Bucle de tierra: dispositivo, cálculo e instalación del sistema de conexión a tierra para una casa de campo
Bucle de tierra
Gracias al desarrollo de la tecnología, los electrodomésticos de múltiples potencias han inundado nuestros hogares. Es difícil imaginar la vida sin un refrigerador, una lavadora, un microondas, una cocina de inducción. Usamos todo esto todos los días. No olvide que los electrodomésticos representan un peligro para nosotros en caso de violación de su aislamiento. Por lo tanto, es necesario equipar el circuito de tierra para toda la casa, protegiéndose así a usted mismo y a los dispositivos de la avería en la carcasa.
Contenido
- ¿Por qué necesitas un circuito de tierra?
- Dispositivo de bucle de tierra
- Cómo hacer un cálculo
- Circuito de tierra: circuito
- Construcción de bucle de tierra
¿Por qué necesitas un circuito de tierra?
Hablando en un lenguaje técnico seco, la conexión a tierra implica una conexión eléctrica a la tierra (tierra) de las partes no conductoras de las instalaciones eléctricas, hechas intencionalmente. Al mismo tiempo, estas partes de los aparatos eléctricos no están energizadas en condiciones normales, pero pueden estar debajo de ellas. La razón puede ser una violación del aislamiento, que incluye.
Para explicar en un lenguaje accesible más simple, tendremos que recordar el curso de física de la escuela. Como recordamos, la corriente tiende a fluir hacia la menor resistencia. Si se rompe el aislamiento de las partes vivas de los dispositivos, la corriente buscará el lugar donde la resistencia es la más baja. Por lo tanto, hay una falla en el cuerpo del aparato. En otras palabras, la carcasa de metal estará viva. Además del hecho de que esto puede interrumpir el funcionamiento del dispositivo en sí mismo o incluso romperlo, si en el momento en que una persona toca la superficie del cuerpo, recibirá una descarga eléctrica..
El circuito de tierra es necesario para que la corriente se distribuya entre la persona y el dispositivo de conexión a tierra en proporción inversa a su resistencia. Dado que la resistencia del cuerpo humano será muchas veces mayor que la resistencia del circuito de conexión a tierra, la corriente máxima permitida pasará a través de él y el resto irá a tierra. Llegamos a un punto muy importante: realizar el circuito Hazlo tu mismo, es necesario hacerlo para que su resistencia sea mínimamente aceptable.
El bucle de tierra se hace con varillas de acero, se introduce en la profundidad y las tiras que los conectan
Dispositivo de bucle de tierra
Muy a menudo, la conexión a tierra se realiza utilizando varillas de metal: electrodos enterrados en el suelo e interconectados en la parte superior por una tira o varilla. Este diseño está conectado al protector de la casa con un cable o la misma tira de metal..
Además, la profundidad de la ubicación de los electrodos depende de la saturación del suelo con agua. Cuanto mayor sea el agua subterránea, se requiere menos profundidad..
La distancia desde la casa debe ser de al menos 1 m, pero no más de 10 m..
Dimensiones mínimas permitidas de accesorios utilizados para la instalación de dispositivos de puesta a tierra
El contorno de conexión a tierra de una casa privada se lleva a cabo con varillas, que pueden ser una esquina de acero, accesorios con una estructura lisa, una tubería, una viga en I. El área de la sección transversal de los electrodos debe ser superior a 1,5 cm2, y la forma debe ser conveniente para conducir hacia el suelo..
Las varillas están dispuestas en una fila o en forma de figura geométrica: triángulo, cuadrado, rectángulo. Depende de la facilidad de instalación de la estructura y el área que se puede utilizar. También es posible una opción de equipo de contorno alrededor del perímetro del edificio. Pero el más común sigue siendo el bucle de tierra triangular. En la parte superior de la figura, se introducen electrodos, que están interconectados por una tira de acero..
¡Importante! El circuito de tierra siempre debe estar debajo del suelo de congelación..
