Расчет искусственного контура заземляющего устройства

В качестве искусственных заземлителей используются заземлители различного трубчатого типа, рекомендуемые размеры которых представлены на рисунке А.1

Рисунок А.1 - Расположение трубчатого заземлителя в грунте

Сопротивление растеканию тока одиночного трубчатого заземлителя определяется по формуле

(А.1)

где R_тр - сопротивление растекания тока одиночного трубчатого заземлителя, Ом;

r - удельное сопротивление грунта, Ом×м (таблица А.1);

- длина вертикального электрода, м;

d - диаметр трубы, м;

h - расстояние от поверхности земли до середины заземлителя, забитого на некоторую глубину (h₀) от поверхности, м;

h₀ - расстояние от поверхности земли до заземлителя, м;

h_сез - коэффициент сезонности для трубчатого заземлителя

(таблица А.3).

При расчете заземлителей для заземляющего устройства следует учитывать возможное увеличение сопротивления заземлителей растеканию тока из-за явления экранирования, т.е. взаимного влияния заземлителей на величину результирующего сопротивления заземлителей, которое учитывается коэффициентом экранирования h_э.тр. 1.

Коэффициент экранирования зависит от отношения расстояния между заземлителями к их длине а/l и числа заземлителей n (таблица А.4).

Для уменьшения явления экранирования рекомендуют трубы располагать по контуру на расстоянии друг от друга не менее 2,0-3,0 м.

Необходимое число заземлителей определяет по формуле

(А.2)

где - сопротивление растеканию тока одиночного трубчатого заземлителя, Ом;

- допустимое сопротивление осуществляемого заземления, Ом (таблица А.2);

_. - коэффициент экранирования для трубчатых заземлителей.

Так как формула (А.2) содержит два неизвестных n и h _э.тр., то необходимо поступить следующим образом: принимаем h_э.тр.=1. Это будет возможно, если мы предположим, что трубчатые заземлители будут находиться на расстоянии 4 м друг от друга, т.к. экранирования в этом случае не будет; формула (А.2) примет следующий вид

(А.3)

Задаемся отношением расстояния между заземлителями к длине а/l и по таблице А.4 находим для n₁ значение коэффициента экранирования h_{2 э.тр.}, которое будет отлично от единицы и меньше ее. Подставив найденное значение h_{2 э.тр.} в формулу (А.2), находим следующее значение

(А.4)

Для n₂ по таблице А.4 находим новое значение коэффициента экранирования h_{3 э.тр}, которое будет меньше предыдущего. Подставив h_{3 э.тр} в формулу (А.4), получим

(А.5)

Определение необходимого количества n производим до тех пор, пока разница между n_m и n_m-1 будет равна 1-3 шт.

Все трубчатые заземлители соединяются между собой металлической полосой-сваркой. При прохождении тока по полосе он также растекается с полосы.

Поэтому следует при расчете определить сопротивление растекания тока соединительной полосы, которое определяем по формуле

(А.6)

где - сопротивление растеканию тока соединительной полосы, Ом;

r - удельное сопротивление грунта, Ом×м;

_. - коэффициент сезонности для полосового заземлителя;

h₀ - расстояние от поверхности земли до заземлителя, м;

в - ширина полосы, м;

- длина полосы, соединяющей трубчатые заземлители.

Ширина полосы в выбирается из условия, что площадь сечения соединительной полосы S³48 мм² в установках до 1000 В и S ³ 100 мм² - установках свыше 1000 В. Толщина полосы - d=4 мм. Длина полосы, соединяющей трубчатые заземлители, определяется по формуле

(А.7)

где 1,05 - коэффициент, который позволяет учесть длину полосы при сварке, т.к. полоса приваривается «внахлестку» к трубе;

а - расстояние между трубами, м;

n - количество труб, расположенных по контуру.

Результирующее сопротивление заземляющего устройства определяется по формуле

(А.8)

где - результирующее сопротивление всего заземляющего устройства, Ом;

- сопротивление растеканию тока соединительной полосы, Ом;

- сопротивление растеканию тока трубчатых заземлителей, Ом;

- коэффициент экранирования полосы;

_. - коэффициент экранирования трубчатых заземлителей;

- допустимое сопротивление осуществляемого заземления, Ом;

n - необходимое количество заземлителей в контуре.

Расчет защитного заземления

При использовании железобетонного фундамента здания в качестве естественного заземляющего устройства сводится к определению соответствия его сопротивления допустимому.

Сопротивление фундамента при этом определяется по формуле

(А.9)

где - удельное сопротивление почвы, Ом·м.

(А.10)

где , - удельное электрическое сопротивление – верхнего и нижнего слоя почвы, Ом·м (из таблицы А.1);

h₁ – толщина верхнего слоя почвы, м (под верхнем слоем понимается слой , которого более чем в 2 раза отличается от );

α и β – безразмерные коэффициенты, зависящие от соотношения удельных электрических сопротивлений и - слоев почвы, при > - коэффициент α = 3,6; β = 0,1; если < - α = 1,1·10²; β = 0,3·10^-2;

S – площадь фундамента, м².

Полученное расчетом R не должно быть больше допустимых значений сопротивления заземляющего устройства. R_доп 4 Ом

Таблица А.1 - Величина удельного сопротивления в зависимости от рода почвы

Таблица А.2 - Допустимое сопротивление

Таблица А.3 - Величина коэффициента h_сез в зависимости от времени года

Таблица А.4 - Коэффициенты экранирования заземлителей из труб _. и коэффициенты экранирования соединительной полосы в контуре

Отношение расстояния между заземлителями к их длине а/lв	Число труб	Коэффициент использования трубчатых заземлителей,	Коэффициент использования полосового заземлителя,
		0,66-0,72 0,58-0,65 0,52-0,64 0,50-0,54 0,42-0,46 0,44-0,50 0,38-0,44 0,36-0,42 0,31-0,33 0,30-0,31 0,28-0,29 0,25-0,26	0,45 0,40 0,34 0,32 0,30 0,27 0,23 0,21 0,19 0,19 0,19 0,19
		0,76-0,80 0,71-0,75 0,66-0,71 0,64-0,70 0,62-0,68 0,61-0,66 0,55-0,61 0,52-0,58 0,51-0,52 0,5-0,46 0,46-0,44 0,42-0,41	0,55 0,48 0,40 0,38 0,36 0,32 0,29 0,27 0,259 0,257 0,256 0,256
		0,84-0,86 0,78-0,80 0,74-0,78 0,73-0,76 0,70-1,74 0,68-0,73 0,64-0,69 0,63-0,68 0,63-0,62 0,60-0,61 0,58-0,59 0,56-0,55	0,70 0,64 0,56 0,52 0,50 0,45 0,39 0,37 0,33 0,326 0,324 0,321

Приложение Б

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: