2020-05-25
161
Сопротивление растекания тока одного вертикального заземлителя (стержня):
где – ρэкв - эквивалентное удельное сопротивление грунта, Ом·м; L – длина стержня, м; d – его диаметр, м; Т – расстояние от поверхности земли до середины стержня, м.
В случае установки заземляющего устройства в неоднородный грунт (двухслойный), эквивалентное удельное сопротивление грунта находится по формуле:
где – Ψ - сезонный климатический коэффициент (таблица 2); ρ1, ρ2 – удельное сопротивления верхнего и нижнего слоя грунта соответственно, Ом·м (таблица 1); Н – толщина верхнего слоя грунта, м; t - заглубление вертикального заземлителя (глубина траншеи) t = 0.7 м.
Так как удельное сопротивление грунта зависит от его влажности, для стабильности сопротивления заземлителя и уменьшения на него влияния климатических условий, заземлитель размещают на глубине не менее 0.7 м.
Таблица 1. Удельное сопротивление грунта
| Грунт | Удельное сопротивление, среднее значение (Ом*м) |
| Вода | |
| Вода морская | 0,2 |
| Вода равнинной реки | 50 |
| Вода грунтовая | 20 - 60 |
| Вечномёрзлый грунт - талый слой (у поверхности летом) | 500 - 1000 |
| Вечномёрзлый грунт (суглинок) | 20 000 |
| Вечномёрзлый грунт (песок) | 50 000 |
| Глина влажная | 20 |
| Гравий глинистый, неоднородный | 300 |
| Гравий однородный | 800 |
| Песок влажный | 130 - 400 |
| Песок сухой | 1 500 - 4 200 |
| Супесь (супесок) | 150 |
| Песчаник | 1 000 |
| Садовая земля | 40 |
| Суглинок, сильно увлажненный грунтовыми водами | 10 - 60 |
| Торф при температуре 0 С° | 50 |
| Чернозём | 60 |
| Щебень сухой | 5 000 |
Длину горизонтального заземлителя можно найти по формуле:
Монтаж и установку заземления необходимо производить таким образом, чтобы заземляющий стержень пронизывал верхний слой грунта полностью и частично нижний.
| Значение сезонного климатического коэффициента сопротивления грунта Таблица 2 | |||||
| Тип заземляющих электродов | Климатическая зона | ||||
| I | II | III | IV | ||
| Стержневой (вертикальный) | 1.8 ÷ 2 | 1.5 ÷ 1.8 | 1.4 ÷ 1.6 | 1.2 ÷ 1.4 | |
| Полосовой (горизонтальный) | 4.5 ÷ 7 | 3.5 ÷ 4.5 | 2 ÷ 2.5 | 1.5 | |
| Климатические признаки зон | |||||
| Средняя многолетняя низшая температура (январь) | от -20+15 по С | от -14+10 по С | от -10 до 0 по С | от 0 до +5 по С | |
| Средняя многолетняя высшая температура (июль) | от +16 до +18 по С | от +18 до +22 по С | от +22 до +24 по С | от +24 до +26 по С | |
Количество стержней заземления без учета сопротивления горизонтального заземления находится по формуле:
Rн - нормируемое сопротивление растеканию тока заземляющего устройства, определяется исходя из правил ПТЭЭП (Таблица 3).
| Наибольшее допустимое значение сопротивления заземляющих устройств (ПТЭЭП) Таблица 3 | ||
| Характеристика электроустановки | Удельное сопротивление грунта ρ, Ом·м | Сопротивление Заземляющего устройства, Ом |
| Искусственный заземлитель к которому присоединяется нейтрали генераторов и трансформаторов, а также повторные заземлители нулевого провода (в том числе во вводах помещения) в сетях с заземленной нейтралью на напряжение, В: | ||
| 660/380 | до 100 | 15 |
| свыше 100 | 0.5·ρ | |
| 380/220 | до 100 | 30 |
| свыше 100 | 0.3·ρ | |
| 220/127 | до 100 | 60 |
| свыше 100 | 0.6·ρ | |
Как видно из таблицы нормируемое сопротивления для нашего случая должно быть не больше 30 Ом. Поэтому Rн принимается равным Rн = 30 Ом.
Сопротивление растекания тока для горизонтального заземлителя:
Lг, b – длина и ширина заземлителя; Ψ – коэффициент сезонности горизонтального заземлителя; ηг – коэффициент спроса горизонтальных заземлителей (таблица 4).
Длину самого горизонтального заземлителя найдем исходя из количества заземлителей:
- в ряд; 
- по контуру.
а – расстояние между заземляющими стержнями.
Определим сопротивление вертикального заземлителя с учетом сопротивления растеканию тока горизонтальных заземлителей:
Полное количество вертикальных заземлителей определяется по формуле:
ηв – коэффициент спроса вертикальных заземлителей (таблица 4).
Коэффициент использования показывает как влияют друг на друга токи растекания с одиночных заземлителей при различном расположении последних. При соединении параллельно, токи растекания одиночных заземлителей оказывают взаимное влияние друг на друга, поэтому чем ближе расположены друг к другу заземляющие стержни тем общее сопротивление заземляющего контура больше.
Полученное при расчете число заземлителей округляется до ближайшего большего.
