5 лучших программ для расчета заземления

Расчёт заземления

Благодаря расчету заземления, мы можем узнать силу сопротивления сооружаемого контура, а также его размеры и форму. Если вдаваться в технические подробности, то контур заземления – это вертикальные заземлители, горизонтальные заземлители, а также заземляющий проводник. Каждый заземлитель находится на определенной глубине. Горизонтальные заземлители дают соединиться вертикальным заземлителям. А вот контур заземления соединяется с электрическим щитом, благодаря заземляющему проводнику. Одним словом, все элементы этой системы имеют между собой тесную связь.

Сегодня вы можете найти много различных методик расчета системы заземления. В любом случае вам нужно будет работать с формулами, искать некоторые значения и производить многочисленные вычисления. Если вы хотите облегчить себе задачу, вы можете прибегнуть к нашему онлайн-калькулятору, который точно рассчитает вам систему заземления в двухслойном грунте.

Электрик

Представляет собой многофункциональную программу для расчета различных электрических величин в помощь для практического применения электриками в проектировании и монтажных работах. Одной из опций функционала является методика вычислений параметров заземлений.

Программа электрик

Для расчета заземления необходимо указать ряд параметров в соответствующих полях программы:

Выберете методику расчета и укажите тип контура заземления; Укажите размеры вертикальных заземлителей и горизонтальных электродов, форму из сечения;

Тип грунта, климатическую зону;

Род и величину напряжения в сети, для которой проектируется заземляющее устройство.

Нажмите кнопку «Расчет контура».

В результате программа выдаст полный отчет о размерных габаритах, которые пригодятся для монтажа контура, чертеж и план-схему расположения заземляющих электродов с указанием формул, по которым и осуществлялся расчет заземления. Эти результаты можно использовать для паспорта контура заземления подстанции или какого-либо объекта.

Расчет переносного заземления

Перед расчетом переносного заземления (ПЗ) следует учесть, что для этого типа защитных приборов требования к сопротивлению стеканию тока еще более высокие, чем у стационарных ЗУ (фото ниже).

Устройство переносного заземления из четырех заземлителей

При решении этой проблемы, прежде всего, следует научиться различать сети и установки с различными действующими напряжениями. Провода ПЗ (согласно требованиям действующих стандартов) должны выдерживать продолжительный нагрев при замыкании в питающих линиях трехфазного и однофазного напряжения. Для электроустановок с этим показателем до 1000 Вольт выбирается шина сечением не менее 16 кв. мм.

В сетях, где напряжение превышает 1000 Вольт, предельная величина сечения проводов ПЗ не должна быть менее 25 мм2. Точный расчет этого значения производится обычно по следующей формуле:

S = ( Iуст √tф ) / 272

где Iуст – это ток короткого замыкания;

tф – время его действия в секундах;

272– коэффициент, указывающий на тип металла проводника и отличающийся для разных токов КЗ (для меди, в частности он равен 250, а в расчетах взят с небольшим запасом).

В случаях, когда действующее напряжение не превышает 6-10 кВ – требуемое для надежной защиты сечение провода колеблется в пределах от 120 до 185 мм2. Поскольку комплект переносных заземлений с такими шинами будет очень тяжелым и неудобным в работе – согласно ПУЭ допускается использовать несколько ПЗ с меньшим сечением. При подготовке рабочего места такие заземления включаются в защищаемую цепь параллельно.

В последнем случае в формулу подставляются максимальные значения по времени воздействия тока короткого замыкания, а в трехфазных цепях искомая величина определяется для каждой их фаз

Во втором случае особое внимание уделяется аккуратности обустройства ПЗ, чтобы избежать недопустимого в условиях наложения защитного заземления межфазного замыкания

Помимо этого комплект такого заземления обязательно оснащается достаточно «мощными» зажимами, посредством которых элементы переносной конструкции надежно закрепляются на токопроводящих частях. Для их фиксации на заземляющих проводах должны применяться крепления, позволяющие обходиться без переходных элементов. Такая предусмотрительность позволит увеличить площадь контакта и повысить надежность имеющегося соединения. В этом случае конструкция способна выдержать значительные по величине токи и сохранить свою работоспособность в течение длительного времени.