En otras palabras, la conexión a tierra se puede hacer usando material improvisado. Pero existe la oportunidad de comprar un kit listo para organizar el circuito de tierra. Incluye varillas: electrodos chapados en cobre, de 1 m de longitud, conectados por una conexión roscada. Dichos kits no son baratos, pero simplifican significativamente la tarea y su uso es duradero..
Cómo hacer un cálculo
Por supuesto, la conexión a tierra se puede hacer empíricamente. Por ejemplo, para determinar la profundidad del agua, retirarse de la casa a la distancia óptima y organizar un contorno triangular. Suelde los electrodos entre sí y mida la resistencia de la estructura resultante. Si resulta ser demasiado grande, profundice aún más electrodos adicionales, conéctelos a los anteriores y vuelva a tomar medidas. Y así, hasta que el resultado de la medición cumpla con los requisitos.
Los expertos recomiendan encarecidamente que antes de realizar el bucle de tierra, haga todos los cálculos necesarios. Determine la cantidad de conexión a tierra vertical: los electrodos que se necesitarán y la longitud de la tira de conexión, según la resistencia de la conexión a tierra..
Primero debe determinar la resistencia de un electrodo de tierra vertical: el electrodo.
Fórmula 1. Resistencia de un sistema de electrodo de tierra vertical
Dónde,
R0 es la resistencia de un electrodo, Ohm;
Req – resistividad de tierra equivalente, Ohm * m;
L es la longitud del electrodo, m;
d es el diámetro del electrodo, mm;
T es la distancia desde el medio del electrodo hasta la superficie de la tierra, m.
Tabla 1. resistividad del suelo
Tabla 2. El valor del coeficiente climático estacional de resistencia del suelo
El valor de la resistencia del suelo puede tomarse de la tabla, pero si el suelo es heterogéneo, entonces
Fórmula 2. resistividad equivalente de suelo heterogéneo
Dónde,
Ψ – coeficiente climático estacional;
P1, P2 – resistividad del suelo (1 – capa superior, 2 – capa inferior), Ohm * m;
H– espesor de la capa superior del suelo, m;
t es la profundidad a la que está obstruido el electrodo, m (profundidad de la zanja);
Si no tiene en cuenta la resistencia del electrodo de masa horizontal, la fórmula puede encontrar el número de electrodos:
Fórmula 3. El número de electrodos excluyendo la resistencia del electrodo de tierra horizontal.
Dónde,
n0 es el número de electrodos;
R– resistencia a tierra normalizada, basada en PTEEP.
Tabla 3. El valor más alto permitido de la resistencia de los dispositivos de conexión a tierra (PTEEP)
Determinamos la resistencia actual del electrodo de tierra horizontal de acuerdo con la fórmula:
Fórmula 4. La resistencia de la corriente de propagación del electrodo de tierra horizontal.
Dónde,
LG – la longitud del electrodo de tierra;
b– ancho del electrodo de tierra;
ψ – coeficiente de estacionalidad del electrodo de tierra horizontal;
ɳГ – coeficiente de demanda de conductores de puesta a tierra horizontales.
La longitud del electrodo de tierra es la siguiente:
Fórmula 5. La longitud del electrodo de tierra horizontal
Dónde,
a es la distancia entre los electrodos.
La resistencia de los electrodos verticales, teniendo en cuenta el electrodo de tierra horizontal:
Fórmula 6. Resistencia de electrodos de tierra verticales: electrodos que tienen en cuenta la resistencia de un electrodo de tierra horizontal
El número total de electrodos de conexión a tierra verticales es igual a:
Fórmula 7. El número final de puesta a tierra vertical.
Dónde,
ɳв – factor de demanda de conductores de puesta a tierra verticales.
Tabla 4. La utilización de la puesta a tierra.
