Электроды (трубы, уголки и т.п.) группового заземлителя

Отношение расстояния междувертикальными электродами к их длине	Число вертикальных электродов
	2	4	6	10	20	40	60	100
Вертикальные электроды размещены в ряд (рис.10, а)
1	0,85	0,77	0,72	0,62	0,42	-	-	-
2	0,94	0,80	0,84	0,75	0,56	-	-	-
3	0,96	0,92	0,88	0,82	0,68	-	-	-
Вертикальные электроды размещены по контуру (рис. 10, б)
1	-	0,45	0,40	0,34	0,27	0,22	0,20	0,19
2	-	0,55	0,48	0,40	0,32	0,29	0,27	0,23
3	-	0,70	0,64	0,56	0,45	0,39	0,36	0,33

 

9. Определяют сопротивление растеканию тока ,Ом, горизонтального электрода – стальной полосы, соединяющей вертикальные электроды:

 ,                               (4.9)

где – расчетное удельное сопротивление грунта;

– длина горизонтального электрода, м;

b – ширина горизонтального электрода, которая принимается обычно b =0,04м.

10. Проверяют результирующее сопротивление всего заземляющего устройства по формуле:

,                            (4.10)

где , – коэффициенты использования горизонтального и вертикального электродов соответственно, определяются по табл.4.5 и 4.6.

11. Заземляющее устройство должно удовлетворять условию:

≤ .                                        (4.11)

В том случае, когда сопротивление заземляющего устройства превышает допустимое значение, следует увеличить количество вертикальных электродов и повторить расчет, начиная с п.7, либо изменить другие параметры.

Пример. Выполнить расчет защитного заземления электрооборудования производственного цеха, учитывая то, что в цехе установлено электрооборудование высокого напряжения (380 В) при установленной мощности электродвигателей 1000 Вт. Мощность питающего трансформатора превышает 100 кВ·А. В качестве вертикальных электродов предполагается использование стальных труб диаметром
d = 0,053 м длиной L _в = 3 м, в качестве горизонтального электрода – соединительной полосы сечением 40×4 мм. Глубина заземления, t ₀= 0,5 м. Грунт – суглинок.

Решение:

  1.Выбираем выносное заземляющее устройство с расположением электродов в ряд и определяем его допустимое сопротивление. Для установок напряжением до 1000 В и мощностью более 100 кВ∙А R _д≤ 4 Ом.

2. Определяем расчетное удельное сопротивление грунта для вертикального электрода, Для этого находим предварительно по справочным данным ρ= 100 Ом·м (табл. 4.1) и коэффициент сезонности =1,5 (табл. 4.3) (2-я климатическая зона при нормальной влажности).

Тогда Ом·м,

3. Определяем сопротивление одиночного вертикального электрода , по формуле (4.2), рассчитав предварительно величину t:

м.

= .

4. Определяем ориентировочное число вертикальных электродов по формуле (4.4): . 

Принимаем шт.

5. Находим ориентировочный коэффициент использования вертикальных электродов по табл. 4.5, приняв отношение расстояния между вертикальными электродами к их длине равным единице. Тогда, используя метод интерполяции:   

6. Уточняем число вертикальных электродов по формуле (4.5):

.

Принимаем шт и находим (табл. 4.5).

7. Определяем длину горизонтального электрода при расположении вертикальных электродов в ряд (формула 4.6), учитывая то, что расстояние между электродами принято равным их длине a = :

= a·(n –1) = 3 · (18–1) = 51 м.

8. Определяем расчетное удельное сопротивление грунта для горизонтального электрода ( находим по табл. 4.3):

Ом·м,

9. Рассчитываем сопротивление растеканию тока горизонтального электрода:

Ом

10. Вычисляем результирующее сопротивление заземляющего устройства, найдя коэффициент использования горизонтального электрода по табл. 6.6 – :

Ом

11. Заземляющее устройство удовлетворяет условию: , так как 3,1 Ом.

Таким образом, проектируемое заземляющее устройство – выносное с расположением вертикальных электродов в ряд, состоит из 18 труб диаметром 0,053 м, длиной 3 м, забитых вертикально на глубину 0,5 м, и горизонтального электрода в виде стальной полосы длиной 51 м сечением 0,04 ´0,004 м.

При устройстве заземления наряду с искусственными заземлителями могут быть использованы естественные заземлители – расположенные в земле элементы строительных конструкций, водопроводные трубы и др.

Задание для самостоятельного решения:

 

Рассчитать устройство защитного заземления для заземления трехфазного электродвигателя серии 4А3132М6 мощностью 7,5 кВт, работающего от сети 380 В. Диаметр вертикальных стержней – заземлителей d=0,08 м. Электроустановка расположена: с 1 по 15 вариант – в зонах с нормальной влажностью; с 15 по 30 вариант – с повышенной влажностью.

Исходные данные по вариантам приведены в таблице 4.7.

Таблица  4.7

Варианты заданий

Вариант	Тип грунта	Удельное сопротивление грунта ρ, Ом*м	Климатическая зона	Длина вертикального электрода l, мм	Глубина заложения t0, мм	Ширина полки уголка/стальной полосы b, мм	Допустимое сопротивление искусственного заземления Rи.з.доп	Размещение  Электродов  (Контур/Ряд)	a/l
1.	Грунт	200	I	3000	800	80	10	Р	2
2.	Супесь	90	II	3000	900	60	10	Р	2
3.	Песок	400	III	3000	5	80	10	Р	2
4.	Щебень	4000	IV	3000	10	80	100	Р	2
Окончание табл. 4.7
5.	Грунт	400	I	3000	0	50	10	Р	2
6.	Глина	15	II	3000	0	60	4	Р	2
7.	Суглинок	30	III	3000	0	40	4	Р	2
8.	Грунт	85	I	5000	2200	60	4	Р	2
9.	Супесь	100	II	5000	1000	60	4	Р	2
10.	Песок	600	III	5000	1500	40	10	Р	2
11.	Грунт	450	IV	5000	2000	40	10	Р	2
12.	Грунт	530	I	3000	800	80	10	К	3
13.	Глина	60	II	3000	900	60	4	К	3
14.	Суглинок	75	III	3000	5	80	4	К	3
15.	Грунт	160	IV	3000	10	80	10	К	3
16.	Супесь	200	I	3000	0	80	10	К	3
17.	Песок	700	II	3000	0	60	10	К	3
18.	Щебень	6000	III	3000	0	40	100	К	3
19.	Гравий	6500	I	5000	2200	60	100	К	3
20.	Глина	80	II	5000	1000	60	4	К	3
21.	Суглинок	130	III	5000	1500	40	4	К	3
22.	Грунт	240	IV	5000	2000	40	10	К	3
23.	Глина	60	II	5000	0	40	4	К	3
24.	Песок	800	III	5000	0	60	10	К	3
25.	Грунт	300	I	3000	1000	80	10	К	3
26.	Супесь	180	IV	3000	1500	40	4	Р	3
27.	Щебень	5800	II	3000	20	60	100	Р	3
28.	Песок	600	III	5000	1500	40	10	Р	2
29.	Гравий	6500	I	5000	2200	60	100	К	3
30.	Глина	60	II	5000	0	40	4	К	3