MaterialeElectrice.ro
Calculator priză de pământ ← Toate calculatoarele

Calculator priză de pământ

Alege solul din tabelul normativului I7 și cât de adânc bați electrodul. Calculatorul îți dă rezistența de dispersie a unei verticale și a prizei întregi, câte verticale trebuie bătute ca să cobori sub pragul admis, câți electrozi de 1,5 m înseamnă asta, și lista de materiale, gata de pus în coș. Dacă alegi banda îngropată, îi dai lungimea șanțului și îți spune câți țăruși să bați pe ea. Priza ta e comună cu paratrăsnetul? Calculează și sistemul de paratrăsnet.

Acesta este un simulator, nu un proiect. Rezultatele sunt orientative și nu înlocuiesc un proiect întocmit și verificat de un electrician autorizat. Nu este un document oficial și nu ține loc de buletin de măsurare. Realitatea din teren poate diferi: rezistivitatea solului variază cu umiditatea, cu anotimpul și de la un punct la altul al curții, iar recepția prizei se face prin măsurare la fața locului.

Rezistența prizei

—Ω

Cât ajută dacă bați mai adânc la același sol și același prag

Adâncime O verticală Verticale Electrozi Platbandă Priza Materiale

Bătută mai adânc, o verticală dispersează mai bine, deci îți trebuie mai puține — și, odată cu ele, mai puține vârfuri de batere, mai puține cleme și mai puține găuri de săpat. În schimb fiecare verticală cere mai mulți electrozi înseriați, iar desfășurarea prizei rămâne aproape aceeași, fiindcă verticalele se așază mai rar. Cele două se bat cap în cap, așa că prețul nu urmează o regulă simplă: coloana „materiale" îți arată cifra reală pentru fiecare variantă, iar cea mai ieftină e marcată ca atare.

Cum arată o priză verticală se bate în pământ, nu se îngroapă în șanț

Electrodul vertical se înfige în pământ cu un ciocan rotopercutor, de la suprafață în jos. Cel orizontal e o bandă așezată într-un șanț. Cu cât cobori mai adânc, cu atât prinzi un sol mai umed, care nu îngheață iarna.

Ce spune normativul I7-2011

Rezistența unui electrod vertical bătut de la suprafață:

R = ρ / (2π·l) × ln(4l/d)

Priza din mai mulți electrozi identici, Anexa 5.34 punctul C:

Rpriză = Relectrod / (n × u)

unde ρ este rezistivitatea solului, l lungimea electrodului, d diametrul lui, n numărul de electrozi și u factorul de utilizare din tabelul A5.34-5. La electrodul orizontal, îngropat într-un șanț, intră în relație și adâncimea șanțului. Tabelele cu relațiile de calcul lipsesc din textul normativului publicat oficial, deci folosim relația clasică din literatura de specialitate, din care se obține și aproximarea r ≈ 0,8·ρ/l folosită în practică.

Cum se calculează o priză de pământ

O priză de pământ se dimensionează în trei pași, după Anexa 5.34 a Normativului I7-2011.

  1. Rezistivitatea solului. Se citește din tabelul A5.34-2 al normativului, care dă pentru fiecare tip de sol un domeniu de variație și o valoare recomandată pentru calculele preliminare. Pământul argilos, cel mai des întâlnit în curțile din România, are 80 Ω·m. Din tabel am păstrat doar solurile în care chiar se bate un electrod; apele, pe care normativul le dă ca referință, nu-și au locul aici.
  2. Rezistența unui singur electrod. Depinde de rezistivitatea solului, de lungimea electrodului și de diametrul lui. Lungimea e factorul care decide. Electrodul bătut pornește de la suprafață, deci capătul lui de sus este la cota 0 a pământului.
  3. Rezistența prizei întregi. Electrozii apropiați își fac umbră unul altuia, deci nu se adună ca niște rezistențe în paralel. Normativul introduce factorul de utilizare u, iar rezistența prizei este Relectrod / (n × u).

Rezultatul se compară cu pragul din articolul 5.5.7.11: cel mult 4 Ω la o priză folosită numai pentru protecția împotriva șocurilor electrice, cel mult 1 Ω la o priză comună cu cea a instalației de protecție împotriva trăsnetului. Articolul 5.5.8 cere, în plus, cel puțin 20 m între priza clădirii și priza postului de transformare care o alimentează; dacă distanța nu se poate respecta, se face o priză comună de cel mult 1 Ω.

