Desain dan pemasangan proteksi petir dan grounding. Petunjuk: pentanahan dan proteksi petir untuk rumah pribadi, dacha, pondok Apakah mungkin untuk menggabungkan proteksi petir dengan pentanahan?

Pondok pedesaan, rumah, serta bangunan yang terletak di wilayah situs Anda, untuk alasan keamanan, harus terhubung ke sistem pentanahan, sistem pemerataan potensial. Jika dibumikan, sengatan listrik dapat dicegah. Di sini Anda perlu menghitung beban dengan benar dan memasang landasan dengan bantuan spesialis dengan memasang sistem landasan ke dalam tanah. Pemasangan grounding loop merupakan prasyarat untuk keselamatan di rumah pribadi dan bangunan di wilayah Anda. Menurut PUE (Peraturan Instalasi Listrik), pentanahan adalah penyambungan instalasi, instrumen, dan perlengkapan listrik yang sengaja dibuat dengan struktur pentanahan.

Perangkat pembumian harus dibuat sesuai dengan Bab 1.7 Peraturan Instalasi Listrik dan SNiP 3.05.06-85 “Perangkat Listrik”. Konduktor pentanahan horizontal, dipasang pada konduktor pentanahan vertikal dengan deviasi 50-60 mm dari tepi atas konduktor pentanahan yang terbuat dari sudut baja. Konduktor pentanahan terletak pada jarak minimal 0,5 m dari pondasi bangunan, jauh dari pintu. Sambungan las harus dicat dengan cat tahan lama untuk mencegah korosi dan karat. Loop pembumian harus dimasukkan ke dalam gedung menggunakan konduktor baja bundar dengan diameter minimal 6 mm, menggunakan pipa logam suplai gas berdinding tebal di persimpangan dengan struktur bangunan. Disarankan memasuki bangunan pada ketinggian 0,5 m dari permukaan tanah pondasi bangunan. Jika, saat memasang perangkat pembumian, nilai resistansinya ternyata lebih dari 10 Ohm, maka konduktor pembumian tambahan harus dipasang, sehingga resistansinya mencapai standar Rз< 10 Ом.

Selain itu, jangan mengabaikan keselamatan dan memasang sistem pemerataan potensial pada instalasi listrik gedung. Pemasangan sistem pemerataan potensial adalah pengurangan yang signifikan dalam perbedaan potensial antara bagian konduktif terbuka yang dapat diakses oleh kontak simultan, bagian konduktif pihak ketiga, konduktor pembumian dan pelindung, serta konduktor PEN dengan menghubungkan secara paksa bagian-bagian ini satu sama lain.

Pemerataan potensi akan membuat tempat tinggal seseorang terbebas dari munculnya perbedaan potensial, serta melindungi penghuni dan orang yang berada di dalam ruangan dari sengatan listrik. Secara harfiah semua bagian konduktif dari peralatan listrik dan non-listrik, struktur logam bangunan harus dihubungkan satu sama lain.

Unsur-unsur yang karena alasan tertentu tidak dapat ditambahkan ke sistem pemerataan potensial umum harus diisolasi dari peralatan lain sedemikian rupa sehingga tidak dapat disentuh pada saat yang bersamaan. Insulasi mungkin rusak. Oleh karena itu, tegangan yang timbul pada salah satu bagian konduktif yang dapat diakses dan semua bagian konduktif yang dapat disentuh pada saat yang sama harus memperoleh tegangan yang sama untuk menghindari terjadinya perbedaan tegangan yang berbahaya bagi manusia. Jika salah satu bagian yang dapat dijangkau adalah ground, semua peralatan di sekitarnya harus dihubungkan ke ground melalui resistansi serendah mungkin.

Pekerjaan grounding terdiri dari beberapa tahap. Pertama, menentukan lokasi pemasangan sirkuit, menghindari kemungkinan persimpangan komunikasi bawah tanah. Pilihan bahan dari mana sirkuit itu sendiri akan dibuat di masa depan, batang logam atau tembaga yang ditancapkan ke tanah. Harga untuk pemasangan grounding loop dapat bervariasi, semuanya tergantung pada situasi masing-masing individu. Mulai dari menyelesaikan tugas sendiri, menelusuri banyak informasi, tanpa pengetahuan dan keterampilan, hingga mencapai hasil yang 100% benar. Atau selamatkan diri Anda dari sakit kepala dan keraguan tentang kebenaran pekerjaan yang dilakukan, serahkan perhitungan dan penerapan loop pembumian kepada teknisi listrik profesional. Perhitungan telah selesai, struktur logam dipasang di parit yang telah disiapkan sebelumnya dan disambungkan ke rumah.

Proteksi petir.

Alam senantiasa membuat umat manusia takjub dengan fenomena-fenomena menakjubkan. Kekuatan dan tak terkendalinya petir memang mempesona sekaligus menyembunyikan sejumlah hal berbahaya bagi manusia. Akibat yang ditimbulkan dari sambaran petir bisa sangat beragam, mulai dari hangusnya tanah hingga menimbulkan bencana. Petir membawa kekuatan destruktif yang sangat besar, dan ketika menyambar sebuah rumah, ia meninggalkan konsekuensi yang tidak dapat diperbaiki. Untuk melindungi dan mencegah kerusakan pada rumah dan properti Anda akibat bencana tersebut, diperlukan proteksi petir pada rumah pribadi. Petir merupakan pelepasan listrik secara alami yang terjadi di lapisan bawah atmosfer bumi, dan cukup parah merusak saluran listrik rumah dan bangunan lainnya. Sambaran petir terjadi dengan sangat cepat, debit petir mencapai tanah dengan kecepatan gila-gilaan.

