ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΓΕΙΩΣΗΣ ΤΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ
Η γείωση που θα πραγματοποιηθεί στο ξενοδοχείο θα είναι θεμελιακή γείωση.
Επιλέχτηκε αυτού του είδος η γείωση διότι μας εξασφαλίζει την μικρότερη αντίσταση γείωση, σε σύγκριση με τις άλλες γειώσεις π.χ. τριγωνική γείωση, γείωση ράβδου κ.λ.π.
ΘΕΜΕΛΙΑΚΗ ΓΕΙΩΣΗ
Θεμελιακή γείωση προτείνεται από τους ΚΕΗΕ.Ο κανονισμός DIN 18015/Teil 1 την επιβάλλει σε όλα τα νέα κτίρια.
Η θεμελιακή γείωση είναι ένας γειωτής ταινίας που τοποθετείται στο κάτω μέρος των θεμελίων των κτιρίων, μέρα στο σκυρόδεμα. Η τοποθέτηση γίνεται στη βάση των εξωτερικών τοίχων και είναι ένας κλειστός βρόγχος. Επειδή το έδαφος και το σκυρόδεμα των θεμελίων είναι υγρό όλο το έτος συνήθως, ο θεμελιακός γειωτής έχει σχετικά χαμηλή αντίσταση γείωσης. Τιμές των 2Ω ή μικρότερες δεν είναι σπάνιες.
Ο αγωγός του γειωτή μπορεί να είναι :
Ταινίες γαλβανισμένου χάλυβα, ελάχιστων διαστάσεων 30 mm x 3.5 mm ή 25 mm x 4mm. Συνίσταται διαστάσεις 40 x 5 ή 50 x 4. Βέργα γαλβανισμένου χάλυβα ελάχιστης διαμέτρου 10 mm. Συνίσταται διάμετρος 12 mm.
Το χαλύβδινο ηλεκτρόδιο τοποθετείται στο περιμετρικό θεμέλιο του κτιρίου. Σε περιπτώσεις που υπάρχει μόνωση κατά της υγρασίας, πρέπει το ηλεκτρόδιο να τοποθετηθεί προς την πλευρά του εδάφους. Για μεγάλες διαστάσεις κτιρίων (>10 m), συνιστώνται και εγκάρσιες συνδέσεις του περιμετρικού γειωτή, έτσι ώστε κανένα σημείο του υπογείου να μην απέχει πάνω από 10 m από τον γειωτή.
Ο γειωτής πρέπει να περιβάλλεται παντού από δομημένο σκυρόδεμα. Τοποθετείται σε ένα στρώμα πάχους τουλάχιστον 5 cm (συνήθως 6-10 cm), γιατί αλλιώς διαβρώνεται.
Μετά την εκσκαφή των θεμελίων κατασκευάζεται μια στρώση από σκυρόδεμα πάχους 6 – 10 cm. Εκεί μέσα τοποθετείται ή μία ταινία με την πλατιά της πλευρά όρθια ή μία χαλύβδινη βέργα κυκλικής διατομής. Ακολούθως τοποθετείται ο οπλισμός των θεμελίων που χύνεται όλο το θεμέλιο. Η όρθια τοποθέτηση της ταινίας εξασφαλίζει μια άνεση στην τοποθέτηση. Η ταινία λυγίζει καλύτερα στις γωνίες του κτιρίου. Το σκυρόδεμα πρέπει να είναι αντοχής Β225 ή περιεκτικότητας 300 kg τσιμέντου ανά m3.
Η τοποθέτηση του γειωτή μέσα στο σκυρόδεμα στη βάση των θεμελίων εξασφαλίζει αντοχή στη διάβρωση και στις μηχανικές καταπονήσεις. Επί πλέον, ο γειωτής είναι σε υγρό έδαφος όπου η αγωγιμότητα είναι μεγάλη. Συνιστάται να συνδέεται στον γειωτή ο οπλισμός του σκυροδέματος του κτιρίου.
