Instal·lació del bucle de terra: principi de funcionament i càlcul

La connexió a terra de bucle s’instal·la per protegir els edificis contra incendis i les persones de descàrregues elèctriques. En realitzar treballs, cal complir els requisits del PUE, calcular correctament, muntar el circuit i comprovar el nivell de la seva resistència.

El dispositiu i principi de funcionament de la posada a terra

Als locals residencials, sovint s’instal·la un sistema TN, el neutre del qual està sòlidament connectat a terra. El cable de terra connecta tots els consumidors elèctrics al circuit de protecció. Aquest últim té una resistència baixa i el corrent sempre flueix al circuit on la resistència és menor. En comparació amb un dispositiu de connexió a terra, el cos humà es distingeix per una alta resistència, per tant, el circuit permet resoldre les tasques que se li assignen.

La posada a terra de contorn és un sistema en forma de triangle, rectangle o quadrat equilàter, reunit a partir d’elèctrodes de terra verticals: barres o cantonades d’acer, que es connecten soldant als punts superiors amb tires d’acer horitzontals. Es connecta a l’equip per connectar-se a terra amb un cable. El tipus de construcció més comú és el triangular.

El contorn exterior està enterrat a terra. El nivell de resistència a la propagació de corrents del dispositiu de protecció difereix segons el tipus de sòl i la seva estructura.

Els millors indicadors es registren en instal·lar el bucle de terra a terres torboses, argiloses i argiloses. En aquest darrer cas, sempre que les aigües subterrànies estiguin a prop de la superfície. Si el sòl està format per denses inclusions rocoses, el rendiment es deteriora.

Podeu muntar el circuit vosaltres mateixos o fer servir un kit preparat.

Varietats de bucles de terra

Hi ha diversos tipus d’estructures que s’utilitzen per posar a terra.

Sistemes tradicionals de posada a terra

Un sistema d’aquest tipus consta d’un nombre mínim d’elements: dos elèctrodes verticals de reforç metàl·lic i un de tipus horitzontal que connecta els dos anteriors. Les seccions i dimensions dels elements han de complir les normes. Es recomana instal·lar terra a la part ombrejada nord del lloc, en un lloc humit. Tanmateix, a causa del fet que el circuit sovint és d’acer i no es pot pintar amb pintura, es corroeix ràpidament. A més, la resistència d’aquest dispositiu està influenciada per la temperatura i el nivell d’humitat del sòl, ja que el circuit es col·loca a les capes superiors.

Sistemes de terra profunda

Aquest sistema es fabrica mitjançant un mètode de pin modular. En comparació amb la versió anterior, difereix:

• llarga vida útil;
• càlculs senzills;
• no afectat per la influència del medi ambient;
• falta de manteniment;
• facilitat d'instal·lació.

La mesura de la resistència dels equips instal·lats ha de ser realitzada per especialistes.

El bucle de terra exterior està format per elèctrodes verticals i elements de terra horitzontals. Està format per quatre tires amb un gruix de 40-50 mm i s’instal·la a una distància mínima d’1 m de l’edifici.La franja horitzontal s’ha de situar a una profunditat de 50 a 70 cm de la superfície.

Càlcul del contorn de protecció

Per realitzar un càlcul precís del bucle de terra, heu de tenir en compte:

• humitat del sòl;
• temperatura mitjana a l’hivern i a l’estiu a la zona d’instal·lació;
• resistència i salinitat del sòl;
• secció i longitud dels conductors i elèctrodes de terra;
• la distància de la casa al contorn.

El càlcul es fa segons les fórmules, aquest procediment és difícil per a una persona que no té estudis d’enginyeria. Tanmateix, fins i tot si es fan càlculs correctes, la resistència real del bucle diferirà de la calculada a causa d’un gran nombre de factors dinàmics que influeixen.

De fet, molts tenen en compte només la distància del contorn de la fonamentació i, a continuació, ajusten la resistència mesurant aquest indicador de l’estructura ja muntada.