Bangunan modern, serta peralatan dan teknologi yang diproduksi dengan menggunakan teknologi baru, menjadi lebih menarik terhadap pelepasan petir. Misalnya saja barang-barang seperti telepon seluler, antena, dan peralatan nirkabel lainnya. Namun, saat ini, pengetahuan dan teknologi memungkinkan untuk mengatasi fenomena ini dan meningkatkan peluang keselamatan bagi rumah-rumah pribadi dan bangunan di sekitarnya. Proteksi petir ditujukan untuk menjamin keselamatan bangunan dan orang-orang di dalamnya dari pengaruh bahaya petir. Penangkal petir digunakan sebagai tindakan perlindungan. Perangkat tersebut mencakup beberapa komponen utama. Grounding loop, menurut PUE (Peraturan Instalasi Listrik), grounding adalah sambungan instalasi, instrumen dan perlengkapan listrik yang sengaja dibuat dengan struktur grounding. Penangkal petir terdiri dari penangkal petir yang berfungsi menyerap sambaran petir, konduktor bawah, dan penangkal petir dengan konduktor pentanahan yang menghantarkan petir ke tanah. Terminal udara adalah elemen logam untuk menerima pelepasan listrik. Itu bisa dipasang di atap bangunan tempat tinggal. Penangkal petir harus dipasang pada titik tertinggi atap. Jika luas atap sangat luas atau memiliki konfigurasi yang rumit, Anda perlu memasang penangkal petir tambahan.

1. Sesuai dengan instruksi “Tentang pemasangan proteksi petir pada bangunan dan struktur” (No. RD - 34.21.122 - 87) dan dengan mengambil tingkat ketahanan api bangunan - kategori 3, kami menggunakan penangkal petir untuk penangkal petir perlindungan bangunan.

2. Penangkal petir terdiri dari :

• penangkal petir yang menerima sambaran petir;
• konduktor bawah yang menghubungkan penangkal petir ke konduktor pembumian;
• konduktor pentanahan yang menghantarkan petir ke dalam tanah.

3. Penangkal petir (2 pcs.) dipasang pada pipa bata eksisting. Ketinggian penangkal petir terhadap titik tertinggi atap harus minimal 0,25 m.

4. Hubungkan penangkal petir ke konduktor bawah dan konduktor grounding dengan cara mengelas.

5. Penangkal petir dan konduktor bawah, serta sambungan las harus dicat dengan cat tahan lama untuk mencegah korosi dan karat.

6. Konduktor pembumian ditempatkan pada jarak minimal 0,5 m dari pondasi bangunan yang dilindungi, jauh dari pintu.

7. Hubungkan elektroda pembumian horizontal ke elektroda pembumian vertikal dengan deviasi dari tepi atas elektroda pembumian dan sudut baja sebesar 50,0 - 60,0 mm.

8. Letakkan konduktor bawah dekat dengan permukaan atap dan dinding bangunan.

9. Masuk ke dalam gedung dari grounding loop ke GZSh (main grounding bus) harus dilakukan dengan konduktor baja bulat dengan diameter minimal 6 mm dari 2 titik sambungan berlawanan pada grounding loop, menggunakan pasokan gas berdinding tebal. pipa logam di persimpangan dengan struktur bangunan. Disarankan memasuki bangunan pada ketinggian 0,5 m dari permukaan tanah pada pondasi bangunan.

Kebutuhan untuk menyambungkan secara elektrik loop grounding proteksi petir yang dipasang langsung pada gedung dengan loop grounding untuk instalasi listrik ditentukan dalam dokumen peraturan saat ini (PUE). Kami mengutip kata demi kata: “Perangkat pembumian untuk pembumian pelindung instalasi listrik bangunan dan struktur serta proteksi petir kategori 2 dan 3 dari bangunan dan struktur ini, pada umumnya, harus umum.” Kategori ke-2 dan ke-3 adalah yang paling umum; kategori ke-1 mencakup benda-benda eksplosif yang memerlukan peningkatan persyaratan proteksi petir. Namun, kehadiran frasa “sebagai aturan” menyiratkan kemungkinan pengecualian.

Perkantoran modern dan sekarang bangunan tempat tinggal memiliki banyak sistem rekayasa pendukung kehidupan. Sulit membayangkan tidak adanya sistem ventilasi, sistem pemadam kebakaran, pengawasan video, kontrol akses, dll. Tentu saja, para perancang sistem tersebut memiliki kekhawatiran bahwa perangkat elektronik yang “halus” akan rusak akibat sambaran petir. Pada saat yang sama, beberapa keraguan muncul di kalangan praktisi tentang kelayakan menghubungkan kontur dua jenis landasan dan keinginan muncul “dalam batas hukum” untuk merancang landasan yang tidak terhubung secara listrik. Apakah pendekatan ini mungkin dilakukan dan akankah hal ini benar-benar meningkatkan keamanan perangkat elektronik?

Mengapa perlu menggabungkan ground loop?

Ketika petir menyambar penangkal petir, impuls listrik pendek dengan tegangan hingga ratusan kilovolt terjadi pada penangkal petir. Pada tegangan tinggi seperti itu, dapat terjadi kerusakan celah antara penangkal petir dan struktur logam rumah, termasuk kabel listrik. Akibat yang ditimbulkan adalah munculnya arus yang tidak terkendali yang dapat mengakibatkan kebakaran, kegagalan peralatan elektronik bahkan rusaknya elemen infrastruktur (misalnya pipa air plastik). Ahli listrik yang berpengalaman berkata: “Beri jalan pada petir, jika tidak maka petir akan menemukannya dengan sendirinya.” Inilah sebabnya mengapa grounding listrik adalah suatu keharusan.

