Удельное сопротивление грунта для заземляющего устройства

Методика расчета заземляющих устройств.

Для расчета заземляющего устройства необходимы следующие данные:

- сопротивление заземляющего устройства (R₃), требуемого по правилам устройства электроустановок (ПУЭ);

- удельное сопротивление грунта (r);

- длина, диаметр и глубина расположения в грунте искусственных заземлителей;

- повышающий коэффициент (k_П).

В соответствии с ПУЭ R₃ должно быть не более 4 Ом. Для источников электроэнергии мощностью до 100 кВА R₃ ≤ 10 Ом, а при токах замыкания на землю более 500 А R₃ ≤ 0.5 Ом.

Удельное сопротивление грунта (r) зависит от характера грунта и его влажности. Данные об удельном сопротивлении для некоторых видов грунта и их влажности приведены в табл. 1.

На практике опытным путем замеряют заземление одиночного заземлителя, а по нему рассчитывают удельное сопротивление грунта.

Таблица 4.2.

Вид грунта	Удельное сопротивление грунта при влажности 10-20% (r), Ом · м
Песок
Каменистый грунт
Суглинок
Садовая земля
Глина
Чернозем
Торф

Для постоянных заземляющих устройств в качестве искусственных заземлителей используют стальные (газопроводные) трубы диаметром 40-60 мм или стержни из угловой стали, забиваемые вертикально в грунт.

Наиболее часто при устройстве искусственного заземления применяют вертикальные заземлители, которые забивают на расстоянии (h) = 0,5–0,8 м от поверхности земли (рис. 1). При таком расположении заземлителей удается в течение всего года иметь более устойчивое значение сопротивления заземляющего устройства, чем, например, при расположении заземлителей в горизонтальном положении. Диаметр трубы и глубину ее забивки выбирают в зависимости от характера грунта, руководствуясь экономическими соображениями.

h

t

× × × × × × × ×

Рис. 1. Вертикальный заземлитель

Опытным путем установлено, что влияние диаметра заземлителя на сопротивление растеканию тока меньше, чем влияние, оказываемое глубиной забивки.

Повышающий коэффициент (k_п) учитывает глубину забивки одиночных заземлителей и влажность грунта, в среднем он может быть принят как k_п = 1,5.

По удельному сопротивлению грунта (r) и повышающему коэффиценту (k_п) находят расчетное удельное сопротивление грунта:

r_расч = k_пr, Ом · м.

Сопротивление растеканию одиночного заземлителя можно вычислить по формуле:

где, r_расч – расчетное удельное сопротивление грунта, Ом · м;

, d – длина и диаметр трубы одиночного заземлителя, м;

t = 1/2 + h, м (см. рис. 1);

h – глубина заложения трубы.

Приближенное число заземлителей n = R₁/R₃, где R₃– нормируемое значение заземляющего устройства.

При определении фактического сопротивления растеканию тока для соединительной полосы между одиночными заземлителями необходимо учитывать коэффициент использования полосы η_п, так как между соединительной полосой и трубами происходит взаимное экранирование.

Одиночные заземлители в групповом заземлителе могут быть расположены в ряд (рис. 2а) или по контуру (рис. 2б).

Коэффициенты использования (η_тр) вертикальных стержневых заземлителей, расположенных в ряд или по контуру, можно определить из табл. 4.3.

В таблице 4.4. приведены значения коэффициентов использования η_п полос связи горизонтального полосового заземлителя, соединяющего вертикальные стержневые заземлители.

2а) 2б)

Рис. 2. Групповое расположение заземлителей

Таблица 4.3.

Дата добавления: 2015-06-28