Наибольшие допустимые значения R з. у., установленные ПУЭ, составляют:
а) для установок до 1000 В:
- 10 Ом при суммарной мощности генераторов или трансформаторов, питающих данную сеть, не более 100 кВА;
- 4 Ом - во всех остальных случаях;
б) для установок выше 1000 В:
- 0,5 Ом при эффективно заземленной нейтрали (т.е. при больших токах замыкания на землю);
- 250/ I з 10 Ом при изолированной нейтрали (т.е. при малых токах замыкания на землю) и условии, что заземлитель используется только для установок напряжением выше 1000 В;
- 125/ I з 10 Ом при изолированной нейтрали и условии, этот заземлитель используется одновременно для установок напряжением до 1000 В.
В этих выражениях I з – расчетный ток замыкания на землю, А.
При расчете заземлителя в однородной земле способом коэффициентов использования, имея данные наибольших допустимых их значений, находят допустимое сопротивление заземлителя из выражения
(2)
а также из выражения ,
где φ3 – потенциал заземлителя, В;
α1 – коэффициент напряжения прикосновения;
|
|
α2 – коэффициент напряжения прикосновения, учитывающий падение напряжения в сопротивлении растеканию основания, на котором стоит человек.
Заменив в первых двух уравнениях φ3 его значением, получаем искомое сопротивление заземлителя, Ом:
По напряжению прикосновения по напряжению шага
Меньшее значение R3 и будет расчетным сопротивлением заземлителя.
Коэффициент напряжения прикосновения α1 находится по таблице приложения или расчетным путем, например, для одиночного стержневого вертикального заземлителя:
, (3)
где l - длина заземлителя, м;
d – диаметр стержневого электрода, м.
Коэффициент напряжения прикосновения выбирается с учетом падения напряжения в сопротивлении растеканию основания, на котором стоит человек,
(4)
где R осн – сопротивление растеканию ног человека, его можно определить следующим образом: если площадь подошвы одной ноги принять равной 0,0225 м2, то диаметр эквивалентного ей диска будет 0,17 м, а сопротивление растеканию тока составит:
.
Полагая, что ступни ног отстоят одна от другой на расстоянии шага, получим искомое сопротивление растеканию основания:
. (5)
по напряжению шага
(6)
где β 1 - коэффициент шага.
Для одиночного стержневого вертикального заземлителя
, (7)
где а – шаг человека, м;
r – радиус стержневого электрода, м;
l - длина электрода, м;
β2 - коэффициент напряжения шага, учитывающий падение напряжения в сопротивлении растеканию основания, на котором стоит человек:
;
. (8)
При выборе коэффициентов α2 и β2 определяют, считая, что ρ – расчетное удельное сопротивление основания, на котором стоит человек (пола, гравийной засыпки или грунта), Ом.м; Rh - сопротивление тела человека, принимаемое равным 1000 Ом.
|
|
При расчетах сложного заземлителя в двухслойной земле (способ наведенных потенциалов) коэффициент α1 находят из выражения
, (9)
или по упрощенной формуле:
, (10)
где М – параметр, зависящий от отношения удельных сопротивлений верхнего (ρ1) и нижнего (ρ2) слоев земли;
Таблица 1.1
0,5 | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 | 7,0 | 8,0 | 10,0 | |
М | 0,36 | 0,5 | 0,62 | 0,69 | 0,72 | 0,75 | 0,77 | 0,79 | 0,8 | 0,82 |
LВ – длина вертикального электрода;
LГ – суммарная длина горизонтальных электродов, м;
S – площадь, занимаемая заземлителем, м2.
Коэффициент α2 вычисляют по формуле
, (11)
где ρ1 – расчетное удельное сопротивление внешнего слоя земли Ом.м.