Untuk alasan yang sama, PUE merekomendasikan untuk menggabungkan secara elektrik tidak hanya landasan yang terletak di gedung yang sama, tetapi juga landasan objek yang dekat secara geografis. Konsep ini mengacu pada benda-benda yang landasannya sangat dekat sehingga tidak ada zona potensial nol di antara keduanya. Penggabungan beberapa pentanahan menjadi satu dilakukan, sesuai dengan standar PUE-7, pasal 1.7.55, dengan menghubungkan penghantar pentanahan dengan paling sedikit dua penghantar listrik. Selain itu, konduktor dapat berupa konduktor alami (misalnya, elemen logam pada struktur bangunan) atau buatan (kabel, ban kaku, dll.).

Satu perangkat grounding yang umum atau terpisah?

Konduktor pembumian untuk instalasi listrik dan proteksi petir memiliki persyaratan yang berbeda, dan keadaan ini dapat menyebabkan beberapa masalah. Elektroda ground untuk proteksi petir harus melepaskan muatan listrik yang besar ke dalam tanah dalam waktu singkat. Pada saat yang sama, menurut “Petunjuk Proteksi Petir RD 34.21.122-87”, desain elektroda arde distandarisasi. Untuk penangkal petir, menurut instruksi ini, diperlukan setidaknya dua konduktor pembumian vertikal atau horizontal radial, dengan pengecualian proteksi petir kategori 1, ketika tiga pin tersebut diperlukan. Itulah sebabnya opsi pembumian yang paling umum untuk penangkal petir adalah dua atau tiga pin, masing-masing panjangnya sekitar 3 m, dihubungkan dengan strip logam yang ditanam setidaknya 50 cm ke dalam tanah. Saat menggunakan suku cadang yang diproduksi oleh ZANDZ, elektroda arde tersebut tahan lama dan mudah dipasang.

Pembumian untuk instalasi listrik adalah masalah yang sama sekali berbeda. Dalam kasus normal, tidak boleh melebihi 30 Ohm, dan untuk sejumlah aplikasi yang dijelaskan dalam instruksi departemen, misalnya, untuk peralatan komunikasi seluler - 4 Ohm atau bahkan kurang. Elektroda pembumian tersebut adalah pin dengan panjang lebih dari 10 m atau bahkan pelat logam yang ditempatkan pada kedalaman yang sangat dalam (hingga 40 m), di mana tanah tidak membeku bahkan di musim dingin. Terlalu mahal untuk membuat penangkal petir dengan dua atau lebih elemen yang terkubur pada kedalaman puluhan meter.

Jika parameter tanah dan persyaratan ketahanan memungkinkan adanya pembumian tunggal pada bangunan untuk penangkal petir dan pembumian instalasi listrik, tidak ada hambatan untuk melakukannya. Dalam kasus lain, berbagai loop pembumian dibuat untuk penangkal petir dan instalasi listrik, tetapi keduanya harus disambungkan secara elektrik, sebaiknya di dalam tanah. Pengecualiannya adalah penggunaan beberapa peralatan khusus yang sangat sensitif terhadap interferensi. Misalnya saja alat perekam suara. Peralatan tersebut memerlukan perangkat pembumian teknologi terpisah yang disebut, yang secara langsung ditunjukkan dalam instruksi. Dalam hal ini dibuat perangkat pembumian terpisah, yang dihubungkan ke sistem pemerataan potensial bangunan melalui bus pembumian utama. Dan, jika sambungan seperti itu tidak diatur dalam manual pengoperasian peralatan, maka tindakan khusus diambil untuk mencegah orang menyentuh peralatan tertentu dan bagian logam bangunan secara bersamaan.

Sambungan ground listrik

Sebuah sirkuit dengan beberapa ground yang terhubung secara listrik memastikan bahwa persyaratan perangkat grounding yang berbeda, terkadang bertentangan, terpenuhi. Menurut PUE, pembumian, seperti banyak elemen logam lain pada bangunan, serta peralatan yang dipasang di dalamnya, harus dihubungkan dengan sistem pemerataan potensial. Pemerataan potensial mengacu pada sambungan listrik bagian konduktif untuk mencapai potensi yang sama. Ada sistem pemerataan potensial utama dan tambahan. Sambungan pentanahan dihubungkan ke sistem pemerataan potensial utama, yaitu dihubungkan satu sama lain melalui bus pentanahan utama. Kabel yang menghubungkan pembumian ke bus ini harus dihubungkan menurut prinsip radial, yaitu satu cabang dari bus yang ditentukan hanya menuju ke satu pembumian.

Untuk memastikan pengoperasian seluruh sistem yang aman, sangat penting untuk menggunakan koneksi yang paling andal antara grounding dan bus grounding utama, yang tidak akan hancur oleh petir. Untuk melakukan ini, Anda harus mematuhi standar PUE dan GOST R 50571.5.54-2013 “Instalasi listrik tegangan rendah. Bagian 5-54. Perangkat pembumian, konduktor pelindung dan konduktor pemerataan potensial pelindung” mengenai penampang kabel sistem pemerataan potensial dan hubungannya satu sama lain.

