Закон Ома для заземлителя
Заземлитель имеет сопротивление растеканию R_з — это сопротивление, которое встречает ток при уходе в землю. Если через него течёт ток I, на нём возникает напряжение U = I · R_з.
При токе 20 А и сопротивлении 4 Ом получаем 80 В, при токе 5 А и сопротивлении 10 Ом — 50 В, а при 40 А и 0,5 Ом — 20 В. Чем больше ток и сопротивление, тем выше потенциал.
Потенциал заземлителя и опасность для человека
Потенциал заземлителя — это напряжение между ним и удалённой точкой земли с нулевым потенциалом. Но человек в большинстве случаев подвергается лишь части этого напряжения: оно зависит от расстояния до электрода и от того, к чему он прикасается.
Поэтому напряжение прикосновения и шаговое напряжение считают отдельно, исходя из распределения потенциала в грунте. Простая формула U = I · R_з даёт только верхнюю оценку для самого заземлителя.
От чего зависит сопротивление заземлителя
Сопротивление растеканию зависит от удельного сопротивления грунта, размеров и числа электродов и глубины их залегания. Сухой песчаный грунт проводит хуже влажной глины.
Сезонные колебания влажности и промерзание меняют сопротивление в течение года, поэтому его проверяют периодически, а не один раз после монтажа.
Роль защитных аппаратов
Опасность определяется не только напряжением, но и временем протекания тока. Защитные аппараты отключают повреждённую цепь, и чем быстрее они срабатывают, тем меньше воздействие на человека.
Выбор аппаратов, проверка сопротивления петли и заземления — задачи проекта и испытаний. Калькулятор в них не участвует и защиту не подтверждает.
Меры безопасности
Не измеряйте и не проверяйте заземление самостоятельно, если не имеете допуска и приборов: неверные действия при наличии напряжения опасны для жизни. Не прикасайтесь к заземляющим проводникам во время грозы и аварийных ситуаций.
Если вы подозреваете неисправность, отключите питание вводным аппаратом, если это безопасно, и вызовите квалифицированного электрика.
Как понимать результат
Результат — оценка для самого электрода. Он показывает порядок величины потенциала и помогает увидеть, как сильно влияет сопротивление заземлителя: уменьшение сопротивления вдвое уменьшает потенциал при том же токе тоже вдвое.
Для принятия решений об электробезопасности расчёта недостаточно. Нужны данные о грунте, схеме питания, защитных аппаратах и времени отключения, поэтому такие вопросы относятся к компетенции проектной организации.
Границы страницы
Калькулятор принимает постоянные ток и сопротивление и не моделирует форму поля в грунте, переходные процессы и влияние соседних заземлителей. Нормативные пределы в него не вшиты.
Результат ориентировочный и годится для учебной оценки. Проектирование и проверку заземления выполняет и принимает квалифицированный специалист.
Формула расчёта
U = I · R_з
Проверенные примеры
Через заземлитель стекает 20 А, его сопротивление 4 Ом. Какой потенциал на заземлителе?
U = 20 × 4 = 80 В.
Что получится для более слабого тока и большего сопротивления?
U = 5 × 10 = 50 В: большое сопротивление даёт заметное напряжение даже при малом токе.
Как пользоваться онлайн-калькулятором
- Введите ток, который стекает в землю через заземлитель, в амперах.
- Введите сопротивление заземлителя растеканию в омах.
- Нажмите «Вычислить» и получите напряжение в вольтах.
- Помните, что напряжение прикосновения и шаговое напряжение рассчитываются отдельно и отличаются от этого значения.