Розрахунок штучних заземлюючих пристроїв

Метод „коефіцієнта використання електродів”

Розрахунок заземлюючого пристрою полягає у визначенні кількості вертикальних і горизонтальних електродів згідно з вимогами ПУЭ за опором заземлення, питомим опором ґрунту, прийнятими розмірами електродів і конфігурацією заземлення та в порівнянні розрахункового опору заземлення з нормативним значенням.

Алгоритм розрахунку

1.Визначаємо нормативний опір заземлення R_з (згідно з вимогами ПУЭ) – 10 Ом або 4 Ом.

2.Обчислюємо розрахунковий питомий опір ґрунту для вертикальних електродів

, Ом´м,

де y_в – розрахунковий коефіцієнт сезонності для вертикальних електродів (табл. 2.3);

ρ_вим – питомий опір ґрунту, виміряний у лабораторних умовах, Ом×м.

3.Визначаємо опір розтіканню вертикальних електродів із круглої та кутикової сталі

, Ом,

де d – зовнішній діаметр електрода, м; для вертикальних електродів із кутикової сталі d=0.95b, де b – ширина полиці кута.

4.Попередньо встановлюємо необхідну кількість паралельно з'єднаних заземлювачів

, шт.,

де h_в - коефіцієнт використання вертикальних заземлювачів, для орієнтовного розрахунку приймається рівним 1 (табл. 2.2). Визначається за інтерполяцією.

5.Обчислюємо довжину горизонтального електрода:

- при контурному влаштуванні l_г=a´n;

- при рядовому влаштуванні l_г=a´(n-1),

де а – відстань між вертикальними електродами, м;

n – прийнята кількість вертикальних електродів, шт.

6.Визначаємо розрахунковий питомий опір ґрунту для горизонтального електрода

, Ом´м,

де y_г – розрахунковий коефіцієнт сезонності для горизонтальних електродів (табл. 2.3).

7.Установлюємо опір розтіканню струму для горизонтального електрода

, Ом,

де b₁ – ширина штаби, м (для круглої сталі b₁= 2Æ, де Æ - діаметр, м).

8.Загальний опір заземлюючого пристрою

,

де h_г – коефіцієнт використання горизонтальних електродів з урахуванням вертикальних електродів (табл. 2.1). Визначається за інтерполяцією.

9.Уточнюємо вибрані параметри заземлення. Якщо знайдені значення R₀ та R_з значно відрізняються одне від одного, то необхідно змінити кількість електродів (їх довжину, діаметр, товщину тощо), після чого повторити розрахунок, починаючи з п.5 до виконання умови

.

При збільшенні кількості вертикальних електродів значення R₀ зменшується.

Розрахунки заземлюючих пристроїв є приблизними, тому треба округляти проміжні й кінцеві наслідки в запас.

Примітка: метод «коефіцієнта використання електродів» застосовується у випадку розташування заземлення в однорідному ґрунті. Існують інші методи розрахунку заземлюючих пристроїв, однак вони використовуються рідко та для складних умов і систем заземлень.

 

Запитання для самоконтролю

1. Який пристрій називають захисним заземленням?

2. Призначення заземлення електроустановок.

3. Фізична суть заземлення.

4. Конструктивні вимоги до систем заземлення.

5. Види систем заземлення.

6. У чому полягає розрахунок штучних заземлень?

Розрахунок природних заземлюючих пристроїв

Задача № 1. Труби постійних водопровідних мереж

Визначити опір розтіканню струму труби постійного водопроводу за такими даними – діаметр труби – 2”, l= 500 м, ρ= 14 Ом×м.

k = 1,2

 

k

 

1,2

 

14

 

r, Ом×м

 

R,Ом

 

RB = 0,32 Ом

 

2”

 

0,32

 

500

 

L, м

Розв’язання. Опір розтіканню струму сталевих труб водопроводу R_в,

 

якщо ρ = 100 Ом×м, визначається за графіком на рисунку 2.2.

Якщо ρ відрізняється від 100 Ом×м, установлюємо поправковий коефіцієнт за графіком на рисунку 2.3.

Розрахунковий опір заданої ділянки водопровідної мережі дорівнює:

, що менше від нормативного R_н = 4 Ом.

Висновок: ділянка мережі довжиною 500 м може бути використана в якості природного заземлення.

 

Задача № 2. Обсадні труби артсвердловин

Опір розтіканню струму обсадних труб артезіанських свердловин, коли вони мають глибину 100-150 м, треба приймати рівним 0,2 Ом, якщо грунт – глина, а коли грунт – пісок або вапняк, опір дорівнює 0,8 Ом.

Опір розтіканню струму арматури бурових свердловин не перебільшує 2 Ом.