Namun, sistem pemerataan potensial yang berkualitas sangat tinggi pun tidak dapat menjamin tidak adanya lonjakan tegangan pada jaringan ketika petir menyambar suatu gedung. Oleh karena itu, bersama dengan grounding loop yang dirancang dengan baik, perangkat perlindungan lonjakan kebisingan (SPD) akan menyelamatkan Anda dari masalah. Perlindungan tersebut bersifat multi-tahap dan selektif. Artinya, satu set perangkat perlindungan lonjakan arus harus dipasang di fasilitas, pemilihan elemennya bukanlah tugas yang mudah bahkan untuk spesialis berpengalaman. Untungnya, kit SPD siap pakai tersedia untuk aplikasi umum.

kesimpulan

Rekomendasi PUE mengenai sambungan listrik semua loop grounding di sebuah gedung adalah masuk akal dan, jika diterapkan dengan benar, tidak hanya tidak menimbulkan bahaya bagi peralatan elektronik yang kompleks, tetapi, sebaliknya, melindunginya. Jika peralatan sensitif terhadap interferensi petir dan memerlukan elektroda pembumian terpisah, pembumian proses terpisah dapat dipasang sesuai dengan manual yang disertakan dengan peralatan. Sistem pemerataan potensial, yang menggabungkan loop pembumian yang berbeda, harus menyediakan sambungan listrik yang andal dan sangat menentukan tingkat keselamatan listrik secara keseluruhan di fasilitas tersebut, sehingga perhatian khusus harus diberikan padanya.

Dalam kehidupan sehari-hari, setiap orang sudah lama terbiasa menggunakan peralatan listrik. Sulit membayangkan hidup tanpa teknik kelistrikan. Agar tidak menghadapi ancaman tegangan tinggi terhadap kesehatan dan kehidupan jika terjadi kerusakan peralatan, maka perlu dipasang proteksi petir dan rangkaian grounding.

Pembumian dilakukan dengan peralatan khusus yang menghubungkan elemen-elemen perangkat yang tidak dimaksudkan untuk diberi energi ke tanah.

Jika isolasi peralatan listrik rusak, arus mengalir ke elemen yang tidak dimaksudkan untuk itu, termasuk badan peralatan.

Kerusakan insulasi dapat mengakibatkan kegagalan peralatan, dan jika ada yang menyentuh bagian tersebut, hal ini dapat membahayakan kesehatan atau kematian.

Loop tanah memungkinkan sebagian besar arus mengalir ke dalam tanah. Untuk melakukan ini, perlu diperhatikan nilai resistansi minimum.

Perangkat

Rangkaian perangkat pembumian meliputi pipa dan batang logam, yang dihubungkan satu sama lain melalui kawat logam yang ditanam di dalam tanah. Perangkat terhubung ke panel menggunakan bus. Struktur landasan harus ditempatkan pada jarak tidak lebih dari 10 m dari rumah.

Untuk membuat loop pembumian dengan tangan Anda sendiri, Anda dapat menggunakan bentuk logam apa pun sebagai elektroda yang dapat ditancapkan ke dalam tanah dan memiliki penampang lebih dari 15 mm persegi.

Batang logam disusun dalam rantai tertutup, yang bentuknya tergantung pada jumlah elektroda dalam rangkaian tersebut. Strukturnya harus diperdalam ke dalam tanah di bawah titik beku.

Anda dapat membuat kontur dengan tangan Anda sendiri dari bahan bekas, atau membeli perangkat yang sudah jadi. Peralatan grounding loop yang sudah jadi memiliki harga yang mahal, namun mudah dipasang dan tahan lama.

Kontur dibagi menjadi dua jenis:

1. tradisional;
2. dalam.

Sirkuit tradisional dicirikan oleh susunan satu elektroda yang terbuat dari strip baja secara horizontal, dan sisanya dipasang secara vertikal, digunakan pipa atau batang. Mereka memperdalam kontur di bagian yang kurang dapat diakses oleh manusia, paling sering memilih sisi gelap untuk mempertahankan kesatuan lingkungan.

Kerugian dari sistem sirkuit tradisional meliputi:

• pelaksanaan pekerjaan yang kompleks;
• bahan pembumian rentan terhadap karat;
• lingkungan yang mendasarinya dapat menciptakan kondisi yang tidak dapat diterima untuk sirkuit.

Kontur yang dalam tidak memiliki sebagian besar kelemahan dari kontur tradisional, peralatan khusus digunakan untuk itu.

Memiliki sejumlah keunggulan:

• peralatan memenuhi semua standar yang ditetapkan;
• umur panjang;
• lingkungan lokasi tidak mempengaruhi fungsi pelindung sirkuit;
• kemudahan instalasi.

Pemasangan sirkuit memerlukan pemeriksaan wajib terhadap seluruh sistem pentanahan. Penting untuk memverifikasi kualitas pekerjaan yang dilakukan, memastikan kekuatan sirkuit, dan apakah ada bagian yang tidak terhubung.

Wajib melakukan penelitian dari spesialis berlisensi. Untuk loop pembumian yang dipasang, paspor, protokol inspeksi, dan sertifikat persetujuan peralatan untuk pengoperasian dibuat. Sirkuit pembumian harus memenuhi standar yang ditetapkan dalam PUE.

Pembumian untuk trafo

Untuk membumikan bilik transformator, sirkuit eksternal atau internal digunakan, pilihan opsi tergantung pada fitur desain.

Sirkuit eksternal dibuat untuk gardu induk yang terdiri dari satu ruang.

Diagram peralatan terdiri dari batang vertikal dan strip baja horizontal. Dimensi elektroda arde horizontal adalah 4x40 mm.

Indikator resistansi untuk rangkaian tidak boleh lebih dari 40, untuk ground tidak boleh melebihi 1000. Berdasarkan parameter yang ditentukan, rangkaian harus terdiri dari 8 elektroda dengan dimensi 5 m dan penampang 1,6 cm. Sirkuit harus terletak tidak lebih dekat dari kurang dari satu meter dari dinding gedung dimana gardu induk berada. Kedalaman lingkaran tanah adalah 70 cm.

Untuk membuat proteksi petir pada trafo, atap dihubungkan ke ground loop menggunakan kabel delapan milimeter.

Jika gardu induk terdiri dari tiga ruang, maka strip sirkuit dipasang di sekeliling seluruh komponen. Ukuran ini memungkinkan Anda untuk mengamankan semua elemen struktur logam.