Un indicador llamado «factor de utilización» muestra el efecto de las corrientes entre sí dependiendo de la ubicación de los electrodos verticales. Si los electrodos están conectados en paralelo, las corrientes que fluyen a través de ellos se afectan entre sí. Cuanto menor es la distancia entre los electrodos, mayor es la resistencia general del circuito..
Si el número de conductores de puesta a tierra obtenidos por la última fórmula no es entero, redondee al entero más cercano.
Circuito de tierra: circuito
Después de realizar todos los cálculos, elegimos un lugar conveniente para la ubicación del bucle de tierra. Determinamos qué figura se ubicarán los electrodos. Luego dibujamos un diagrama de bucle de tierra teniendo en cuenta el tipo de materiales utilizados. Asegúrese de indicar qué se usó para los electrodos y para la tira de conexión, su longitud y diámetro, profundidad.
Bucle de tierra: diagrama en el pasaporte (fuera del edificio) – ejemplo
Bucle de tierra: diagrama de pasaporte (dentro del edificio) – ejemplo
Todo esto nos será útil no solo para facilitar la instalación y para el futuro, sino también para obtener un pasaporte para el circuito de tierra. Cuando se completa el trabajo de instalación y se mide la resistencia del circuito, los administradores de energía que deberán ser invitados emitirán y respaldarán toda la documentación necesaria para el circuito de tierra. Por supuesto, esto es si todo se hace correctamente..
Construcción de bucle de tierra
La instalación del circuito de tierra se inicia mejor en la estación cálida. Por lo tanto, será más fácil realizar movimientos de tierra y medir la resistencia a tierra. Entonces será más confiable ver a qué profundidad se encuentra el agua subterránea.
Considere la opción de organizar el bucle de tierra en forma de triángulo:
Para equipar el circuito de tierra, es necesario cavar una zanja hasta la profundidad de congelación del suelo.
- Ya hemos elegido un lugar. Por lo tanto, cavamos una zanja con una profundidad de 0.7 ma 1 m (bajo cero), un ancho de 0.5 – 0.7 m. Las líneas deben formar un triángulo con un lado cuya longitud se determinó durante los cálculos.
- Desde una de las esquinas del triángulo cavamos una zanja hacia el escudo de poder.
- En los vértices del triángulo manejamos electrodos de tierra. ¿Qué usaremos exactamente para esto? Es necesario decidir en la etapa de los cálculos. Supongamos, por ejemplo, que es un ángulo de acero de 50 * 50 mm. Si la densidad del suelo no le permite simplemente obstruir las varillas, tendrá que perforar pozos.
- Profundizamos las varillas para que sobresalgan del suelo. Si todavía tuviéramos que perforar pozos, colocar esquinas en ellos y llenar con tierra mezclada con sal.
- Tomamos una tira de acero de 40 * 5 mm y soldamos a los electrodos, formando un contorno en forma de triángulo. Luego de uno de ellos llevamos una tira al gabinete de energía.
- Fijamos la tira al cable de tierra o al blindaje de alimentación usando un perno con un diámetro de 10 mm. En este caso, el perno debe soldarse a la tira.
- En esta etapa, verificamos la resistencia del bucle de tierra con un ohmímetro. Este dispositivo no es barato, no tiene sentido comprarlo. Es mejor invitar a los empleados de la administración de energía a tomar medidas y completar el pasaporte del circuito de tierra. La resistencia debe ser inferior a la requerida. Si no, entonces necesita conducir electrodos adicionales.
- Si la resistencia resulta ser suficiente, llenamos la zanja con tierra homogénea sin escombros de construcción y piedra triturada..
¡Importante! Durante una operación adicional en clima anormalmente seco, es aconsejable regar el circuito de tierra desde la manguera para reducir su resistencia.
Todo el trabajo relacionado con los cálculos y la instalación del bucle de tierra se puede confiar a profesionales que tienen más experiencia. Esto ayudará a ahorrar tiempo y nervios. Pero si está dispuesto a hacer todo con sus propias manos, hágalo. Tu creación te protegerá a ti y a tu familia.