При наложении такого заземления в трехфазных силовых цепях с напряжениями выше 1000 Вольт для получения более надежного контакта допускается использовать сварку. В исключительных случаях согласно ПУЭ разрешено болтовое сочленение, но только при условии предварительной пайки контактной зоны. В заключение отметим, что в рассмотренной ситуации для образования надежного соединения потребуется комплексный подход (ограничиваться только одной пайкой, например, не допускается).

Программы для расчета заземления – обзор лучших

«Электрик»

Первый программный продукт, который хотелось бы рассмотреть, называется «Электрик». Мы уже говорили о нем, когда рассматривали лучшие программы для расчета сечения кабеля. Так вот и с вычислениями параметров заземляющего контура «Электрик» может запросто справиться. Преимущество данного продукта заключается в том, что он достаточно прост в использовании, русифицирован и к тому же есть возможность бесплатного скачивания. Увидеть интерфейс программы вы можете на скриншотах ниже:

Все, что вам нужно – задать исходные данные, после чего нажать кнопку «Расчет контура». В результате вы получите не только подробную методику вычислений с используемыми формулами, но и чертеж, на котором будет изображен готовый контур заземления. Что касается точности расчетных работ, то тут мы рекомендуем использовать только самые последние версии программы, т.к. в устаревших версиях множество недоработок, которые были устранены со временем. Если вам нужно рассчитать заземляющий контур для частного дома либо более серьезных сооружений, к примеру, котельной либо подстанции, рекомендуем использовать данный продукт.

Расчет заземления в программе Электрик показан на видео:

Расчет молниезащиты. расчетные формулы молниеотводов

«Расчет заземляющих устройств»

Название второй программы говорит само за себя. Благодаря ей можно рассчитать не только контур заземления, но и молниезащиты, что также крайне необходимо. Интерфейс программки довольно простой, собственно, как и в рассмотренном выше аналоге. Выглядит форма для заполнения исходных данных следующим образом:

Если вам нужно выполнить простейший расчет заземляющего контура именно сейчас, можете воспользоваться нашим онлайн калькулятором расчета заземления. Точность вычислений конечно же уступает предоставленным в статье программным продуктам, однако все же приблизительные значения вы получите, на которые и стоит ориентироваться.

«Заземление»

Еще один программный продукт, чье название говорит само за себя. Как и в предыдущих двух программках, в этой можно без проблем разобраться, т.к. интерфейс простейший и представлен на русском языке. Последняя версия программы (v3.2) позволяет не только осуществлять расчет ЗУ, но и оценивать возможность использования ЖБ фундаментов промышленных зданий в качестве защитного контура. Помимо этого программа может помочь выбрать сечение ГЗШ, PE-проводника, а также проводников системы уравнивания потенциалов. Еще одна полезная функциональная возможность продукта – расчет напряжения прикосновения и шагового напряжения. Интерфейс вы уже встречали немного выше, выглядит он следующим образом:

Дело в том, что создатели этой программки одновременно являются и создателями «Электрик», поэтому вы можете скачать один из предоставленных в ассортименте продуктов.

«ElectriCS Storm»

Более сложной в использовании программой, для работы с которой требуются навыки моделирования, является ElectriCS Storm. Использовать ее для вычислений заземляющего контура дома не целесообразно, т.к. вы скорее всего запутаетесь и рассчитаете все с ошибками. Мы рекомендуем работать с данным софтом профессионалам в области энергетики или же студентам ВУЗов пересекающихся специальностей.

Преимуществом данного программного продукта является то, что можно осуществлять проектирование заземляющего устройства (ЗУ) и тем самым выводить 3D модель готовых защитных контуров. Помимо этого функциональные возможности программы позволяют рассчитывать электромагнитную обстановку и заземление подстанций.

Все чертежи можно сохранять в dwg формате, благодаря чему потом их можно открыть в AutoCAD.