Untuk melakukan ini, pasang bus grounding menggunakan dudukan dengan jarak lebih dari setengah meter di antara keduanya. Jarak dari permukaan harus 40 cm, elemen kontur dilas atau dibaut menjadi satu. Untuk sambungan yang mulus, kawat tanpa insulasi digunakan. Konduktor pembumian diletakkan melalui dinding dan dicat hijau, di mana garis-garis kuning dibuat pada jarak 15 cm.

Grounding untuk jaringan tiga fase

Jika rumah menggunakan jaringan dengan tegangan 220 V, maka grounding tidak diperlukan, Anda dapat membatasi diri pada grounding peralatan.

Diperlukan rangkaian grounding untuk rumah dengan jaringan 380 V.

Perbedaan antara kedua sistem rangkaian terletak pada peringkat resistansi jaringan. Dalam kasus 220 V, resistansi tidak boleh lebih dari 30 Ohm, untuk jaringan tiga fase, angkanya bervariasi dari 4 hingga 10 Ohm. Hal ini disebabkan oleh tingkat resistivitas bumi. Tanah di berbagai daerah mempunyai komposisi yang berbeda-beda, sehingga setiap tanah memiliki indikator ketahanannya masing-masing.

Sebelum melakukan pekerjaan, perhitungan rangkaian yang akurat harus dilakukan untuk menghitung jumlah konduktor pembumian yang diperlukan untuk jaringan.

Perhitungan dilakukan dengan menggunakan rumus R=R1/KxN, dimana R1 adalah resistansi elektroda, K adalah koefisien yang mencirikan beban pada jaringan, N adalah jumlah elektroda dalam rangkaian.

Untuk membuat rangkaian jaringan tiga fasa, perhatian khusus harus diberikan pada material, karena... Jaringan ini menuntut kualitas grounding.

Pilihannya harus didasarkan pada persyaratan berikut:

• jika fungsi elektroda dilakukan oleh pipa, maka dindingnya tidak boleh lebih tipis dari 3,5 mm;
• saat memilih sudut, perhatikan ketebalannya, yang minimal harus 4 mm;
• diameter penampang pin tidak kurang dari 16 mm;
• strip penghubung antara konduktor grounding harus memenuhi dimensi 25x4 mm.

Sirkuit dipasang di sekeliling, bentuknya bisa apa saja, tergantung jumlah elektroda. Paling sering dilakukan dalam bentuk segitiga. Peralatan pembumian disekrup ke dalam tanah hingga kedalaman setengah meter.

Jarak antar sudut, yaitu sama dengan panjang satu elektroda ground. Sambungan ke strip dilakukan dengan menggunakan baut atau pengelasan.

Setelah instalasi kantor selesai, busbar dipasang padanya dan dihubungkan ke panel distribusi. Contoh loop ground ditunjukkan pada foto.

Menciptakan sistem untuk melindungi peralatan listrik dari pengaruh tegangan yang tidak diinginkan dan fenomena alam seperti petir merupakan poin penting. Langkah-langkah yang diambil memungkinkan untuk melindungi seseorang dari efek berbahaya arus listrik, serta menghindari kerusakan peralatan.

Membuat loop pentanahan dan proteksi petir dapat dilakukan dengan tangan Anda sendiri. Penting agar grounding loop memenuhi persyaratan PUE dan standar yang diterima. Kualitas bahan dan pengerjaan tercermin dari tingkat perlindungan peralatan listrik. Eksekusi yang tidak tepat dapat menyebabkan lebih banyak tegangan dilepaskan yang akan menyebabkan kerusakan.

Pembumian- ini adalah sambungan bagian jaringan atau peralatan listrik ke perangkat pembumian. Perangkat pembumian adalah elektroda pembumian - bagian konduktif yang bersentuhan dengan tanah. Elektroda pembumian dapat berupa unsur logam yang bentuknya kompleks.

Kualitas pentanahan ditentukan oleh nilai resistansi perangkat pentanahan, yang dapat dikurangi dengan menambah luas konduktor pentanahan atau konduktivitas medium. Hambatan listrik dari perangkat pembumian disediakan dalam desain sesuai dengan persyaratan Peraturan Instalasi Listrik.

Loop pembumian seperti itu dipasang di area situs yang bebas pengembangan. Berikut ini tunduk pada landasan:

• peralatan listrik rumah tangga dengan daya satuan melebihi 1,3 kW;
• badan logam dari bak mandi dan baki pancuran (harus dihubungkan dengan konduktor logam ke pipa pasokan air);
• selubung logam dari sistem catu daya yang terpasang atau dipasang di plafon gantung, dibuat menggunakan logam;
• rumah logam dari AC rumah tangga.

Konduktor grounding dipasang sebelum pekerjaan instalasi listrik dimulai. Penyambungan tulangan pondasi dengan tulangan dinding harus dilakukan oleh organisasi konstruksi. Konduktor pembumian dihubungkan ke pipa menggunakan pengelasan atau penjepit. Jika tidak mungkin menggunakan konduktor pentanahan alami, digunakan konduktor pentanahan buatan. Ini termasuk loop pembumian, yang dibuat untuk pembumian peralatan listrik dan proteksi petir.

Proteksi petir adalah sistem perangkat yang menjamin keamanan suatu bangunan selama pelepasan listrik di atmosfer. Tugas utamanya adalah mengubah lintasan pelepasan petir dan meredam energinya. Proteksi petir meliputi:

• penangkal petir - alat yang menerima pelepasan petir;
• konduktor bawah—elemen distribusi pelepasan listrik;
• elektroda arde - alat untuk memadamkan aliran listrik.