Mides recomanades de commutadors de terra:

• tires - amplada - 40-50 mm, gruix - 4-5 mm, almenys 2,5 m de longitud;
• cantonades - gruix del prestatge - 4-5 mm, amplada del prestatge 40-50 mm, almenys 2,5 m de llargada;
• varetes (necessàriament llises): secció de 16 a 20 mm, no inferior a 2,5 m de longitud;
• canonada: gruix de la paret de 3,5 mm, diàmetre no inferior a 32 mm, longitud: mínim de 2,5 m.

Cal fer càlculs precisos tenint en compte tots els paràmetres si cal posar a terra grans edificis comercials i industrials.

Objectes que requereixen equips amb un contorn

S'ha de connectar a terra sense fallar:

• sales on funcionen màquines, dispositius i fonts de llum amb carcasses i carcasses metàl·liques;
• subestacions completes de transformadors, així com edificis que contenen equips elèctrics amb carcasses d'acer;
• bobinatge secundari del transformador de mesura;
• canonades metàl·liques per a cables, habitacions on es troben estructures i cables metàl·lics alhora, cables.

No és necessari posar a terra els dispositius instal·lats en equips ja connectats a terra, els interruptors automàtics dels quadres elèctrics ni els dispositius de mesura elèctrics.

Esquemes de connexió

Els esquemes de connexió més habituals són triangulars i lineals tancats. Un sistema tancat és més estable en funcionament, ja que fins i tot si un dels interruptors de terra horitzontals està danyat, continuarà fent la seva funció. En aquest sentit, el lineal perd per un disseny tancat. Deixa de funcionar si el pont està danyat.

A més dels dissenys lineals i triangulars, es poden fabricar protectors ovalats i rectangulars, però són menys populars.

Bucle de terra a l'interior de la instal·lació

El bucle de terra es troba tant a l'exterior com a l'interior del local. Quan el creeu a l'interior, heu de seguir les regles:

• No utilitzeu calefacció central, clavegueram i canonades similars, cables de transport, mànigues metàl·liques, cables blindats com a conductors de protecció zero.
• Els conductors de posada a terra i neutres es col·loquen de manera oberta, ja que han de ser accessibles per a la inspecció i pintats amb ratlles groc-verdoses.
• Els passos per parets i sostres es fan amb canonades ignífugues no metàl·liques.
• Els pneumàtics d’acer estan pintats, les juntes soldades es tracten amb pintura a l’oli.
• A les habitacions humides, els conductors estan soldats als suports.

Aquestes són les regles bàsiques, però n’hi ha d’altres que són rellevants a l’hora de col·locar el circuit intern en habitacions amb un entorn agressiu, als tallers de les empreses industrials.

Instal·lació del bucle de terra

Segons el procediment clàssic per instal·lar el bucle de terra, primer es realitzen treballs preparatoris, després s’instal·la el dispositiu directament i es mesura la resistència.

Preparació per a la instal·lació

Per a la instal·lació, heu de preparar eines:

• pala;
• trituradora o serra per a metalls;
• inversor de soldadura;
• punxó;
• claus per a 8, 10;
• metres de corrent, tensió, resistència.

Materials necessaris:

• Angles d'acer resistent a la corrosió, 40 × 40 × 4/50 × 50 × 5 cm i una longitud d'almenys 2,5 m. O barres rodones d'acer amb un diàmetre de 20 mm.
• Tres tires metàl·liques de 250 cm de llarg, 40 a 60 mm d’amplada i uns 5 mm de gruix. Com més gran sigui la distància entre els elèctrodes, millor serà la propagació dels corrents, ja que els camps electromagnètics interactuen menys entre ells. Idealment, la distància entre els elèctrodes hauria de correspondre a la seva longitud o augmentar en múltiples d’aquest paràmetre.
• Cinta d'acer inoxidable per connectar el circuit a la base 40 × 4 o 50 × 5 mm o cable d'alimentació.
• Cargols М8, М10.
• Conductor de coure.

La ubicació per a la instal·lació del circuit s’ha de situar a prop de la fonamentació i la centraleta.