De ce contează adâncimea mai mult decât numărul de electrozi

Într-un pământ argilos de 80 Ω·m, cu electrozii bătuți de la suprafață și așezați în linie la distanța dublă față de lungimea lor, pragul de 4 Ω se atinge astfel:

Adâncimea unei verticaleElectrozi înseriațiRezistența unei verticaleVerticaleElectrozi de cumpărat
1,5 m148,4 Ω1717
3 m227,1 Ω918
4,5 m319,3 Ω721
6 m415,0 Ω520
7,5 m512,4 Ω420
9 m610,6 Ω424

Două cifre diferite, pe care merită să nu le confunzi: verticalele sunt coloanele pe care le bați în pământ, iar electrozii sunt bucățile de 1,5 m pe care le cumperi. O verticală de 3 m înseamnă doi electrozi înseriați, deci două verticale de 3 m înseamnă patru electrozi. De la o verticală de 1,5 m la una de 9 m, numărul de verticale scade de la 17 la 4, dar numărul de electrozi nu scade la fel — de la 17 ajunge la 24. Conductorul de legătură, la rândul lui, nu scade: distanța recomandată dintre verticale este un multiplu al adâncimii lor, deci cu verticale mai adânci le așezi mai rar și desfășurarea prizei rămâne aproape aceeași.

Prețul materialelor nu urmează, de aceea, o regulă simplă. Pe de o parte scad lucrurile care se pun o dată pe fiecare verticală — vârful de batere și piesa de legătură; pe de altă parte cresc electrozii. În exemplul de mai sus cea mai ieftină variantă nu este nici cea mai puțin adâncă, nici cea mai adâncă. De asta calculatorul îți arată prețul fiecărei variante, în loc să-ți recomande una.

Ce câștigi sigur din adâncime sunt două lucruri: sapi și bați în mult mai puține locuri, și prinzi un sol mai umed, care nu îngheață iarna — rezistența prizei rămâne aproape aceeași tot anul, în loc să urce când se usucă sau îngheață stratul de la suprafață. De asta electrozii se înseriază unul în altul.

Rezistivitatea solurilor din tabelul A5.34-2

Natura soluluiDomeniul de variațieValoare de calcul
Pământ, humă, turbă (foarte umede) 15…20 Ω·m 20 Ω·m
Cernoziom 10…70 Ω·m 50 Ω·m
Humă vânătă cu conținut de sulfură de fier 10…20 Ω·m 10 Ω·m
Pământ arabil 40…60 Ω·m 50 Ω·m
Pământ argilos, argilă 40…150 Ω·m 80 Ω·m
Pământ cu pietriș 100…500 Ω·m 200 Ω·m
Loess, pământ de pădure 100…300 Ω·m 200 Ω·m
Argilă cu nisip 100…300 Ω·m 200 Ω·m
Pământ nisipos 150…400 Ω·m 300 Ω·m
Nisip foarte umed 100…500 Ω·m 400 Ω·m
Balast cu pământ 500…6.000 Ω·m 1.000 Ω·m
Nisip, nisip cu pietriș 100…2.000 Ω·m 1.000 Ω·m
Roci, bazalt 10.000 Ω·m 10.000 Ω·m
Stâncă compactă 100.000 Ω·m 100.000 Ω·m

Factorul de utilizare u, tabelul A5.34-5

Cu cât electrozii sunt mai mulți și mai apropiați, cu atât își fac mai multă umbră și factorul scade. Valorile de mai jos sunt pentru electrozi verticali; pentru un număr care nu e în tabel, calculatorul interpolează între rândurile vecine.

Electrozia = l, în liniea = 2l, în liniea = 3l, în liniea = l, pe contura = 2l, pe contura = 3l, pe contur
2 0,85 0,90 0,95 — — —
3 0,80 0,85 0,90 0,75 0,80 0,90
4 0,75 0,82 0,88 0,65 0,75 0,85
5 0,70 0,80 0,85 0,62 0,72 0,82
6 0,65 0,78 0,82 0,60 0,70 0,80
10 0,60 0,75 0,80 0,55 0,66 0,75
20 0,50 0,70 0,75 0,50 0,61 0,70
40 — — — 0,40 0,55 0,65
60 — — — 0,38 0,52 0,62
100 — — — 0,35 0,50 0,60

Cele două sisteme: vertical și orizontal

Diferența nu este „cu țăruși" față de „fără țăruși" — amândouă se fac cu țăruși. Diferă felul țărușului și felul în care se leagă între ei:

La sistemul orizontal platbanda nu este doar o legătură: fiind îngropată, e și ea electrod, deci lucrează în paralel cu țărușii. Normativul tratează cazul la Anexa 5.34, punctul D1:

R = (Rțăruși × Rplatbandă) / (Rțăruși + Rplatbandă)

De aceea lungimea platbandei nu se alege: ea rezultă din câți țăruși sunt și la ce distanță stau. Dacă alegi țăruși mai lungi, fiecare disperseză mai bine, îți trebuie mai puțini, iar sistemul iese mai scurt. În pământ argilos de 80 Ω·m, cu distanța dublă față de lungime, pragul de 4 Ω se atinge cu nouă țăruși de 1 m și 16 m de platbandă, sau cu patru țăruși de 2,5 m și 15 m de platbandă.

Distanța dintre țăruși are temei în normativ: art. 6.3.4.2 cere electrozi verticali „distanțați între ei la o distanță cel puțin egală cu lungimea electrozilor", dispuși în linie sau triunghi, cu lungimea totală de minimum 6 m. Deci a = l este minimul admis; calculatorul propune dublul, pentru că electrozii își fac mai puțină umbră. Tot acolo se cere ca legăturile orizontale îngropate să stea la cel puțin 50 cm adâncime, dar nu mai puțin decât adâncimea de îngheț a solului.

Ce intră în necesarul de materiale

Întrebări frecvente

Ce rezistență trebuie să aibă priza de pământ?

Normativul I7-2011, articolul 5.5.7.11, cere cel mult 4 Ω atunci când priza este folosită numai pentru protecția împotriva șocurilor electrice, și cel mult 1 Ω atunci când aceeași priză este comună cu priza instalației de protecție împotriva trăsnetului. Articolul 5.5.8 adaugă un al treilea caz: între priza clădirii și priza postului de transformare care o alimentează trebuie să fie cel puțin 20 m, iar dacă distanța nu se poate respecta se face o priză comună de cel mult 1 Ω.

Câte verticale trebuie ca să cobor sub 4 Ω?

Mai întâi, două cuvinte care nu înseamnă același lucru: o „verticală" este o coloană bătută în pământ, iar un „electrod" este bucata de 1,5 m pe care o cumperi. O verticală de 3 m înseamnă doi electrozi înseriați, deci două verticale de 3 m înseamnă patru electrozi. Câte verticale îți trebuie depinde în primul rând de sol și de cât de adânc bați. Într-un pământ argilos de 80 Ω·m, o verticală de 1,5 m are 48 Ω și ai nevoie de șaptesprezece ca să cobori sub 4 Ω; bătută la 6 m, din patru electrozi înseriați, aceeași verticală are 15 Ω și ajung cinci. Calculatorul îți arată, lângă rezultat, toate variantele cu prețul lor. Atenție la o capcană: mai puțini electrozi nu înseamnă automat mai ieftin, și nici invers. Scad vârfurile de batere și clemele, dar cresc tronsoanele de țeavă, iar conductorul de legătură rămâne aproape același, fiindcă electrozii se așază mai rar. Ce câștigi cu adevărat din adâncime este mai puține găuri de săpat și o rezistență mai stabilă peste an, fiindcă la 3–6 m solul rămâne umed și iarna, când stratul de la suprafață îngheață și rezistivitatea lui urcă.

De ce nu se adună electrozii ca niște rezistențe în paralel?

Pentru că electrozii apropiați își fac umbră unul altuia: zonele de pământ prin care se împrăștie curentul se suprapun, deci al doilea electrod nu mai aduce un câștig întreg. Anexa 5.34 a normativului ține cont de asta cu un factor de utilizare u, care depinde de numărul electrozilor, de distanța dintre ei și de felul în care sunt așezați. Rezistența prizei este r / (n × u), nu r / n. La zece electrozi așezați în linie la distanța dublă față de lungimea lor, u este 0,75 — adică pierzi un sfert din câștigul teoretic.

La ce distanță se pun electrozii între ei?

Cu cât mai rar, cu atât mai bine: umbra scade. Tabelul din normativ cotează trei situații — distanța egală cu lungimea electrodului, dublul și triplul ei. Calculatorul folosește dublul, care e varianta obișnuită în curte: la un electrod bătut la 1,5 m înseamnă 3 m între electrozi, iar la unul de 4,5 m înseamnă 9 m. De asta, cu cât bați mai adânc, cu atât priza se întinde pe mai mult teren, chiar dacă electrozii sunt mai puțini. Dacă la tine distanțele ies altfel, spune-ne și îți verificăm noi calculul.

Ce diametru are electrodul și cât contează?

Electrodul este Ø20 mm, scris pe fișa produsului (Type 219 20 ST FT) și confirmat de piesa de legătură, cotată „Rd 20 mm". Diametrul contează oricum puțin: intră sub logaritm în formulă, așa că o diferență de câțiva milimetri schimbă rezistența cu procente. Adâncimea la care bați și natura solului sunt cele care decid.

Rezultatul calculului înlocuiește măsurarea?

Nu. Rezistivitatea solului se schimbă cu umiditatea și cu anotimpul, iar valorile din tabelul normativului sunt recomandate pentru calcule preliminare. Calculul îți spune de câți electrozi să pleci și ce să cumperi; recepția se face prin măsurare, cu metoda din Anexa 8.2, iar strângerile se verifică periodic — de asta lista include o cutie de vizitare.

Ce nu include calculul?

Nu include priza de pământ naturală din fundația de beton armat (Anexa 5.34 punctul B), care de obicei se folosește împreună cu electrozii și coboară rezistența, nici prizele formate din mai multe prize vecine legate în paralel (Anexa 5.34 punctul D2). Nu include nici conductorul de legare la pământ din clădire până la bara principală. Pentru acestea, cere un proiect.

Rezultatele sunt orientative și nu înlocuiesc proiectul verificat de un electrician autorizat. Recepția prizei se face prin măsurare, cu metoda din Anexa 8.2 a normativului.