Ada beberapa skema proteksi petir. Skema berdasarkan penangkal petir termasuk batang logam yang dihubungkan dengan kabel ke elektroda ground. Penangkal petir berdasarkan “jaringan spasial” dipasang di atap rumah. Ini mendistribusikan dan memadamkan pelepasan jika terjadi serangan langsung. Skema berdasarkan sistem tegangan mirip dengan rangkaian penangkal petir, tetapi konduktornya direntangkan sepanjang perimeter kawasan lindung.

Semua struktur di atas terbuat dari batang baja, tali atau jaring baja (dengan diameter minimal 6 mm). Elemen-elemen dalam node dihubungkan dengan pengelasan. Desain yang paling umum adalah penangkal petir karena paling sederhana dalam pembuatannya dan menjamin keandalan sistem.

Penangkal petir berdasarkan sistem tegangan digunakan dalam konstruksi atap dengan bentuk yang rumit. Jaringan spasial membutuhkan lebih banyak material dan lebih sulit dipasang. Penangkal petir jenis ini disarankan jika atap rumah lebih tinggi dari benda lain yang berada dalam radius 50 m.

Di sini sekali lagi kita harus menghilangkan Instruksi SO-153-34.21.122-2003, yang tidak memuat persyaratan khusus untuk pentanahan penangkal petir. Instruksi RD 34.21.122-87 secara formal merumuskan persyaratan, tetapi persyaratan tersebut tidak berkaitan dengan nilai resistansi pentanahan, tetapi dengan desain perangkat pentanahan. Untuk penangkal petir yang berdiri bebas, kita berbicara tentang fondasi penopang penangkal petir atau konduktor pentanahan khusus, yang dimensi minimumnya ditunjukkan pada Gambar. 7.

Gambar 7. Dimensi minimum elektroda arde yang terdiri dari satu strip horizontal dan tiga elektroda batang vertikal menurut RD 34.21.122-87

Standar ini tidak memuat instruksi apa pun tentang mengubah ukuran elektroda tergantung pada resistivitas tanah. Artinya, menurut penyusun, desain standar dianggap cocok untuk tanah apa pun. Berapa besar perubahan resistansi pentanahan R gr dapat dinilai dari data yang dihitung pada Gambar. 8.

Gambar 8. Nilai yang dihitung dari resistansi pentanahan dari elektroda pentanahan tipikal dari Instruksi RD 34.21.122-87

Perubahan nilai R gr hampir 2 kali lipat hampir tidak dapat dianggap sebagai normalisasi. Faktanya, standar tersebut tidak memuat persyaratan khusus mengenai nilai resistansi pentanahan, dan masalah ini tentunya memerlukan pertimbangan khusus.

Standar Transneft JSC mengejutkan kami dengan tabel nilai resistansi pentanahan yang dinormalisasi untuk penangkal petir (Gbr. 9), yang disalin sepenuhnya oleh penyusun dari PUE edisi terbaru, yang berlaku untuk konduktor pentanahan untuk penyangga saluran udara 110 kV ke atas. Persyaratan ketat PUE cukup dapat dimengerti, karena resistansi pentanahan dari penyangga saluran udara sangat menentukan besarnya tegangan lebih petir pada insulasi linier. Tidak mungkin untuk mengetahui alasan untuk mengalihkan persyaratan ini ke landasan penangkal petir, terutama karena pada tanah dengan resistivitas tinggi persyaratan tersebut umumnya tidak dapat diterapkan dengan menggunakan desain yang masuk akal. Untuk menunjukkan hal ini, pada Gambar. Gambar 10 menunjukkan hasil penghitungan elektroda ground penangkal petir dengan desain yang benar-benar fantastis. Ini adalah struktur seluruhnya logam dengan penampang persegi, yang panjang sisinya ditunjukkan pada sumbu x. Dua opsi telah dihitung - dengan kedalaman penempatan di dalam tanah 3 dan 10 m Mudah untuk memverifikasi bahwa di tanah dengan resistivitas = 5000 Ohm m, nilai normalisasi adalah 30 Ohm (R /ρ = 0,006 m -1) akan memerlukan pengisian sekitar pondasi penangkal petir dengan logam berukuran lebih dari 50x50 m.Situasi dengan elektroda arde yang diperpanjang juga tidak lebih baik. Dalam kondisi yang sama, untuk memastikan ketahanan pentanahan yang diperlukan, diperlukan bus horizontal dengan panjang lebih dari 450 m.

Tabel 9

Gambar 10. Menilai kemungkinan memenuhi persyaratan standar Transneft menggunakan perangkat grounding terkonsentrasi

Persyaratan standar Gazprom sangat spesifik. Resistansi pentanahan penangkal petir yang berdiri bebas untuk tingkat proteksi I dan II harus sama dengan 10 Ohm pada tanah dengan ρ ≤ 500 Ohm m. Pada tanah dengan resistivitas lebih tinggi, diperbolehkan menggunakan elektroda arde, yang resistansinya adalah ditentukan sebagai

Menyadari sulitnya menghasilkan ketahanan tanah yang relatif rendah, standar ini merekomendasikan perlakuan kimia atau penggantian sebagian tanah. Penilaian terhadap volume pekerjaan yang direkomendasikan dalam kondisi tertentu perlu mendapat perhatian. Hal ini mudah dilakukan untuk situasi yang paling sederhana, dengan fokus pada elektroda pembumian hemisferis, yang potensialnya terdapat pada tanah dua lapis (terlepas dari apa yang telah dilakukan - penggantian tanah secara kimia atau mekanis) sesuai dengan Gambar. 11 sama

Gambar 11. Untuk menilai tahanan pentanahan pada tanah dua lapis

Dari manakah nilai pasti tahanan pentanahan berasal?

