Расчет заземлителей

Исходя из характеристики защищаемого объекта установить допускаемое сопротивление растеканию тока заземляющих устройств R_з.д. (таблица 7). Выбрать материал для заземлителей.

Для искусственных заземлителей следует применять сталь.

Искусственные заземлители не должны иметь окраски.

Наименьшие размеры стальных искусственных заземлителей приведены ниже:

Диаметр круглых (прутковых) заземлителей, мм:

неоцинкованных.................................................................10

оцинкованных......................................................................6

Сечение прямоугольных заземлителей, мм²....................48

Толщина прямоугольных заземлителей, мм.....................4

Толщина полок угловой стали, мм...................................4

Сечение горизонтальных заземлителей для электроустановок напряжением выше 1 кВ выбирается по термической стойкости (исходя из допустимой температуры нагрева 400 °С)

Не следует располагать (использовать) заземлители в местах, где земля подсушивается под действием тепла трубопроводов и т. п.

Траншеи для горизонтальных заземлителей должны заполняться однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора.

В случае опасности коррозии заземлителей должно выполняться одно из следующих мероприятий:

увеличение сечения заземлителей с учетом расчетного срока их службы;

применение оцинкованных заземлителей;

применение электрической защиты.

В качестве искусственных заземлителей допускается применение заземлителей из электропроводящего бетона.

Принять замеренное (таблица 8) значение удельного сопротивления грунта ρ _КАЖ.

По таблице 10 определить значение повышающего коэффициента К_п, который учитывает изменения сопротивления грунта в зависимости от климатических зон.

Таблица 10 – Значения повышающего коэффициента К_п

Климатическая	Значения Кп для заземлителей
протяженных, горизонтально положенных (полосовые и др.) на глубине 0, 8 м от поверхности земли	стержневых, вертикально установленных длиной 2, 5...3 м на глубине 0, 5...0, 8 м от поверхности земли
I	4, 5...7	1, 8...2
II	3, 5...4, 5	1, 6...1, 8
III	2, 5...4, 0	1, 4...1, 6
IV	1, 5...2, 0	1, 2...1, 4

 

Характеристика климатических зон приведена в таблице 11.

 

Таблица 11 – Характеристика климатических зон

Данные, характеризующие климатические зоны	Климатические зоны
I	II	III	IV
Средняя многолетняя низшая температура (январь), °С	От –20 до –15	От –15 до –10	От –10 до 0	От 0 до 15
Средняя многолетняя высшая температура (июль), °С	От 16 до 18	От 18 до 22	От 22 до 24	От 24 до 26
Среднее количество осадков, мм	≈ 400	≈ 500	≈ 500	≈ 300...500
Продолжительность замерзания вод, дни	190...170

 

Расчетное значение удельного сопротивления грунта, Ом м:

 

ρ _Р = К_п ρ _КАЖ..

 

Расчетное сопротивление растеканию электрического тока одиночного заземлителя (стержня или трубы), заглубленного в землю, верхний конец которого находится на поверхности земли, Ом,

 

 

где – длина заземлителя, м; d – диаметр заземлителя, м.

 

Для стержней или труб, верхний конец которых заглублен в землю, сопротивление заземления, Ом,

 

 

где h – расстояние от поверхности земли до середины заземлителя, м.

Для горизонтально расположенной в земле на расстоянии h (как правило, h ≥ 0, 8 м) от ее поверхности полосы сопротивление заземления, Ом,

 

 

где – длина полосы, м;

b – ширина полосы, м.

Для горизонтально расположенной металлической сетки, заглубленной в землю на величину к, сопротивление заземления, Ом,

 

 

где S – площадь заземлителя, м²;

L – длина расположенных в грунте проводников заземлителя, включая длину идущего к заземляемому оборудованию вертикального проводника, м;

a, b – длина проводников сетки, уложенных соответственно по длине и ширине, м;

п₁ п₂ – число рядов проводников сетки соответственно по длине и ширине.

Для снижения влияния климатических условий на сопротивление заземления принимают расстояние от поверхности земли до сетки h ≥ 0, 5...0, 8 м.

Число одиночных заземлителей (труб, стержней или полос)

 

.

 

Из таблицы 12 по числу заземлителей n_з выбрать значение отношения расстояния между заземлителями L_Т к их длине l и значение коэффициента экранирования η _э. Из отношения L_Т / l_Т = m определить расстояние между заземлителями, м,

 

L_Т = ml_Т.

Число заземлителей с учетом коэффициента экранирования η _э (таблица 12)

 

Полученное значение n_ТР округляют до ближайшего большего числа.

Выполнить схему заземляющего устройства с указанием размеров отдельных заземлителей и расстояний между ними в плане.

 

Таблица 12 – Коэффициент экранирования трубчатых заземлителей η _э

(без учета влияния соединяющей полосы)

Число заземлителей, n,	Отношение расстояния между заземлителями L, к их длине	Коэффициент экранирования η,	Число заземлителей n,	Отношение расстояния между заземлителями L, к их длине	Коэффициент экранирования η,
Заземлители расположены в ряд
		0, 85			0, 59
		0, 91			0, 74
		0, 0, 94			0, 81
		0, 78			0, 55
		0, 86			0, 69
		0, 91			0, 78
		0, 7			0, 49
		0, 81			0, 68
		0, 86			0, 77
Заземлители расположены по четырехугольному контуру
		0, 69			0, 71
		0, 78			0, 41
		0, 85			0, 58
		0, 52			0, 67
		0, 73			0, 39
		0, 8			0, 55
		0, 55			0, 65
		0, 68			0, 36
		0, 76			0, 52
		0, 47			0, 62
		0, 63

 

Контрольные вопросы

1. Контроль изоляции.

2. Назначение и роль защитного заземления.

3. Область применения защитного заземления.

4. Назначение, устройство и подготовка к работе мегаомметра М – 4100/1-5.

5. Назначение, устройство и подготовка к работе измерителя сопротивлений заземлений Ф 4103.

6. Порядок измерения сопротивления изоляции.

7. Порядок измерения сопротивления заземляющего устройства.

8. Порядок измерения сопротивления удельного сопротивления грунта.

9. последовательность расчета заземлителей.

 

Литература

 

1. Правила устройства электроустановок. Издание шестое, переработанное и дополненное. – Мн.: Дизайн ПРО, 2007. – 720 с.

2. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. Издание четвертое, переработанное и дополненное. – Мн.: Дизайн ПРО, 2007. – 640 с.

3. Куценко Г.Ф. Охрана труда в электроэнергетике: – Мн.: Дизайн ПРО, 2005. –784 с.

4. Курдюмов В. И., Зотов Б. И. Проектирование и расчет средств обеспечения безопасности. – М.: Колос, 2005. – 216 с.