Quanto il layout dei conduttori di messa a terra influisce sulla resistenza alla terra complessiva?

Definizione di base e funzione della resistenza di messa a terra
La resistenza di messa a terra è un parametro importante per misurare se il collegamento tra apparecchiature elettriche e terra è affidabile. Più basso è il suo valore, migliore è l'effetto di messa a terra. Il sistema di messa a terra introduce correnti come fulmini e guasti elettrici nella terra attraverso il conduttore di messa a terra, svolgendo così un ruolo protettivo. Sia nei sistemi di alimentazione, nelle strutture di costruzione o nelle attrezzature di controllo industriale, la resistenza di terra è direttamente correlata alla sicurezza del personale e alla stabilità del funzionamento delle attrezzature.

Il ruolo dei conduttori di messa a terra non è solo quello di condurre elettricità
IL direttore di messa a terra è un ponte che collega il corpo a terra e l'attrezzatura o il sistema. La sua funzione principale è quella di fornire un canale di corrente stabile a bassa impedenza. Tuttavia, in applicazioni pratiche, fattori come la lunghezza, la densità di distribuzione e il metodo di posa del conduttore di messa a terra avranno un impatto sostanziale sul valore di resistenza dell'intero sistema di messa a terra. In altre parole, il conduttore non è solo un materiale, ma anche una parte importante della struttura topologica della rete di messa a terra.

La relazione tra layout e resistenza a terra
Diversi metodi di layout del conduttore di terra, come radiali, griglia, anello o strutture distribuite, porteranno caratteristiche di resistenza completamente diverse. Il layout ragionevole può ridurre significativamente la resistenza di messa a terra del sistema e migliorare le prestazioni del sistema di messa a terra nella conduzione di corrente e nel bilanciamento della tensione.
Assumendo il layout della griglia come esempio, questo metodo di cablaggio può espandere efficacemente l'area di dispersione e disperdere la densità di corrente sotto la premessa di una grande copertura e una densa distribuzione del conduttore, riducendo così l'effetto di concentrazione della corrente nel suolo e riducendo la resistenza di terra complessiva. Al contrario, la messa a terra a punto a punto o il cablaggio radiale possono causare elevata resistenza in alcuni scenari a causa della concentrazione di percorsi di corrente e delle aree di dispersione limitate.

La regolazione della spaziatura e della profondità del conduttore ha un impatto significativo
La spaziatura e la profondità di sepoltura dei conduttori di messa a terra sono anche fattori importanti che influenzano la resistenza di messa a terra. Più piccola è la spaziatura e maggiore è la copertura, maggiore è l'area del corpo di terra equivalente, che aumenta la possibilità di dispersione attuale nel terreno. D'altra parte, la profondità di sepoltura influenzerà anche l'efficienza di utilizzo della resistività del suolo. Di solito è più favorevole a ridurre la resistenza ai conduttori di messa a terra negli strati di terreno umido.
Ad esempio, nei terreni asciutti o sabbiosi, anche se viene utilizzato un conduttore di messa a terra più lungo, se viene messo in superficie, l'effetto complessivo potrebbe non essere l'ideale. Nei terreni umidi profondi, anche se la lunghezza del conduttore è limitata, a condizione che il layout sia ragionevole, è ancora possibile ottenere una resistenza di terra inferiore.

Vantaggi del layout multi-punto del sistema di messa a terra
Nelle grandi strutture, i metodi di messa a terra multipunta sono sempre più apprezzati. Questo layout collega più corpi di messa a terra attraverso più conduttori per formare una rete distribuita, che può ridurre la concentrazione di percorsi di corrente e rendere più facile il flusso di corrente nella terra. La messa a terra multipunta aiuta anche a distribuire uniformemente il potenziale in caso di eventi ad alta tensione come fulmini e guasti elettrici, prevenendo i danni alle attrezzature causati da un potenziale eccessivo nelle aree locali.
In alcune industrie chiave, come le stazioni base di telecomunicazioni, i data center o le sale di controllo dell'automazione industriale, la messa a terra multi-punto è diventata una soluzione di progettazione convenzionale. I conduttori di messa a terra nel suo layout sono collegati alla linea principale del tronco di terra posando conduttori ad anello attorno all'apparecchiatura, che riduce efficacemente la resistenza di messa a terra del sistema e migliora la capacità anti-interferenza.

Suggerimenti di ottimizzazione del layout nei progetti reali
Nella progettazione e costruzione del sistema di messa a terra, si consiglia di progettare in modo flessibile il layout del conduttore in base alla scala del progetto, alle condizioni geologiche e ai requisiti funzionali, combinati con le condizioni effettive. Le seguenti strategie di ottimizzazione possono essere adottate:
* Aumentare la lunghezza totale del conduttore di messa a terra orizzontale per migliorare la capacità di dispersione;
* Utilizzare una struttura ad anello o griglia anziché un layout radiale a linea singola;
* Controlla ragionevolmente la spaziatura tra i conduttori per evitare di essere troppo denso o troppo scarso;
* Sepolto in bassa resistività, strati umidi;
* Combinato con corpi di messa a terra verticale per formare una rete di messa a terra composita.
Sebbene queste idee di progettazione siano semplici, sono spesso trascurate in progetti reali, risultando nella resistenza di messa a terra che non riesce a raggiungere l'obiettivo previsto.