Dalam kasus ekstrim dimana perlakuan kimia atau penggantian tanah telah begitu efektif sehingga resistivitasnya turun hingga hampir nol,

Ekspresi ini memungkinkan kita memperkirakan radius pemrosesan r 1 dari bawah. Dalam contoh yang dipertimbangkan, ternyata luasnya kira-kira 40 m, yang setara dengan volume tanah sekitar 134.000 m 3. Nilai yang diperoleh membuat kami berpikir serius tentang realitas operasi yang direncanakan.

Gambar 12. Resistansi pembumian dari elektroda pembumian horizontal dua balok tergantung pada ketebalan lapisan tanah yang diolah di bagian atas

Penilaian menghasilkan hasil yang serupa untuk konfigurasi elektroda pembumian lainnya yang secara praktis signifikan, misalnya, untuk sistem pembumian dua balok yang terbuat dari busbar horizontal sepanjang 20 m. Ketergantungan yang dihitung pada Gambar. Gambar 12 memungkinkan kita untuk mengevaluasi bagaimana tahanan pentanahan dari struktur tersebut berubah dengan variasi dalam ketebalan lapisan resistivitas rendah bagian atas dari tanah yang diganti. Resistansi pentanahan yang diperlukan sebesar 20 Ohm diperoleh di sini dengan ketebalan lapisan yang dirawat (atau diganti) 2,5 m Penting untuk dipahami pada jarak berapa dari elektroda pentanahan pemrosesan dapat dihentikan. Indikatornya adalah potensi di permukaan bumi U(r). Perubahan resistivitas tidak akan lagi mempengaruhi hasil ketika potensi U(r) menjadi jauh lebih kecil daripada potensi elektroda pembumian U З = U(r 0).

2.2. Untuk tujuan apa penangkal petir dibumikan?

Mohon jangan menganggap judul bagian itu sepele. Penangkal petir selalu dibumikan sejak penemuannya, jika tidak, bagaimana mereka bisa menghantarkan arus petir ke dalam tanah. Manual modern mengatakan bahwa resistensi grounding harus disediakan drainase arus petir yang aman. Bahaya dan keamanan apa yang sedang kita bicarakan? Tidak ada alasan untuk hal ini dengan basa-basi. Mungkin perlu diingat sekali lagi tentang saluran listrik di atas kepala. Di sana, resistansi pentanahan menentukan komponen resistif tegangan lebih petir yang bekerja pada rangkaian isolator.

Penangkal petir tidak memiliki hal seperti ini. Penangkal petir mereka “tanpa masalah” menerima potensi elektroda grounding. Adanya tahanan pentanahan yang terbatas sama sekali tidak mempengaruhi kemampuan penangkal petir untuk menarik petir. Laboratorium telah berulang kali mencoba memantau pengaruh resistensi grounding pada proses ini, dan selalu sia-sia. Penjelasan di sini cukup sederhana dan jelas. Petir tidak pernah menyambar penangkal petir. Ia bertemu dan tertarik pada dirinya sendiri oleh saluran plasma counter-discharge, yang dimulai dari bagian atas penangkal petir di medan listrik awan petir dan muatan petir yang sudah terbentuk. Saluran ini (disebut counter leader) berkembang pada arus tidak lebih dari puluhan ampere. Penurunan tegangan dari arus lemah seperti itu melintasi resistansi pentanahan penangkal petir tidak terlalu berarti dibandingkan dengan potensi orde 10 7 -10 8 V, yang dibawa oleh petir dari awan petir. Memang, dengan resistansi pentanahan 10, 20, 100 atau 200 Ohm, tegangan pada elektroda pentanahan dari arus ~ 10 A masih tidak akan melebihi 10 4 V - nilai yang dapat diabaikan dibandingkan dengan petir.

Penangkal petir terpisah, seperti diketahui, digunakan dengan tujuan tunggal untuk menghilangkan penyebaran arus petir melalui struktur logam dari objek yang dilindungi. Untuk tujuan inilah dipilih jarak yang sangat spesifik dari penangkal petir ke objek melalui udara dan darat. Mari kita asumsikan bahwa mereka dipilih dengan benar dan benar-benar mengecualikan percikan yang tumpang tindih. Meskipun demikian, arus memasuki elektroda pembumian suatu benda dan melakukannya dalam proporsi yang cukup besar, terutama bila fungsi pembumiannya dilakukan oleh fondasi struktur yang dilindungi, yang luasnya cukup besar. Data yang dihitung pada Gambar. 14 menunjukkan bagian ini tergantung pada jarak antara elektroda arde. Pada penangkal petir dibuat sesuai dengan persyaratan Instruksi RD 34.21.122-87 berupa strip horizontal sepanjang 10 m dengan 3 batang vertikal masing-masing 3 m; pondasi benda berukuran 50x50 m dan dikubur 3 m Perhitungan komputer dilakukan untuk tanah homogen dan untuk kasus lapisan permukaan tanah utama sedalam 2,5 m diganti dengan lapisan yang sangat konduktif dengan a resistivitas 50 kali lebih sedikit. Sangat mudah untuk memverifikasi bahwa jarak insulasi 5 m, yang ditentukan oleh standar Transneft JSC, tidak banyak mencegah arus petir menembus objek melalui tanah, terutama jika lapisan atasnya diganti atau diolah secara kimia. Bahkan pada jarak 15 m, yang distandarisasi oleh standar OJSC Gazprom, arus di elektroda arde fasilitas melebihi 50%.

Gambar 14. Fraksi arus petir yang menembus elektroda grounding suatu benda melalui sambungan konduktif dengan elektroda grounding penangkal petir, tergantung pada jarak antara keduanya

Di sini perlu ditekankan sekali lagi bahwa setiap perlakuan terhadap lapisan atas tanah, yang mengurangi tahanan pentanahan, tidak hanya tidak mengurangi hubungan konduktif antara penangkal petir dan benda, namun secara signifikan memperkuatnya, sehingga meningkatkan proporsi penangkal petir. arus petir bercabang ke benda tersebut.

