Comment calculer la mise à la terre – cas domestiques nécessaires pour un dispositif de protection efficace

Comment calculer la mise à la terre

La question de la mise à la terre des équipements électriques ménagers semble secondaire et optionnelle pour la plupart des gens ordinaires, car il n’y a pas si longtemps, l’installation d’un fil de terre n’était même pas prévue dans le câblage électrique des maisons. De nos jours, le nombre d’appareils électroménagers dans chaque famille a considérablement augmenté, leur consommation d’énergie a augmenté, ce qui signifie que la charge sur le réseau électrique a augmenté. Ignorer l’évidence serait le comble de l’irresponsabilité.Par conséquent, les exigences modernes de sécurité électrique régissent les règles selon lesquelles tous les appareils électroménagers d’une capacité supérieure à 1,3 kW sont soumis à une mise à la terre de protection. Ainsi, même si la mise à la terre n’est pas prévue initialement, elle doit être dotée de ses propres ressources qui, tout d’abord, prévoient le calcul de la mise à la terre. Il est important pour quiconque a rencontré un problème similaire de comprendre l’essence de ce qui se passe, car si le calcul de la mise à la terre est effectué en ligne par un programme sur un ordinateur, ce calcul n’ajoutera pas la compréhension des principes de base de l’électrotechnique à un simple utilisateur. L’utilisateur responsable de la vie et de la santé de ses proches bénéficiera sans aucun doute des informations ci-dessous. Il contribuera à s’imposer dans la nécessité d’un dispositif de mise à la terre, ce qui évitera finalement des moments désagréables et dangereux lors du fonctionnement des appareils électriques dans la vie quotidienne. Considérez les formules de calcul nécessaires, essayez de comprendre les détails du problème plus en détail.

 

Contenu

• Exemple de fonctionnement du programme
• Calcul de la résistance au sol
• Calcul de boucle de masse

 

Lors du fonctionnement des appareils électriques, une tension apparaît sur leur boîtier conducteur en raison du passage du courant à travers les enroulements des transformateurs ou des moteurs électriques. Même si le boîtier n’a pas de connexion directe à la ligne électrique, une tension est générée sur celle-ci, causée par le champ électromagnétique de ces courants. Afin de détourner la tension du corps de l’appareil, il doit être connecté à la terre, c’est-à-dire à la terre.

Considérons un calcul de mise à la terre par ordinateur – un exemple du travail du programme Elcut.

Exemple de fonctionnement du programme

Comme vous pouvez le voir, le programme effectue magistralement le calcul de la mise à la terre, mais vous devez d’abord comprendre les caractéristiques du programme.

Considérez la faisabilité technique de la mise à la terre comme exemple du fonctionnement des téléviseurs et des parasurtenseurs modernes. Les téléviseurs modernes ont des dispositifs d’arrêt d’urgence pour surtension, une mise à la terre est nécessaire pour assurer son fonctionnement, sinon l’appareil ne répondra pas au dépassement des paramètres de tension admissibles, ce qui endommagera un appareil coûteux. Les parasurtenseurs pour connecter des ordinateurs nécessitent également un dispositif de mise à la terre pour un fonctionnement efficace, sinon le filtre fonctionnera comme une simple rallonge.

Outre le besoin technique de mise à la terre, il existe une tâche plus importante: la sécurité des appareils électriques. Pour plus de clarté, nous considérons une situation courante: le réfrigérateur est près de la batterie, l’appareil n’est pas correctement mis à la terre et une petite tension est apparue sur le boîtier, environ 50-100 V, un adulte qui touche le boîtier peut même ne pas ressentir d’inconfort, mais si le boîtier Si l’appareil est touché par un enfant, tout en touchant (accidentellement ou intentionnellement) une batterie de chauffage central, il se trouvera entre un conducteur mis à la terre (batterie) et une source de tension (réfrigérateur), par conséquent, le circuit électrique sera fermé à travers le corps de l’enfant. Le passage du courant à travers le corps d’un enfant peut entraîner des conséquences irréversibles, de sorte que le dispositif de mise à la terre de protection doit être pris très au sérieux.

Dans les immeubles de grande hauteur modernes, la mise à la terre n’est pas difficile. Le câblage dans ces maisons comprend déjà un fil de mise à la terre, posé en parallèle avec la ligne électrique. Pour le fonctionnement sécuritaire des appareils électriques, il suffira d’installer et de connecter correctement une prise à trois broches.

