Наиболее востребованным расчёт заземления с сопротивлением не более 4 Ом., которое должно обеспечить надёжное сопротивление заземляющего устройства в любое время года, при линейных напряжениях 380 В., к которому присоединены нейтрали генератора или трансформатора, или выводы источника трёхфазного 380 В, или 220 В однофазного тока.
3. Пример расчёта заземления с расположением заземлителей в ряд с нормированным сопротивлением ПУЭ до ρн — 4 Ом·м:
Исходные данные для расчёта:
Почва — глина с удельным сопротивлением ρ — 60 Ом·м., II климатическая зона с ψ — 1,5 для вертикального электрода и ψ — 3,5 для горизонтальной полосы, вертикальные электроды: труба стальная d -50 мм., с толщиной стенки h — 4 мм., длина электрода L — 2,5 м., горизонтальная полоса: сталь шириной b — 60 мм., толщенной h — 4 мм., глубина траншеи равна t = 0,7 м., расстояния между заземляющими стержнями (предварительно) примем из соотношения a = 1хL.
- Расчёт одиночного вертикального заземлителя:
где, ρэкв = Ψ·ρ = 1.5 · 60 = 90 Ом·м; T = 0,5 · L + t = 0,5 · 2,5 + 0,7 = 1,95 м.
RО = 90 / (2π · 2,5) · (ln (2 · 2,5 / 0,050) + 0,5 · ln (4 · 1,95 + 2,5) / (4 · 1,95 — 2,5)) = 5,73 · (ln 100 + 0,5 · ln 1,943) = 28,29 Ом·м., примем Ro = Rв = 28,29 Ом·м.
2. Находим предварительное количество стержней вертикального заземления в ряд без учета сопротивления горизонтального заземления:
n = 28,29 /4 = 7,07 шт., находим по таблице 3 ближайшее значение, где n ≈ 7 шт., далее по таблице 3.2 выберем число электродов n = 6 шт., к их длине a = 1хL коэффициент спроса ηВ = 0,65, уточняем число электродов:
n = 28,29 / (4 · 0,65) = 10,88 шт; примем ближайшее значение по таблице 3, где кол. вертикальных электродов n = 10 шт., коэффициент спроса ηВ = 0,59.
3. Длину горизонтального заземлителя найдем исходя из количества заземлителей расположенных в ряд, где а = 1 · L = 1 · 2,5 = 2,5 м; LГ = а · (n — 1) — в ряд, LГ = 2,5 · (10 — 1) = 22,5 м; находим сопротивление растекания тока для горизонтального заземлителя, где коэффициент для II климатической зоны для горизонтального (полосового) заземлителя возьмём Ψ — 3,5:
RГ = 0,366 · (60 · 3,5 / 22,5 · 0,62) · lg (2 · 22,52 /0,060 · 0,7) = 5,51 · lg 24107,14 = 24,15 Ом·м, где коэффициент спроса по таблице 3 ηГ = 0,62, примем сопротивление горизонтального заземлителя RГ = 24,15 Ом·м.
4. Определим общее сопротивление вертикального заземлителя с учетом сопротивления растеканию тока горизонтальных заземлителей:
Rоб = (24,15 · 28,29) / (28,29 · 0,62) + (24,15 · 0,59 ·10) = 4,269 Ом·м, где Rоб = 4,27 Ом·м, что не соответствует норме сопротивление не более Rн = 4 Ом., учитывая погрешность расчёта можно оставить полученное значение, т.к. данный расчет следует применять как оценочный, для ООО и ИП обязательное проведения электроизмерений после окончания монтажа заземляющего устройства электролабораторией. Для нового устройства заземления рекомендуется развести пачку соли на ведро воды и пролить вертикальные электроды (один раствор на один электрод) до замера сопротивления, старый «дедовский» способ, улучшить растекание тока заземлителя и уменьшить сопротивление почти в два раза.
Для экономии места под заземлитель в данном случае воспользуемся расчётом использования параллельно уложенных полосовых заземлителей в ряд с исходными данными выше, где R0 = 28,29 Ом·м.:
Примем предварительное количество стержней вертикального одного заземления в ряд без учета сопротивления горизонтального заземления:
n = 10 /2 = 5 шт., где коэффициент спроса ηВ = 0,7, длину горизонтального заземлителя найдем исходя из количества заземлителей расположенных в один ряд, где а = 1 · L = 1 · 2,5 = 2,5 м; LГ = а · (n — 1) — в ряд, LГ = 2,5· (5 — 1) = 10 м.
Находим сопротивление растекания тока для одного горизонтального заземлителя, где коэффициент спроса ηГ = 0,74:
RГ = 0,366 · (60 · 3,5 / 10 · 0,74) · lg (2 · 102 /0,060 · 0,7) = 5,51 · lg 476,19 = 27,81 Ом·м.
Определим общее сопротивление вертикального заземлителя с учетом сопротивления растеканию тока одного из горизонтальных заземлителей:
Rоб = (27,81 · 28,29) / (28,29 · 0,74) + (27,81 · 0,7 ·5) = 6,65 Ом·м, где Rоб = 6,65 Ом·м., далее опредилим сопротивление одного горизонтального заземлителя проложенного параллельно в 2 ряда, по таблице 9 ниже выбираем коэффициент влияния между полосами длиной 15 м. и расстоянием между ними 5 м.:
таблица 9 1) данные приближенные
тогда, заземление Rоб с двумя горизонтальными полосами проложенных параллельно: Rоб = 6,65 / (2 · 0,83) = 4 Ом·м, что соответствует норме сопротивление не более Rн = 4 Ом., где η — 0,83 коэффициент влияния.
4. Пример расчёта заземления с расположением заземлителей по контуру с нормированным сопротивлением ПУЭ до ρн — 4 Ом·м. в неоднородном грунте:
В этом примере выбран грунт для расчёта двухслойный.
Верхний грунт — песок с удельным сопротивлением ρ1 — 500 Ом·м., толщина верхнего слоя грунта Н – 1 м., нижний слой грунта — глина с удельным сопротивлением ρ2 — 60 Ом·м., II климатическая зона с ψ — 1,5 для вертикального электрода и ψ — 3,5 для горизонтальной полосы, вертикальные электроды: уголок b -50 мм. (d = 0.95 · b ≈ 0,05 м), с толщиной стенки h — 4 мм., длина электрода L — 2,5 м., горизонтальная полоса: сталь шириной b — 40 мм.(0,04 м), толщенной h — 4 мм., глубина траншеи равна t = 0,7 м., расстояния между заземляющими стержнями (предварительно) примем из соотношения a = 1хL.
- Находим эквивалентное удельное сопротивление в неоднородном грунте (двухслойный) вертикального заземлителя:
ρэкв = (1,5 · 500 · 60 · 2,5) / (500 · (2,5 — 1 + 0,7) + 60 · (1 — 0,7)) = 100,63 Ом·м.
2. Расчёт одиночного вертикального заземлителя с найденным в двухслойном грунте удельным сопротивлением ρэкв = 100,63 Ом.:
RО = 100.63 / (2π · 2,5) · (ln (2 · 2,5 / 0,05) + 0,5 · ln (4 · 1,95 + 2,5) / (4 · 1,95 — 2,5)) = 6,41 · (ln 100 + 0,5 · ln 1,943) = 31,648 Ом·м., где T = 0,5 · L + t = 0,5 · 2,5 + 0,7 = 1,95 м. Примем RО = RВ = 31,65 Ом·м.,
3. Находим предварительное количество стержней вертикального заземления по контуру без учета сопротивления горизонтального заземления:
n = 31,65 /4 = 7,9 шт., находим по таблице 3 ближайшее значение, где n ≈ 8 шт., далее по таблице 3.2 выберем число электродов n = 10 шт., к их длине a = 1хL коэффициент спроса ηВ = 0,56, уточняем число электродов:
n = 31,65/(4 · 0,56) = 14,13 шт; примем ближайшее значение в сторону увеличения по таблице 3, где кол. вертикальных электродов n = 20 шт., коэффициент спроса ηВ = 0,47.
4. Находим эквивалентное удельное сопротивление горизонтального заземлителя:
Длину горизонтального заземлителя найдем исходя из количества заземлителей расположенных по контуру, где а = 1 · L = 1 · 2,5 = 2,5 м; где LГ = а · n, LГ = 2,5 · 20 = 50 м; находим сопротивление растекания тока для горизонтального заземлителя, где коэффициент для II климатической зоны для горизонтального (полосового) заземлителя возьмём Ψ — 3,5:
RГ = 0,366 · (500 · 3,5 / 50 · 0,27) · lg (2 · 502 /0,040 · 0,7) = 47,44 · lg 178571,42 = 249,45 Ом·м, где коэффициент спроса по таблице 3 ηГ = 0,27, примем сопротивление горизонтального заземлителя RГ = 249,45 Ом·м.
5. Находим общее сопротивление вертикального заземлителя с учетом сопротивления растеканию тока горизонтальных заземлителей:
Rоб = (249,45 · 31,65) / (31,65 · 0,27) + (249,45 · 0,47 ·20) = 3,354 Ом·м, где Rоб = 3,35 Ом·м, что соответствует норме сопротивление не более Rн = 4 Ом.,
Посмотреть ⇒ Рисунки к примерам расчёта заземления
Примечание: данный раздел пока находится в разработке, могут быть опечатки.
Вернутся:
на страницу ⇒ Системы заземляющих устройств
на страницу ⇒ Глубине промерзания грунта заземляющих устройств
на страницу ⇒ Расчёт заземляющих устройств
на страницу ⇒ Примеры расчёта заземления