Saatnya untuk sekali lagi mengajukan pertanyaan tentang tujuan mengurangi resistensi grounding. Masih ada dua aspek masalah yang belum tersentuh - pembentukan saluran percikan dan tegangan langkah. Pertanyaan pertama akan dibahas di bawah ini pada bagian khusus. Sedangkan untuk tegangan langkahnya tentu tergantung dari desain konduktor pentanahan penangkal petir dan tahanan pentanahannya. Kurva perhitungan pada Gambar. Gambar 15 menunjukkan dinamika penurunan tegangan langkah dengan jarak dari elektroda arde penangkal petir, yang ditentukan oleh Instruksi RD 34.21.122-87 (lihat penjelasan pada Gambar 14).

2.3. Bagaimana mendesain

Bagian ini sekali lagi menetapkan tugas untuk memenuhi persyaratan dokumen peraturan tanpa biaya material yang tidak dapat dibenarkan. Hal ini menjadi lebih penting karena nilai tahanan pentanahan penangkal petir memiliki pengaruh yang kecil terhadap kualitas proteksi petir eksternal. Bagaimanapun, hal ini tidak secara langsung berkaitan dengan efek berbahaya dari petir yang dapat menyebabkan situasi bencana di tangki penyimpanan atau fasilitas pemrosesan bahan bakar hidrokarbon lainnya. Yang terpenting, saya benar-benar ingin menghindari perawatan kimia yang mahal atau penggantian tanah dalam jumlah besar dan, tanpanya, memenuhi persyaratan standar industri untuk proteksi petir.

Disarankan untuk membuat elektroda arde untuk setiap penangkal petir secara terpisah hanya di tanah dengan resistivitas rendah, di mana bahkan desain standar dari RD 34.21.122-87 ternyata cukup mumpuni. Misalnya, dengan panjang ban horizontal yang direkomendasikan 12 m dan 3 batang vertikal masing-masing 5 m, tahanan pentanahan pada tanah dengan resistivitas ρ sama dengan

Artinya pada ρ ≤ 300 Ohm m nilai yang dihitung tidak akan melebihi 20 Ohm. Dengan resistivitas tanah yang lebih tinggi, hasil yang baik diberikan oleh 4 balok yang saling tegak lurus. Dengan panjang 20 m, setiap tahanan pentanahan sama dengan

dan pemasangan batang vertikal sepanjang 5 meter di ujung masing-masing balok mengurangi nilai ini menjadi

Masalah menjadi serius ketika resistivitas tanah melebihi 1000 Ohm*m. Di sini, perhatian tertuju pada pengorganisasian satu loop pembumian untuk semua penangkal petir individu. Sebaiknya kita kembali ke Gambar. 4, yang menunjukkan perlindungan sebuah tank farm dengan 3 kabel sepanjang 100 m, dengan jarak antara kabel paralel 50 m Kombinasi penyangganya dengan busbar horizontal membentuk loop grounding dengan dua sel 100x50 m Resistansi grounding ketika busbar diletakkan hingga kedalaman 0,7 m

yang memungkinkan penyelesaian masalah pada tanah dengan resistivitas hingga 3000 Ohm*m, bahkan mengikuti persyaratan standar Gazprom. Patut dicatat bahwa perangkat tambahan konduktor pembumian lokal pada masing-masing penangkal petir hampir tidak berpengaruh pada resistansi pembumian dari rangkaian yang terbentuk secara keseluruhan. Dengan demikian, penggunaan rak pondasi dengan tulangan logam sepanjang 5 m dan radius ekuivalen 0,2 m (R gr ≈ 0,1ρ [Ohm]) dalam sistem 6 rak sebagai konduktor pentanahan lokal untuk setiap penangkal petir mengurangi hambatan total. dari grounding loop hanya sebesar 6%. Alasan untuk pengaruh yang lemah ini terletak pada perlindungan batang yang efektif dengan ban horizontal yang diperpanjang. Dengan memanjangkan busbar horizontal yang menghubungkan penyangga penangkal petir, resistansi pentanahan sekitar 20 Ohm dapat dicapai bahkan di tanah dengan resistivitas 5000 Ohm.

Pembaca berhak menyela uraian prospek cerah tersebut, dengan mengingat bahwa bus panjang perlahan-lahan memasuki proses penyebaran arus pulsa karena induktansinya. Tidak ada yang keberatan dengan hal ini. Namun setidaknya ada dua keadaan yang masih mendukung solusi yang diusulkan. Pertama, tidak satu pun dari standar yang disebutkan di atas memerlukan nilai spesifik dari resistansi pentanahan berdenyut, dan kedua, pada tanah dengan resistivitas tinggi, laju penetrasi arus berdenyut ke dalam bus pentanahan cukup tinggi dan oleh karena itu nilai resistansi pentanahan saat ini R gr (t) = U gr (t)/i M (t) dengan cepat mencapai nilai kondisi tunak yang dikendalikan oleh persyaratan peraturan. Sebagai contoh pada Gambar. Gambar 16 menunjukkan perhitungan dinamika perubahan tahanan pentanahan bus sepanjang 200 m antara penyangga penangkal petir. Dapat diterima bahwa resistivitas tanah adalah 5000 Ohm*m, dan konstanta dielektrik relatifnya adalah 5 (dengan mempertimbangkan parameter ini penting bila kebocoran kapasitif ke dalam tanah sebanding dengan kebocoran konduktif).

E.M.Bazelyan, Doktor Ilmu Teknik, Profesor
Institut Energi dinamai G.M. Krzhizhanovsky, Moskow

Bahan yang bermanfaat: