elektrody / elektrody (Ohm)
Ki – faktor využití
N je počet elektrod v zemnící elektrodě
Příspěvek připojovacího zemnicího vodiče se zde nezohledňuje.
Výpočet potřebného počtu zemnících elektrod
Po provedení obráceného výpočtu získáme vzorec pro výpočet počtu elektrod pro požadovanou hodnotu konečného odporu odporu (R):
kde:
] [ – zaokrouhlení výsledku nahoru.
R je požadovaný odpor víceelektrodové zemnící elektrody (Ohm)
R1 – odpor jedné zemnící elektrody / elektrody (Ohm)
Ki – faktor využití
Příspěvek připojovacího zemnicího vodiče se zde nezohledňuje.
Vzdálenost mezi uzemňovacími elektrodami
Při víceelektrodové konfiguraci zemnící elektrody začíná konečný zemní odpor ovlivňovat další faktor – vzdálenost mezi uzemňovacími elektrodami. Ve vzorcích pro výpočet uzemnění je tento faktor popsán hodnotou „faktor využití“.
Pro modulární a elektrolytické uzemnění lze tento koeficient zanedbat (tj. jeho hodnota je 1) při určité vzdálenosti mezi uzemňovacími elektrodami:
- ne menší než hloubka ponoření elektrody – pro modulární
- ne méně než 7 metrů – pro elektrolytické
Připojení elektrod k zemnící elektrodě
Pro spojení zemnících elektrod mezi sebou a s předmětem se jako zemnící vodič používá měděná tyč nebo ocelový pás.
Často se volí průřez vodiče – 50 mm² pro měď a 150 mm² pro ocel. Běžně se používá běžný ocelový pás 5 x 30 mm.
Pro soukromý dům bez hromosvodu stačí měděný drát o průřezu 16-25 mm².
Více informací o pokládce zemnicího vodiče naleznete na samostatné stránce “Instalace zemnění”.
Služba pro výpočet pravděpodobnosti úderu blesku do objektu
Pokud musíte kromě uzemňovacího zařízení instalovat i externí systém ochrany před bleskem, můžete využít unikátní službu pro výpočet pravděpodobnosti úderu blesku do objektu chráněného hromosvodem. Službu vyvinul tým ZANDZ společně s Energetickým institutem pojmenovaným po G.M. Krzhizhanovsky (JSC ENIN)
Tento nástroj vám umožňuje nejen zkontrolovat spolehlivost systému ochrany před bleskem, ale také provést nejracionálnější a nejsprávnější návrh ochrany před bleskem, který poskytuje:
- nižší náklady na stavební a instalační práce, snížení zbytečných zásob a použití méně vysokých, méně nákladných na instalaci hromosvodů;
- méně úderů blesků do systému, snížení sekundárních negativních důsledků, což je důležité zejména na místech s mnoha elektronickými zařízeními (počet úderů blesku klesá se snižováním výšky hromosvodů).
Funkčnost služby umožňuje vypočítat účinnost plánované ochrany před bleskem ve formě srozumitelných parametrů:
- pravděpodobnost průniku blesku do objektů systému (spolehlivost ochranného systému je definována jako 1 minus hodnota pravděpodobnosti);
- počet úderů blesku do systému za rok;
- počet průrazů blesku, přemosťovací ochrany, za rok.
S těmito informacemi může projektant porovnat požadavky zákazníka a regulační dokumentaci se získanou spolehlivostí a přijmout opatření ke změně návrhu ochrany před bleskem.