Οι απολήξεις του γειωτή έχουν την ίδια διατομή με το ηλεκτρόδιο του γειωτή. Το μήκος τους είναι 1,5 m κατά VDE 100 και τοποθετούνται στο τοίχο του κτιρίου εσωτερικά. Η απόληξη απέχει στο κάτω μέρος της στην έξοδο της από τον τοίχο, 30 cm από το έδαφος. Η σύνδεση με την λοιπή εγκατάσταση γίνεται με χάλκινο αγωγό διατομής 16 mm2 τουλάχιστον ή καλύτερα 25 mm2.
Παρατήρηση:
Εφόσον πρόκειται για μεγάλη εγκατάσταση με εκτεταμένο δίκτυο διαμονής, η σύνδεση του ουδετέρου με τον αγωγό γείωσης είναι δυνατόν να πραγματοποιείται όχι στον μετρητή αλλά στον γενικό πίνακα ή και στους μερικούς πίνακες διανομής της εγκατάστασης, σ’ αυτή όμως την περίπτωση σε κάθε σύνδεση του ουδετέρου με τον αγωγό γείωσης πρέπει να πραγματοποιείται και ιδιαίτερη γείωση. Για το λόγο αυτό στο Ξενοδοχείο θα έχουμε τόσες απολήξεις όσοι είναι και οι πίνακες του.
Στην περίπτωση των θεμελιακών γειώσεων συνδέονται στη θεμελιακή γείωση και τα αλεξικέραυνα, ενδεχομένως μέσω σπινθηριστών. Για τον υπολογισμό της αντίστασης του θεμελιακού γειωτή χρησιμοποιείται ο τύπος του γειωτή ταινίας ή προσεγγιστικά ο τύπος του θεμελιακού γειωτή. Αυτός παίρνει τον γειωτή σαν κυκλικό γειωτή διαμέτρου D, επιφάνειας ίσης με το εμβαδόν κάτοψης των θεμελίων. Σαν αντίσταση εδάφους θα ληφθεί κατά VDE 0141 ή DIN 57141, η ειδική ηλεκτρική αντίσταση όχι του σκυροδέματος αλλά του περιβάλλοντος εδάφους.
ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΘΕΜΕΛΙΑΚΟΥ ΓΕΙΩΤΗ
Το ισοδύναμο πάχος του αγωγού δίνεται από τον παρακάτω τύπο :
D=√(4 x A/π), όπου Α η διατομή του αγωγού
Η αντίσταση του γειωτή δίνεται σύμφωνα με τον παρακάτω τύπο :
RΑ = (ρ/π * L) * ln(2 * L/d),
Όπου p η ειδική αντίσταση του εδάφους (Ωm),
L μήκος περιμέτρου της θεμελιακής γείωσης (m),
d το ισοδύναμο πάχος του αγωγού (m).
Στην περίπτωση του ξενοδοχείου μας το μήκος της περιμέτρου του θεμελιακού γειωτή είναι L= 508.18 m. Κατά μήκος της περιμέτρου του έχει τοποθετηθεί θεμελιακός γειωτής με διαστάσεις 50 x 4 mm. Το περιβάλλον έδαφος έχει ειδική αντίσταση ρ = 100 Ωm.
Επομένως το ισοδύναμο πάχος του αγωγού θα είναι :
d = √(4 x A/π) = √(4 x 4 x 50/π) =>
d = 15.96 mm
Και η αντίσταση του γειωτή θα είναι :
RΑ = (ρ/π * L) * ln(2 * L/d) =>
RΑ = (100/π * L) * ln(2 * L/0,01596) =>
RΑ = 0.96 Ω
Βλέπουμε ότι η τιμή που βρήκαμε ικανοποιούνται τα όρια της αντίστασης για την γείωση μας αφού η συνολική αντίσταση του ουδετέρου δεν πρέπει να υπερβαίνει τα δέκα Ωm (10 Ω). Εδώ προσμετρούνται όλες οι παράλληλες γειώσεις στο δίκτυο και στις παροχετεύσεις των καταναλωτών.
Προς σύγκριση : ένας πάσσαλος Φ100 σε βάθος 3,5 m στο έδαφος έχει αντίσταση
Rπ = 100/ (2π (3,5 – 0,5) * ln(4(3,5-0,5)/0,1 ) =>
Rπ = 25,4 Ω
Συνεπώς θα χρειάζονται 26 – 27 πάσσαλοι για να πετύχουμε την ίδια περίπου αντίσταση. Ωστόσο επειδή η αγωγιμότητα του εδάφους στα θεμέλια είναι πολύ μεγαλύτερη απ’ ότι στα επιφανειακά στρώματα ο αριθμός των πασσάλων θα ήταν μεγαλύτερος του 27.
Το υλικό του θεμελιακού γειωτή θα είναι γαλβανισμένος χάλυβας. Όταν τα ηλεκτρόδια είναι μέσα στο χώμα, τότε χαλκός ή ηλεκτρόδια από χάλυβα με 1 mm επιχάλκωση ή ανοξείδωτος χάλυβας τύπου V4A έχουν αποδειχτεί πολύ αποτελεσματικά.
ΤΥΠΙΚΗ ΔΙΑΤΑΞΗ ΘΕΜΕΛΙΑΚΗΣ ΓΕΙΩΣΗΣ
1. Αγωγός Ø10 mm, St/tZn.
2. Σύνδεσμος Ø10/30, 3ων πλακιδίων, St/tZn
3. Σύνδεσμος Ø10/Ø10, 3ων πλακιδίων, St/tZn
4. Σύνδεσμος 30/30, 3ων πλακιδίων, St/tZn
5. Διμεταλλικός σύνδεσμος Ø10 /Ø10, Cu / St/tZn
6. Ταινία 50 x 4 mm, St/tZn
7. Ράβδος οπλισμού beton
8. Σύνδεσμος οπλισμού, St/tZn
9. Beton καθαριότητας
10. Υποδοχέας από ανοξείδωτο χάλυβα (SS)
11. Αγωγός χάλκινος πολύκλωνος (Cu) 70# (Ανάλογα με την χρήση, εγκαθίσταται χάλκινος αγωγός μικρότερης διατομής)
12. Εξισωτικός ζυγός – ισοδυναμική γέφυρα
- Συνδέσεις όλων των αγωγών και των μεταλλικών σωληνώσεων που εισέρχονται
Πινακίδα επισήμανσης της αναμονής γείωσης.
Το σύστημα θεμελιακής γείωσης και το πλέγμα ισοδυναμικής επιφάνειας πρέπει να παρουσιάζουν αντίσταση γείωσης R<1 Ω και για το λόγο αυτό, όπου απαιτείται, εγκαθίσταται και πρόσθετα ηλεκτρόδια γείωσης.
Στη θεμελιακή γείωση περιλαμβάνονται και οι γειώσεις των υποσταθμών. Επίσης, σ’ αυτήν καταλήγουν και οι αγωγοί καθόδου του αλεξικέραυνου του κτιρίου.
Γειώσεις υποσταθμών
Στην περίπτωση του υποσταθμού μέσης τάσης των μεγάλων κτιρίων, προβλέπεται συνήθως πολλαπλή γείωση προστασίας με ξεχωριστό προστατευτικό αγωγό (ουδετέρωση με χωριστό αγωγό γείωσης). Σύμφωνα με τη μέθοδο αυτή ο ουδέτερος κόμβος κάθε μετασχηματιστή (που γειώνεται στη θεμελιακή γείωση) χωρίζεται σε ουδέτερο και σε προστατευτικό αγωγό (αγωγό γης) στον αντίστοιχο Πίνακα Χαμηλής Τάσης. Ο ουδέτερος στον γενικό πίνακα χαμηλής τάσης καταλήγει σε ζυγό ουδετέρου και η γείωση σε ζυγό γείωσης. Από το ζυγό γείωσης αρχίζει το δίκτυο γειώσεως της ηλεκτρικής εγκατάστασης.
