2020-07-01
128
Основные условия, которых необходимо придерживаться при сооружении заземляющих устройств это размеры заземлителей.
В зависимости от используемого материала (уголок, полоса, круглая сталь) минимальные размеры заземлителей должны быть не меньше:
а) полоса 12х4 48 мм2;
б) уголок 4х4;
в) круглая сталь – 10 мм2;
г) стальная труба (толщина стенки) – 3,5 мм.
Минимальные размеры арматуры, применяемые для монтажа заземляющих устройств (рис. 6.1)
Рис. 6.1 – Минимальные размеры арматуры
Длина заземляющего стержня должна быть не меньше 1.5 – 2 м (рис. 6.2).
Рис.6.2 – Длина заземляющего стержня
Расстояния между заземляющими стержнями берется из соотношения их длины, то есть: a = 1хL; a = 2хL; a = 3хL (рис. 6.3).
Рис. 6.3 – Расстояния между заземляющими стержнями
В зависимости от позволяющей площади и удобства монтажа, заземляющие стрежни можно размещать в ряд, либо в виде какой ни будь фигуры (треугольник, квадрат и т.п.).
Цель расчета защитного заземления.
Основной целью расчета заземления является определить число заземляющих стержней и длину полосы, которая их соединяет.
|
|
|
Пример расчета заземления
Сопротивление растекания тока одного вертикального заземлителя (стержня):
(6.1)
где – ρэкв - эквивалентное удельное сопротивление грунта, Ом·м; L – длина стержня, м; d – его диаметр, мм; 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:
(6.2)
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 6.2
Удельное сопротивление грунта
| Грунт | Удельное сопротивление грунта, Ом·м |
| Торф | 20 |
| Почва (чернозем и др.) | 50 |
| Глина | 60 |
| Супесь | 150 |
| Песок при грунтовых водах до 5 м | 500 |
| Песок при грунтовых водах глубже 5 м | 1000 |
Заглубление горизонтального заземлителя можно найти по формуле:
(6.3)
Монтаж и установку заземления необходимо производить таким образом, чтобы заземляющий стержень пронизывал верхний слой грунта полностью и частично нижний.
|
|
|
Таблица 6.3
Значение сезонного климатического коэффициента сопротивления грунта
| 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:
(6.4)
Rн – нормируемое сопротивление растеканию тока заземляющего устройства, определяется исходя из правил ПТЭЭП (табл. 6.4).
Таблица 6.4
Наибольшее допустимое значение сопротивления заземляющих устройств (ПТЭЭП)
| 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:
(6.5)
Lг, b – длина и ширина заземлителя; Ψ – коэффициент сезонности горизонтального заземлителя; ηг – коэффициент спроса горизонтальных заземлителей (табл. 6.5).
Длину самого горизонтального заземлителя найдем исходя из количества заземлителей:
– в ряд; (6.6)
– по контуру. (6.7)
а – расстояние между заземляющими стержнями.
Определим сопротивление вертикального заземлителя с учетом сопротивления растеканию тока горизонтальных заземлителей:
(6.8)
Полное количество вертикальных заземлителей определяется по формуле:
(6.9)
ηв – коэффициент спроса вертикальных заземлителей (табл. 6.5).
Таблица 6.5
Коэффициент использования заземлителей
|
|
| ||||||
| Для горизонтальных заземлителей | Для вертикальных заземлителей | ||||||
| Число электродов | По контуру | Число электродов | По контуру | ||||
| Отношение расстояния между электродами к их длине a/L | Отношение расстояния между электродами к их длине a/L | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | ||
| 4 | 0,45 | 0,55 | 0,65 | 4 | 0,69 | 0,78 | 0,85 |
| 5 | 0,4 | 0,48 | 0,64 | 6 | 0,62 | 0,73 | 0,8 |
| 8 | 0,36 | 0,43 | 0,6 | 10 | 0,55 | 0,69 | 0,76 |
| 10 | 0,34 | 0,4 | 0,56 | 20 | 0,47 | 0,64 | 0,71 |
| 20 | 0,27 | 0,32 | 0,45 | 40 | 0,41 | 0,58 | 0,67 |
| 30 | 0,24 | 0,3 | 0,41 | 60 | 0,39 | 0,55 | 0,65 |
| 50 | 0,21 | 0,28 | 0,37 | 100 | 0,36 | 0,52 | 0,62 |
| 70 | 0,2 | 0,26 | 0,35 | - | - | - | - |
| 100 | 0,19 | 0,24 | 0,33 | - | - | - | - |
Продолжение табл. 6.5
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.
Расчет заземления по указанным выше формулам можно автоматизировать воспользовавшись для расчета специальной программой «Электрик v.6.6», скачать ее можно в интернете бесплатно.