«Акула»

Ну и замыкает наш список лучших программ для расчета заземления программный комплекс энергетика под названием «Акула», благодаря которому можно рассчитывать:

Обзор лучших программ для составления электрических схем

заземляющие устройства;
молниезащиту;
характеристики защитных аппаратов;
потери напряжения до 1 кВ;
мощность объектов, а также электрокотлов и кондиционеров;
сечение проводки;
освещенность в помещении;

Интерфейс также интуитивно понятен и представлен на русском языке:

«Акула» доступна для бесплатного скачивания, поэтому найти ее в просторах интернета не составит труда. Напоследок рекомендуем просмотреть очень полезное видео по теме:

На этом наш обзор заканчивается. Надеемся, предоставленные программы для расчета заземления пригодились вам и помогли в организации защитного контура.

Рекомендуем также прочитать:

Описание вводимых данных в программе Заземлитель

Интерфейс программы состоит из шести блоков, в которых задаются исходные данные для расчета. Рассмотрим их подробно:

Климатический район

Каждому климатическому району соответствуют значения средних минимальных и средних максимальных температур, среднегодового количества осадков и продолжительности замерзания воды. При наведении курсором на каждый район появится подсказка, облегчающая выбор. Если вашего района в списке нет, найдите его характеристики в открытом доступе и сопоставьте с имеющимися вариантами.

Почва

Данный параметр позволяет выбрать удельное сопротивление почвы согласно ее составу. Настройка позволяет разделить пласт на два слоя, указав для каждого свой состав. В полях выбора дается список названий грунтов с цифрой приблизительного удельного сопротивления каждого при летних температурах. Удельное сопротивление зависит от множества факторов. Если вам известно точное значение удельного сопротивления вашего грунта, вы можете его задать в соответствующее поле напрямую. Исходя из удельных сопротивлений указанных типов грунтов и толщины верхнего пласта грунта, программа высчитывает эквивалентное удельное сопротивление и удельное сопротивление с учетом повышающего коэффициента выбранной климатической зоны.

Заглубление

Данный параметр указывает глубину, на которой будет располагаться верхняя точка горизонтального электрода (соединителя). Обычно траншею для заглубления копают на глубину 0,7 м. В этом случае, горизонтальный электрод будет заглублен на 0,7 − 0,2 (не вбитая часть) = 0,5 м.

Размер вертикальных электродов

В данном пункте можно выбрать форму заземлителя в виде уголка или круглую, что почти не влияет на итоговое сопротивление заземлителя. В поле «ширина» устанавливается ширина полки уголка или диаметр круга. Арматура для вертикальных электродов обычно не применяется, поскольку ее трудно забивать в землю из-за ребер. В поле «длина» выбирается длина электрода. Чаще всего — 2,5-3 м. В нижней части блока показывается сопротивление одного электрода заданной длины и ширины.

Расположение вертикальных электродов

Электроды обычно соединяют контуром в том случае, если их много, и заземление устраивается по всему периметру здания. Если заземлитель состоит из небольшого количества электродов (3 — 4), их можно соединить в ряд. В два нижних поля блока вводится предположительное количество электродов и кратность интервала. Например, при кратности 2 и длине электродов 2,5 метра расстояние между ними должно быть равным 5 метрам. Чем больше расстояние между электродами, тем выше коэффициент их использования. Но на практике для небольших зданий чаще всего используют минимальную кратность. В схемах, где значение кратности существенно меньше единицы, контур не в полной мере раскрывают свой потенциал.

Размер горизонтального соединителя

К горизонтальному заземлителю предъявляются меньшие прочностные требования, поэтому в качестве материала для его изготовления помимо уголка, трубы или круглой стали можно использовать арматуру или полосу. В поле «размер» задается ширина полосы, ширина полки уголка или диаметр круглого соединителя. Ниже выводится длина всего соединителя в зависимости от количества соединяемых электродов и схемы заземлителя. Также в блоке отображается коэффициент использования соединителя, а в последней строке — итоговое сопротивление горизонтального соединителя.

Формула расчёта одиночного заземлителя

Существует ряд факторов, влияющих на окончательный результат расчёта заземляющей конструкции, а именно:

Используемые материалы (решающие значение имеет вид металла, но немаловажным могут быть и показатели электролита);
Форма элементов-электродов (влияет незначительно);
Расстояние между элементами электродами;
Глубина, на которую погружается монтируемый контур.

Необходимо отметить, что для получения системы, имеющий сопротивление в 4–8 Ом, применяемые металлические элементы должны обладать определёнными минимальными параметрами:

Плоская балка — 12 мм в ширину, 4 мм в высоту;
Уголок — 4 мм в высоту
Шест — диаметр не менее 10 мм;
Труба — толщина не менее 3.5 мм.

Расчёт защитного заземления можно провести при помощи специализированного программного обеспечения или онлайн-калькуляторов. Но для их правильного использования необходимо знать общую формулу, по которой проводятся вычисления и значение всех переменных. Традиционно в рассматриваемой формуле используются следующие обозначения:

R — расчётное заземление (Ом);
L — протяжённость заземляющего элемента-заземлителя (м);
d — диаметр элемента (м);
T — заглубление: расстояние между от середины каждого заземляющего элемента до поверхности грунта (м);
ρ — сопротивление грунта (Ом×м). Смотрите таблицу.
π — число Пи (3.14)

Тип грунта	Параметр сопротивление грунта в диапазоне от –5 до –20°С
Песок	5000–11000
Супесь	1100–1500
Влажная глина	550–3000
Каменистая глина	1000–12000
Известняк	3000–12500
Торф	500–1000
Суглинок	1200–3500

С целью достижения оптимального значения сопротивления создаваемой конструкции одиночные заземлители можно расположить в ряд или сформировать из них замкнутый контур (круг, прямоугольник или любую другую фигуру). Для расчёта такого заземления в указанную выше формула войдут дополнительные параметры:

R1 — искомое сопротивление (Ом);
R — сопротивление, вычисленное по базовой формуле (Ом);
N — число элементов в системе заземлителей;
Ки — коэффициент использования.

Для подсчётов удобнее всего пользоваться табличными значениями, полученных в результате практического применения формулы.

Система заземления при расположении электродов последовательно
Расстояние между электродами (где L это длинна используемого электрода)	Количество заземляющих элементов в системе	Коэффициент использования
L	5	0.7
L	10	0.6
L	15	0.53
L	20	0.5
2L	5	0.81
2L	10	0.75
2L	15	0.7
2L	20	0.67

Система заземления при размещении электродов в замкнутый контур
Расстояние между электродами (где L это длинна используемого электрода)	Количество заземляющих элементов в системе	Коэффициент использования
L	5	0.65
L	10	0.55
L	15	0.51
L	20	0.45
2L	5	0.75
2L	10	0.69
2L	15	0.66
2L	20	0.63

При это стоит учитывать, что скорее всего полученное значение будет дробным, поэтому его необходимо будет округлить в большую сторону.

Расчет элементов заземляющего устройства

Определение параметров проводников, используемых в конструкции любого заземлителя, проводится с учетом следующих соображений:

Длина металлических стержней или штырей в значительной мере определяет эффективность всей системы защитного заземления.
Большое значение имеет и протяженность элементов металлических связей.
От линейных размеров этих конструктивных составляющих зависят расход материала, а также суммарные затраты на обустройство ЗУ.
Сопротивление вертикально забиваемых электродов в первую очередь определяется длиной.
Их поперечные размеры не оказывают существенного влияния на качество и эффективность обустраиваемой защиты.

Помимо этого всегда нужно помнить о «золотом» правиле, согласно которому чем больше металлических заготовок предусмотрено в схеме – тем лучше характеристики безопасности контура.

Схема установки одиночного вертикального заземлителя

Также следует учесть, что мероприятия по организации заземления нельзя назвать легким занятием. При большом количестве составляющих системы увеличиваются объемы земляных работ. А решение вопроса о том, каким конкретно способом улучшать качество заземления (за счет длины или количества электродов) остается за самим исполнителем.

В любом случае при обустройстве ЗУ произвольного типа рекомендуется придерживаться следующих правил:

стержни необходимо вбивать до отметки, находящейся ниже уровня промерзания почвы минимум на 50 сантиметров;
такое их расположение позволит учесть сезонные факторы и исключить их влияние на работоспособность защитной системы;
расстояние между вертикально вбитыми элементами зависит от формы выбранной конструкции и длины самих стержней.

Для корректного выбора этого показателя рекомендуется воспользоваться справочными таблицами.

Таблица определения параметров заземлителей

С целью сокращения объема предстоящих расчетов (их упрощения) сначала желательно определить величину сопротивления стеканию токов КЗ для одиночного стержня.

С учетом влияния, оказываемого на искомую величину горизонтальными элементами конструкции, сопротивление для вертикальных штырей вычисляется по следующей формуле:

Если монтируемое ЗУ обустраивается в разнородном грунте (другое его название – двухслойный), удельное сопротивление можно определить так:

где Ψ – это так называемый «сезонный» коэффициент;

ρ1 и ρ2– удельные сопротивления слоев почвы (верхней и нижней прослойки соответственно), учитываемые при расчетах в Омах на•метр;

Н – толщина слоя грунта в метрах, расположенного в верхней части земляного покрова;

t – заглубление вертикальных штырей или стержней (оно соответствует глубине подготовленной траншеи), равное 0,7 метрам.

Достаточное для получения эффективного заземления число стержней (горизонтальные составляющие пока не учитываются) определяется так:

где Rн – это нормируемое ПТЭЭП сопротивление растеканию.

С учетом горизонтальных элементов ЗУ формула для определения количества вертикальных штырей принимает такой вид:

где под ηв понимается коэффициент использования конструкции, указывающий на взаимное влияние токов стекания различных единичных элементов друг на друга.

При уменьшении шага монтажа этих элементов защитного контура его общее сопротивление растеканию тока заметно увеличивается. Число элементов заземляющего сооружения, полученное по результатам описанных выкладок, следует округлить до большего значения.

Расчеты заземления онлайн удается автоматизировать, если воспользоваться разработанным для этого специальным онлайн калькулятором на нашем ресурсе.

Заземление

Название продукта объясняет его предназначение в полной мере. Аналогично предыдущим программам имеет легкий для понимания интерфейс, полную русификацию. В последних версиях (с 3.2) добавлена «плюшка» в виде оценки заземляющих качеств железо-бетонных подземных конструкций, в качестве элемента заземления, позиционируется это как необходимый функционал при расчете заземления промышленных комплексов, но точность оставляет желать лучшего, во всяком случае, в данной версии программы.

Кроме вышеперечисленного с помощью данного софта можно рассчитать:

РЕ-проводник;
уравнивание потенциалов;
сечение ГЗШ;
напряжение на прикосновение;
шаговое напряжение.

Акула

Также представляет собой многофункциональную программу, которая помимо расчета заземляющего контура поможет вычислить систему грозозащиты, проводку освещение и другие параметры оборудования и электрических сетей. К преимуществам этого софта следует отнести его простоту и русифицированный интерфейс. Ее также как и предыдущий вариант, можно использовать на бесплатной основе.

Для расчета в соответствующие поля программы вводятся данные о сопротивлении грунта (учитывается по типу и толщине слоя), горизонтальных и вертикальных электродов.

Процесс использования программы заключается в следующем:

в меню «Сервис» нужно выбрать опцию «Создать расчетный модуль»;
укажите тип модуля, в нашем случае это «Расчет заземляющий устройств»;

Программа Акула создание модуля

Внесите нужные параметры в соответствующие поля и нажмите кнопку «Расчитать»

Периодичность проверки сопротивления защитного заземления электрооборудования

Объекты, которые не отнесены к категории особо опасных – согласно пункту 3.6.2 ПТЭЭП сроки проведения измерений и испытаний устанавливаются руководителем Потребителя с учетом следующих факторов: условия эксплуатации и состояние электроустановки, рекомендации изготовителя, положения Приложения 3 ПТЭЭП.
Наружные установки и электрооборудование в особо опасных помещениях – не реже одного раза в течение трех лет.
Электроустановки образовательных и здравоохранительных учреждений, предприятий торговли, общественного питания, бытового обслуживания (химчистка и стирка) – не реже одного раза в течение года или полугода, если речь идет о особо опасных помещениях. Регламентируется ведомственной нормативной документацией.