Η θεμελιακή γείωση στους υποσταθμούς κατασκευάζεται συνήθως με δύο παράλληλες ταινίες χαλκού και συνδέεται με το πλέγμα ισοδυναμικής επιφάνειας του δαπέδου. (Κάτω από το δάπεδο του χώρου του υποσταθμού τοποθετείται συχνά επιπλέον πλέγμα δαρίγκ, διαμέτρου 6 χιλιοστών και με ηλεκτροσυγκόλληση ενώνονται τα τεμάχια του με τους οδηγούς στήριξης των μετασχηματιστών, με τις βάσεις έδρασης των πινάκων, με τον οπλισμό του κτιρίου και συνδέονται με τη θεμελιακή γείωση).
Περιμετρικά στους τοίχους των παραπάνω χώρων τοποθετείται χάλκινη ταινία γείωσης, διατομής τουλάχιστον 30mm x 3mm, στην οποία συνδέονται όλα τα μεταλλικά μέρη του εξοπλισμού, τα μεταλλικά μέρη των πινάκων μέσης τάσης, τα μεταλλικά μέρη των μετασχηματιστών, των πινάκων των μετασχηματιστών και των πινάκων της εταιρείας διανομής ηλεκτρικής ενέργειας (π.χ. ΔΕΗ), με αγωγούς εύκαμπτους διατομής τουλάχιστον 50 mm2. Η χάλκινη αυτή ταινία συνδέεται σε έξι τουλάχιστον σημεία με τη θεμελιακή γείωση.
Στη θεμελιακή γείωση συνδέονται και οι ουδέτεροι κόμβοι των μετασχηματιστών και οι μπάρες γείωσης του πίνακα χαμηλής τάσης με αγωγό χαλκού τουλάχιστον 95 mm2.
Γειώσεις ασθενών ρευμάτων
Στα ασθενή ρεύματα διακρίνουμε δύο είδη γειώσεων :
i. Γείωση λειτουργίας τηλεπικοινωνιακών συσκευών
Η γείωση αυτή είναι απαραίτητη για την κανονική λειτουργία των ηλεκτρονικών μερών, π.χ. του τηλεφωνικού κέντρου, και αποτελείται από ανεξάρτητο ηλεκτρόδιο γείωσης, το οποίο τοποθετείται σε ικανή απόσταση από οποιαδήποτε άλλη γείωση. Αυτό το ηλεκτρόδιο γείωσης, με μονωμένο χάλκινο αγωγό, μπορεί να έχει διατομή από 2,5 mm2 μέχρι 50 mm2, ανάλογα με τις οδηγίες του προμηθευτή, και να απέχει από τη θεμελιακή γείωση από 2 μέτρα μέχρι 30 μέτρα.
ii. Γειώσεις προστασίας
Τα μεταλλικά μέρη των δικτύων ασθενών ρευμάτων (μεταλλικοί σωλήνες, καλωδιαγωγοί κ.λπ.) γειώνονται όταν βρίσκονται σε άμεση επαφή με δομικά μεταλλικά στοιχεία του κτιρίου. Η γείωση στην περίπτωση αυτή γίνεται με αγωγό διατομής 2,5 mm2, ο οποίος οδηγείται στη μπάρα γείωσης του αντίστοιχου ηλεκτρικού πίνακα. Τα πλαίσια και τα λοιπά μεταλλικά εξαρτήματα των κεντρικών συσκευών της τηλεφωνικής εγκατάστασης (τηλεφωνικό κέντρο) συνδέονται στη θεμελιακή γείωση του κτιρίου με χάλκινο αγωγό διατομής 16 mm2.
Ομοίως, συνδέονται οι ιστοί των κεραιών λήψεων ραδιοτηλεοπτικών σημάτων και ασύρματης αναζήτησης προσωπικού. Για την προστασία της τηλεφωνικής εγκατάστασης από το κρουστικό ρεύμα της υπέρτασης που μπορεί να εμφανιστεί στις γραμμές της εταιρείας τηλεπικοινωνιών (π.χ. ΟΤΕ) συνδέεται κάθε ζεύγος του καλωδίου εισόδου με ειδική διάταξη, η οποία τοποθετείται μέσα στον κατανεμητή εισόδου του καλωδίου της εταιρείας τηλεπικοινωνιών.
