Расчет заземляющего устройства

Заземляющее устройство состоит из заземлителя и заземляющих проводников. В качестве заземлителей используются в первую очередь естественные заземлители: проложенные в земле стальные водопроводные трубы, трубы артезианских скважин, стальная броня и свинцовые оболочки силовых кабелей, проложенных в земле, металлические конструкции зданий и сооружений, имеющие надежный контакт с землёй, различного рода трубопроводы, проложенные в земле. Не допускается использовать в качестве естественных заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, газов, алюминиевые оболочки кабелей, алюминиевые проводники и кабели, проложенные в блоках, туннелях, каналах. Для искусственных заземлителей применяют заглубленные в землю вертикальные электроды из труб, уголков или прутковой стали и горизонтально проложенные в земле на глубине 0,5 м полосы. Вертикальные стержни Должны быть диаметром 12 — 14 мм и длиной 5 м, которые обеспечивают малое сопротивление растеканию тока, так как проникают в глубокие влажные слои грунта.

Сопротивление одного вертикального заземлителя определяется по формуле:

где — расчетное удельное сопротивление грунта, Ом м;

— длина стержня, м;

t — глубина заложения, м;

d — диаметр стержня, м.

В расчетах можно пользоваться упрощенной формулой для пруткового электрода диаметром 12 мм, длиной 5 м.

Расчетное удельное сопротивление грунта.

где — удельное сопротивление грунта, измеренное при нормальной влажности;

— коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта.

Сопротивление горизонтального заземлителя (полосы), Ом,.

где — длина полосы, м;

b — ширина полосы, м;

t — глубина заложения, м.

· Определяем сопротивление заземляющего устройства в ЭУ до 1кВ с изолированной нейтралью:

где — расчетный ток замыкания на землю, А, который можно определить, зная длину воздушных линий, и напряжение сети, В:

.

• · Определяем предварительно конфигурацию заземляющего устройства с учетом размещения на отведенной территории, причем расстояние между вертикальными электродами принимается не менее их длины.
• · Определяем сопротивление одного вертикального заземлителя по (8.2) или (8.3).
• · Определяем число вертикальных заземлителей:

(8.7).

где — коэффициент использования вертикальных заземлителей.

· Определяем сопротивление горизонтальных заземлителей по (8.5).

С учетом коэффициента использования полосы :

· Определяем необходимое сопротивление вертикальных заземлителей с учетом использования соединительной полосы:

· Определяем уточненное количество вертикальных заземлителей:

где — уточненное значение коэффициента использования.

На основе результатов расчета уточняем конфигурацию заземляющего устройства.

Участок размерами, А * В = 6 * 8 м.

Удельное сопротивление грунта (супесь) = 300 Омм.

Принимаем к исполнению контурное заземляющее устройство, состоящее из:

• а) вертикальные электроды из уголка (50 * 50 мм) длиной = 2,5 м;
• б) горизонтальный электрод — полоса (40 * 4мм).

Глубина заложения заземлителей от поверхности земли t = 0,7 м. Климатический район — I.

Коэффициент сезонности для вертикальных электродов = 1,7;

для горизонтальных электродов = 5,8.

Расчетное сопротивление одного вертикального электрода:

= 0,3 * * = 0,3 * 300 * 1,7 = 153 Ом.

Для установок предельное сопротивление совмещенного ЗУ должно быть 2 Ом.

Но так как = 300 Омм.

Определяем расчетное количество вертикальных электродов:

Принимаем шт.

где — коэффициент использования электродов.

Рисунок 8. План выполнения контура заземления Так как контурное ЗУ закладывается на расстояние не менее 1 метра, то длина по периметру закладки равна:

Уточняем расстояние между электродами с учётом формы объекта: по углам размещаются по одному вертикальному электроду, а остальные — между ними.

Коэффициент использования вертикальных электродов .

Коэффициент использования горизонтальных электродов .

Уточнённые сопротивления вертикальных и горизонтальных заземлителей:

Фактическое сопротивление ЗУ:

Следовательно, ЗУ эффективно.