Периодичность проверки сопротивления устройств молниезащиты зданий и сооружений

I-II категория – требуется ежегодный контроль состояния системы перед наступлением сезона гроз;
III категория – не реже одного раза в течение трех лет.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Приемо-сдаточные испытания устройств молниезащиты с последующим вводом в системы в эксплуатацию выполняются до перехода строительства в стадию проведения работ по отделке здания или сооружения. Если речь идет о взрывоопасной зоне, то до начала осуществления комплекса мероприятий по опробованию технологического оборудования

Порядок проведения испытаний контура заземления

В ходе визуального осмотра заземляющего устройства производится контроль уровня защищенности от воздействия коррозии и целостности, доступных для обзора элементов.
Методом простукивания проверяется механическая прочность и целостность соединений заземлителей с заземляемыми элементами.
Руководствуясь методикой замеров сопротивления заземления, создается искусственная цепь протекания тока через испытываемый заземлитель. С помощью калиброванного прибора M-416 измеряется удельное сопротивление грунта и заземлителя. На основании данных, полученных в ходе проверки, делается заключение о качестве технического состояния заземляющего устройства.

Методика измерений, объемы и нормы испытаний определяются согласно методическим указаниям РД 153-34.0-20.525-00 и РД 34.45-51.300-97.

Как оформляются результаты проверки контура защитного заземления

После осуществления всего комплекса мероприятий по контролю состояния заземляющего устройства заказчик получает технический отчет, включающий в себя протокол визуального осмотра и измерения сопротивления заземления (составляются согласно требованиям ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2006), описание примененной методики, копии разрешительной документации электролаборатории.
Сведения о дате выполнения замеров и их результатах заносятся в журнал учета проверок заземления электрооборудования.
В случае выявления несоответствий заказчику даются рекомендаций по их устранению.

Протокол проверки наличия цепи между заземленными установками и элементами заземленной установки

Преимущества мобильной электролаборатории «СК «ОЛИМП»

Перечень видов работ, к которым допущена наша электроизмерительная лаборатория, позволяет помимо измерений сопротивления заземления и проверки устройств молниезащиты проводить комплексную диагностику соответствия электрооборудования и электроустановок напряжением до 35 кВ требованиям ПУЭ, ПТЭЭП, инструкций РД и СО.
Выданные протоколы измерений принимаются всеми контролирующими органами.
Гарантия точности и достоверности замеров сопротивления защитного заземления – своевременность поверки измерительных приборов, точное следование методике, компетентность персонала (испытания проводят сотрудники с V группой допуска по электробезопасности).
Каждый заказчик вносится в базу постоянных клиентов и получает скидку при следующем обращении или заказе других услуг компании «СК «ОЛИМП».

Виды молниеприемников

Системы молниезащиты зданий могут выполняться по различным схемам. Чаще всего используются классические варианты со стержневыми молниеотводами, состоящими из стержней, соединенных с заземляющим контуром специальным проводником. Они отличаются простотой изготовления и надежностью в процессе эксплуатации. В других конструкциях основным элементом служит пространственная сетка, расположенная на крыше здания.

При прямом ударе молнии, она выполняет распределение и последующее гашение разряда. Натяжные системы работают по такому же принципу, что и стержневые конструкции, только принимающие проводники натягиваются по всему периметру крыши защищаемого объекта.

В конструкциях перечисленных схем используются стальные стержни, тросы или сетки, изготовленные из прутка диаметром не ниже 6 мм. Соединение узлов выполняется с помощью сварки. Натяжной защитный молниеотвод применяются на кровлях со сложной конфигурацией. Для пространственной сетки необходимо больше материалов, а их установка достаточно сложная, требующая знаний и практических навыков.

Каждый молниеотвод выбирается в индивидуальном порядке. Учитываются конструктивные особенности зданий и сооружений, их форма, размеры и расположение относительно друг друга. На основе этих данных делается расчет молниезащиты. Все подобные устройства создают условную защитную зону, примыкающую к ним со всех сторон.

Внутри этого пространства все объекты оказываются под защитой, и им не страшны прямые удары молний. Здесь обеспечивается определенная степень надежности, разделенная на два типа: А – 99,5% и более, Б – 95% и более. Второй вариант, как правило, используется на объектах сельского хозяйства.