Muntatge del dispositiu de protecció

El primer pas és fer trinxeres d’uns 80 cm de profunditat sota el bucle de terra i una tira que connecti el sistema amb la base. La configuració de les rases ha de coincidir amb la forma del bucle de terra. En aquest cas, la posada a terra es realitza en forma de triangle amb costats de 2,5 m cadascun.

Les cantonades metàl·liques s’han d’afilar per facilitar l’entrada al terra. Són conduïts al sòl en lloc de cavar forats. Els elèctrodes han d’anar a terra fermament. Els ponts estan soldats als elèctrodes. Les costures de soldadura es tracten amb mastic de betum per protegir la corrosió. El cable es condueix a través de la trinxera cap a la casa, fins a la centraleta. Per fer-ho, mitjançant cargols i femelles, el cable empaquetat al contacte final es fixa a l’interruptor de terra vertical. Per fer-ho, utilitzeu pneumàtics de coure (10mm2), alumini (16mm2) o metall (75mm2). El contorn es cobreix primer amb sorra, després amb terra.

Mesura de la resistència del dispositiu de protecció

Per comprovar el rendiment del dispositiu, es recomana mesurar la seva resistència a la dispersió actual segons totes les regles. Es treballa millor a l’hivern o a l’estiu quan la resistència del sòl és màxima. La norma de resistència del circuit de protecció es pren com a indicadors de 15, 30, 60 Ohm o 2, 4 i 8 Ohm quan es mesura amb elèctrodes de terra naturals i elèctrodes de terra repetits de línies de sortida per a una xarxa de 660-380, 380-220 o 220-127 V, respectivament.

Comprovació de la resistència del bucle

Per mesurar correctament la connexió a terra, s’han d’utilitzar dispositius de mesura especials ("MS-08" o "MS-416" i elèctrodes de prova). La tècnica és la següent:

1. Es col·loca un elèctrode potencial entre el circuit i la casa a una distància mínima de 20 m. Un altre en línia recta amb el primer dispositiu de protecció, a una distància no superior a 40 m.
2. Després de connectar el voltatge, mesureu la resistència.
3. La mesura a terra es realitza diverses vegades, aproximant gradualment l’elèctrode remot, però no més a prop de 5 m.

La determinació del valor de resistència es realitza segons el pitjor resultat obtingut.

Els errors més freqüents

En instal·lar un dispositiu de connexió a terra, es cometen els errors següents:

• El circuit està connectat al punt equivocat de la instal·lació elèctrica, per exemple, directament a l’equip. Cal connectar-lo al bus principal de terra.
• En lloc d'un circuit, s'utilitza un subministrament d'aigua, calefacció o una altra canonada. Poden ser estructures de terra amb algunes reserves i no sempre.
• Falta de connexió del conductor neutre al dispositiu de posada a terra, així com la instal·lació d’interruptors separats al conductor neutre.
• Utilitzeu com a interruptors de terra accessoris, objectes metàl·lics enterrats, treball zero, tanques.
• Ús de bucles de terra fets amb elements de secció petita.
• Costura de soldadura inferior a 10 cm.
• Les costures soldades no es tracten contra la corrosió amb màstics de betum.
• La franja que ha sortit del terra no està acolorida. S’ha de pintar amb pintura de color negre o groc-verdós.
• Longitud insuficient dels elèctrodes de terra horitzontals i verticals.
• Penetració insuficient dels elements horitzontals.
• Establixen un bucle de terra, però no posen a terra les comunicacions principals, que consisteixen en elements metàl·lics: subministrament d’aigua, calefacció, subministrament de gas, clavegueram.

Ha de ser possible desconnectar el dispositiu de posada a terra de la instal·lació elèctrica per realitzar mesures, és a dir, s’ha de desconnectar la tira que surt del dispositiu de posada a terra. Aquesta possibilitat ve proporcionada per la connexió cargolada dels elements.

Si la instal·lació es realitza d’acord amb totes les normes, es va poder mesurar correctament la resistència i els indicadors corresponen a la norma, l’edifici està protegit de manera fiable contra els curtcircuits i les seves conseqüències.