Определение требуемого сопротивления искусственного заземлителя

При использовании естественных заземлителей (а это даёт значительную экономию средств и предписывается ПУЭ сопротивление искусственного заземлителя R_н, Ом, меньше требующегося R_З Ом, и определяется из выражения

где R_e – сопротивление растеканию естественного заземлителя, Ом.

5. Выбор типа заземлителя и составление предварительной схемы заземляющего устройства. На основании данных о территории, на которой возможно размещение искусственного заземлителя, и значений I_З R_н, ρ и др. выбирается или заземляющего устройства – выносной или контурны й.Затем после выбора формы электродов (обычно стержневые и полосовые) их ориентировочно размещают на плане участка.

В установках с большими токами замыкания на землю размещение электродов должно обеспечить, возможно, полное выравнивание потенциала на площадке, занятой электрооборудованием. С этой целью заземлитель должен быть выполнен в виде горизонтальной сетки из проводников, уложенных в земле на глубине 0,5– 0,8 м, и вертикальных электродов. При этом контурный электрод, образующий периметр сетки, должен охватывать как распределительные устройства, так и производственные здания и сооружения защищаемого объекта.

Продольные проводники сетки прикладываются вдоль рядов оборудования и конструкций со стороны обслуживания на расстоянии 0,8–1,5 м от оборудования и не более 6 м друг от друга. На участках, не занятых оборудованием, расстояние между продольными проводниками может быть увеличено до 12 м.

Поперечные проводники сетки прокладывают в удобных местах между оборудованием на расстоянии не более 12 м друг от друга.

В местах пересечения продольные и поперечные проводники надёжно соединяются между собой с помощью сварки.

При расчёте заземлителя по допустимому напряжению прикосновения (и шага) расстояние между продольными, а также между поперечными проводниками определяется расчётом.

Расстояние от границ заземлителя до ограды электроустановки с внутренней стороны должно быть не менее 3 м. Если заземлитель не размещается на ограждённой территории, его расширяют за пределы территории электроустановки; при этом металлические части ограды и арматура стоек железобетонной ограды должны быть присоединены к заземлителю. Кроме того, должно быть, обеспечено плавное снижение потенциала вблизи заземлителя путём укладки в землю на глубине 1,5 м проводника вокруг заземлителя на расстоянии 1 м от его границ.

6. Уточнение параметров заземлителя. На основании предварительной схемы заземлителя и имеющихс данных о расчётных удельных сопротивлениях грунта вычисляется расчётное сопротивление этого заземлителя R и результат сравнивается с ранее определённым расчётным значением требуемого сопротивления искусственного заземлителя R_н.

Если значения R и R_н совпадают или, по крайней мере, отличаются незначительно, это свидетельствует о том, что все основные параметры принятого нами заземлителя – форма, размеры, размещение электродов в земле и относительно друг друга выбраны правильно и, следовательно, напряжения прикосновения и шага находятся в допустимых пределах.

При значительных расхождениях в значениях R и R_н необходимо внести поправки в предварительную схему заземлителя – изменить количество и размещение электродов, а иногда их размеры, площадь, занимаемую заземлителем, и т.п. и вновь произвести вычисление R.

Таким образом, вычисление R_н является поверочным и производится путём постепенного приближения.

При расчёте сложного заземлителя, состоящего из вертикальных и горизонтального электродов, в однородной земле способом коэффициентов использовании вычисление R_н производится в следующем порядке для конструкции УЗЗ (рис. 2):

Рис. 2. Схема устройства искусственного группового заземления: L_n м – длина электрода;d₃ м – диаметр электрода;h_э м – глубина заложения электрода;a, м – расстояние между электродами;b, см – ширина соединительной полосы;h_зс, см – глубина заложения соединительной полосы;L_п, см – длина соединительной полосы, L_n=a·n, если электроды расположены в ряд.L_п= a·(n–1), если электроды расположены по контуру, где а – количество электродов.

Таким образом, расчёт защитного заземления сводится к определению потребного количества электродов, чтобы общее сопротивление защитного заземления не превышало допустимого по нормам.

Рис. 3. План размещения УЗЗ

Порядок расчёта заключается в следующем.

1. Определяем сопротивление стержневого электрода

, Ом либо

Примечание: если электрод из уголковой стали, то d_Э=0,95·b где b – ширина полки уголка

2. Определяем предварительно количество электродов – n`

3.Зная расположение электродов (в ряд или по контуру), отношение расстояния между электродами к их длине и предварительное количество электродов, определяем коэффициент использования электродов (табл. 4).

4. Определяем окончательно потребное количество электродов – n,

(5)

5. Определяем длину соединительной полосы, l_n

если электроды расположены ряд: l_n=a·n, м

если электроды расположены по контуру: l_n=a·(n-1), м

Предпочтительно длину соединительной полосы определять согласуя её с размерами помещения, где установлено оборудование.

6. Определяем сопротивление соединительной полосы:

, либо

7. Определяем общее сопротивление контура защитного заземления

где η_n·η_Э коэффициент использования полосы (табл. 3).

8. Производим проверку выполнения условия

Коэффициент использования электродов (η_Э) при отношении а/l,

Таблица 3

Электроды в ряд Электроды по контуру

Коэффициент использования полосы (η_n) при отношении а/l,

Таблица 4

Электроды в ряд Электроды по контуру

Расчёт сопротивление контурного заземлителя, состоящего только из горизонтальных электродов (решётка), в однородной земле может быть определено по приближённой формуле Одлендорфа – Лорана, Ом,

где L – суммарная длина всех проводников, образующих решётку, м; d – диаметр прутков круглого сечения, из которых выполнена решётка, м; t – глубина размещения решётки, м; m – коэффициент, зависящий от конфигурации решётки (см. табл.).

ЛИТЕРАТУРА

1. Долин П.А. Справочник по технике безопасности. – М.: Энергоиздат, 1982

2. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках. – М.: Энергия, 1979. – 408 с.