Dans ces maisons où mise à la terre du circuit de sortie il n’a pas été fourni pendant la construction, il peut être fait de vos propres mains, si le bouclier avec des compteurs est dans l’entrée de la cage d’escalier. Dans un tel blindage, un fil de terre ou zéro (selon le schéma d’alimentation de la maison – quatre ou cinq fils) est connecté au boîtier métallique du blindage, pour le connecter, il vous suffit de trouver une borne libre sur le boîtier. Dans ce cas, la règle doit être respectée – chaque fil de terre doit être connecté avec une vis séparée.

Mais il est peu probable qu’il soit possible d’organiser la mise à la terre ou la mise à la terre dans l’ancien « Khrouchtchev », l’utilisation d’un fil neutre de travail à des fins de mise à la terre est interdite, pour cela une électrode de terre séparée est requise. En tant que conducteurs de mise à la terre, des structures conductrices naturelles qui ont un contact direct avec le sol et des dispositifs spécialement créés appelés conducteurs de mise à la terre artificiels peuvent être utilisés. La mise à la terre naturelle peut être: le renforcement des fondations, les conduites d’eau (sauf pour le système de chauffage), la gaine métallique extérieure des câbles blindés (sauf l’aluminium). Les dispositifs de mise à la terre artificielle sont verticaux et horizontaux. C’est-à-dire à produire sous forme de tiges métalliques enfoncées dans le sol, soudées ensemble par une bande conductrice, ou sous forme d’électrodes métalliques posées horizontalement dans le sol, en dessous du niveau de gel du sol.

Calcul de la résistance au sol

Pour un dispositif de mise à la terre efficace, il est nécessaire de faire des calculs préliminaires, le paramètre numérique principal de la boucle de mise à la terre est sa résistance, les règles modernes d’installation électrique régulent sa valeur pas plus de 8 Ohms dans un réseau avec une tension de 220 V et 4 Ohms à une tension de 380 V. Ces paramètres de la résistance de boucle doivent être respectés pendant toutes les saisons. Naturellement, avec une tension plus basse, une plus grande valeur de résistance est autorisée, car la mise à la terre est d’assurer la sécurité des personnes en contact avec le boîtier de l’installation en cas de tension de phase.

Avec moins de résistance à la terre, une plus petite partie du potentiel électrique apparaîtra sur le boîtier de l’appareil. La mesure de la résistance de mise à la terre est effectuée par des compteurs spéciaux.

Calcul de boucle de masse

Calcul de boucle de masse faite sur la base de la mesure de la résistivité du sol, c’est une caractéristique qui détermine le niveau de conductivité électrique de la terre. La résistance spécifique du sol dépend de sa densité, de sa composition chimique et mécanique, de sa température et de son humidité. De cela, on peut voir que cet indicateur différera considérablement sous différentes conditions météorologiques et à différentes périodes de l’année, par conséquent, les plus grands indicateurs de résistivité saisonnière sont pris pour les calculs.

Le calcul de la résistance d’un système vertical d’électrode de masse unique est effectué selon la formule:

Où:

R₁ – résistance calculée d’une seule tige (Ohm)

∏ – constant (3.141592)

ρ – résistivité du sol (Ohm • m)

L – longueur de tige de terre (m)

ln est le logarithme naturel

T est la distance entre le milieu de la tige et la surface de la terre (m)

d est le diamètre de la tige (m)

Pour calculer la résistance de l’électrode de masse constituée de plusieurs tiges identiques et situées à la même profondeur, la formule suivante est utilisée:

Où:

R est la résistance calculée de l’électrode de masse composée de plusieurs tiges

R₁ est la résistance d’une seule tige (Ohm)

K₁ – coefficient d’influence mutuelle des électrodes

N – le nombre de tiges dans la mise à la terre

Le coefficient d’influence mutuelle des électrodes dépend de la distance entre les électrodes, rappelez-vous qu’il ne doit pas être inférieur à leur longueur. La distance optimale est de 2,2 fois la longueur des tiges. La connexion des tiges dans une électrode de masse multi-électrodes est réalisée par une bande métallique d’une section de 150 mm2.

Comme le montrent les formules ci-dessus, la résistance globale de l’électrode de terre dépend de la résistance spécifique du sol et de la longueur des électrodes, c’est-à-dire que plus la résistance électrique du sol est élevée, plus les électrodes de l’électrode de terre doivent être longues. Si la nature du sol ne permet pas de conduire dans de longues électrodes, elles doivent être utilisées en plus grandes quantités, et dans les roches très caillouteuses, il peut être nécessaire d’utiliser des électrodes de masse horizontales ou électrolytiques