Calculator priză de pământ – dimensionare electrozi verticali și orizontali

Acest calculator priză de pământ permite dimensionarea orientativă a sistemelor de împământare utilizate în instalațiile electrice civile și industriale.

O priză de pământ bine proiectată trebuie să asigure simultan:

• protecția la atingere indirectă (declanșare automată a protecției, tensiuni de atingere admise),
• echipotențializare bună (diferențe de potențial mici între părți metalice),
• stabilitate în timp (coroziune, variații sezoniere ale solului),
• (dacă există LPS/paratrăsnet) comportare bună la impuls (impedanță redusă, nu doar “R mic”).

În proiectare, priza se tratează ca parte a sistemului de legare la pământ (electrod + conductoare + bara principală de echipotențializare + legături).

Alegerea criteriului de dimensionare a prizei de legare la pământ depinde de schema rețelei (TN/TT/IT)

Schema TT (foarte întâlnită în practică pentru utilizatori finali)

Criteriul “de lucru” cel mai des folosit pentru verificarea prizei în TT este:$$R_A \cdot I_a \le U_L$$​

unde uzual UL=50 V (condiții normale).

În TT, când protecția se face cu DDR/RCD, în pre-dimensionare se ia frecvent:$$I_a \approx I_{\Delta n}$$

Acest criteriu este compatibil cu regulile din IEC 60364 (inclusiv SR HD 60364).

Exemple rapide (doar pentru înțelegerea ordinului de mărime):

• DDR 30 mA → $R_{A,max} \approx 50/0.03 \approx 1667\,\Omega$
• DDR 300 mA → $R_{A,max} \approx 167\,\Omega$

Important: chiar dacă TT “permite” teoretic valori mari, în practică se caută valori mai mici pentru echipotențializare, EMC și robustețe sezonieră.

Schema TN

În TN, verificarea protecției se face în principal prin condițiile buclei de defect (nu doar “R priza”). Totuși, priza rămâne esențială pentru echipotențializare și pentru scenarii speciale (supratensiuni, trăsnet, PEN/PE etc.).

Modele de calcul (estimare) folosite în pre-dimensionarea prizei de legare la pământ

Electrod vertical: tijă / țeavă (formulă uzuală “cu logaritm”)

Pentru un electrod vertical cilindric (tijă/țeavă), în sol omogen, o relație uzuală este:$$R_1 \approx \frac{\rho}{2\pi L}\left(\ln\left(\frac{4L}{d}\right)-1\right)$$

Aceasta este utilizată pe scară largă în literatura tehnică (și în instrumente de calcul) și evidențiază rolul lui L și d.

Mai multe tije: în realitate, tijele “se influențează” (nu e doar împărțire la n). Surse tehnice subliniază că simpla paralelizare ideală supraestimează îmbunătățirea și că geometria/spațierea contează.
În practică, o aproximație utilă este:$$R_v \approx \frac{R_1}{n\cdot \eta}$$

unde $\eta$ (0…1) este un factor de utilizare orientativ în funcție de raportul s/L.

Electrod orizontal (în șanț / contur fundație): formula IEC (primă aproximație)

IEC 60364-5-54, Anexa D, dă pentru un conductor îngropat orizontal o aproximație simplă:$$R_h \approx \frac{\rho}{2L}$$

unde L este lungimea șanțului ocupat de conductor (ex.: perimetrul conturului de fundație, sau lungimea șanțului).

Observație importantă (IEC): “meandrarea” (sinuozități) în același șanț nu îmbunătățește semnificativ rezistența.

Priză “totală” (vertical + orizontal): echivalare în paralel (aprox.)

Dacă ai o priză compusă dintr-un ansamblu vertical + un electrod orizontal conectate la aceeași bară de pământ, o aproximație utilă pentru pre-dimensionare este:$$\frac{1}{R_{tot}} \approx \frac{1}{R_v} + \frac{1}{R_h}$$

Această abordare e rezonabilă ca estimare, dar poate supraestima îmbunătățirea dacă electrozii sunt foarte apropiați (cuplaj puternic în sol).

---