Расчет искусственных заземляющих устройств

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 4Следующая ⇒

Расчет сводится к определению количества одиночных электродов, необходимого для обеспечения допустимого сопротивления заземляющего устройства R _з.доп.

Порядок расчета:

1. Определение допустимого сопротивления заземляющего устройства электрооборудования R _з.доп. по ПУЭ.

2. Определение фактического сопротивления одиночного электрода заземлителя растеканию тока в грунте.

Сопротивление растеканию тока, Ом, трубы вертикально установленной в грунте, определяется по следующей формуле:

где r - удельное сопротивление грунта, Ом м;

l - длина трубы, [м];

d - диаметр трубы, м;

t - глубина заложения трубы (расстояние от поверхности земли до середины трубы, рис. 11), м.

Рис. 11.- Расположение вертикального одиночного электрода в грунте

3. Определение количества одиночных электродов. В случае, если сопротивление одиночного электрода будет превышать допустимое значение, применяют группу из нескольких параллельно соединенных одиночных электродов. Количество электродов определяется по формуле:

где n - количество электродов, шт;

R_э - сопротивление одиночного электрода, Ом;

R_{З. ДОП.} - допустимое сопротивление заземляющего устройства по ПУЭ, Ом;

К_С.В. – коэффициент сезонности вертикальных электродов, учитывающий изменение сопротивления грунта в зависимости от его влажности;

h_В - коэффициент использования одиночных вертикальных электродов, определяемый в зависимости от отношения расстояния между электродами к длине электрода и ориентировочного количества электродов в заземляющем устройстве. Коэффициент принимается по справочным таблицам.

Коэффициент использования учитывает снижение проводимости группового заземлителя из-за взаимного экранирования близко расположенных электродов. Явление взаимного экранирования электродов происходит по следующим причинам. Параллельно включенные одиночные электроды не оказывают влияние друг на друга при расстоянии между ними более 20м. Эквивалентное сопротивление такого группового заземляющего устройства, Ом, можно определить по формуле:

где R_Э1, R_Э2, …R_Эn - сопротивления растеканию тока одиночных электродов, Ом.
При R_Э1= R_Э2 = R_Э3 = R_Эn R¢ = R/n

При близком расположении электродов между собой на каждый из них приходится недостаточный объем земли для обеспечения полного растекания тока. Большая плотность тока вокруг электродов создает затруднение для протекания через данный объем земли токов от других электродов, электроды как бы экранируют друг друга (Рис. 12).

Рис. 12-Растекание тока с одиночных электродов

Вследствие этого несколько повышается сопротивление растеканию каждого из одиночных электродов, а, следовательно, и группового заземлителя в целом. Поэтому фактическое сопротивление растеканию тока группового заземлителя R_В будет несколько больше чем эквивалентное сопротивление R¢ _B, a отношение h_В = R¢ _В /R _В принято называть коэффициентом использования группового вертикального заземлителя. С учётом коэффициента использования эквивалентное сопротивление группового заземлителя определяется по формуле:

Параллельное соединение электродов осуществляется стальными полосами прямоугольного сечения, которые, находясь в земле, в то же время сами являются электродами. Сопротивление соединительной полосы определяется следующей эмпирической формулой:

где l_n - суммарная длина соединительной полосы, м;

b₁ - ширина полосы, м;

t_n - глубина заложения полосы, м.

Действительное сопротивление соединительной полосы, Ом, определяется с учетом взаимного экранирования электродов и полосы.

где h_n - коэффициент использования соединительной полосы, определяемый также в зависимости от отношения расстояния между электродами к длине электрода и ориентировочного числа электродов. Определяется по справочным таблицам.

Тогда сопротивление группового заземляющего устройства R_з.гр., состоящего из труб или уголков и соединительных полос определяется по формуле:

где R_э- сопротивление одиночного электрода, Ом;

R¢ _n - сопротивление соединительной полосы без учета h, Ом;

h_В - коэффициент использования одиночных вертикальных электродов;

h_n - коэффициент использования соединительной полосы;

n - количество одиночных электродов.

Для выполнения расчета заземляющего устройства необходимо знать действительное значение удельного сопротивления земли, которое можно получить только в результате выполнения измерений на месте устройства заземления. В противном случае невозможно учесть такие влияющие факторы, как состав почвы, влажность, температуру, плотность, наличие кислот, солей и т.д. Если нет возможности замерить r, то его принимают по справочным таблицам в зависимости от вида грунта.

Расчет считается выполненным правильно, если соблюдается условие: R_З.ГР.£ R_З.ДОП.

⇐ Предыдущая 1 234 Следующая ⇒