Уточнение параметров заземлителя

На основании предварительной схемы заземлителя и имею­щихся данных о расчетных удельных сопротивлениях грунта вычисляют расчетное сопротивление этого заземлителя R и ре­зультат сравнивают с ранее определенным расчетным значе­нием требуемого сопротивления искусственного заземлите­ля R _И.

Если значения R и R _Исовпадают, или от­личаются незначительно, значит, все основные параметры принятого нами заземлителя – форма, размеры, размещение электродов в земле и один относительно другого – выбраны правильно и, следовательно, напряжения прикосновения и шага находятся в допустимых пределах.

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

Таким образом, вычисление R является поверочным и про­изводится путем постепенного приближения.

После вычисления окончательного значения сопротивления искусственного заземлителя R определяют сопротивление зазем­лителя в целом, т. е. с учетом сопротивления естественного заземлителя R_е:

 

R_З =R R_е/ (R+ R_е).

Затем для электроустановок с заземленной ней­тралью (в которых сопротивление заземляющего устройства R_ЗУ практически равно сопротивлению заземлителя R_З) вычис­ляют потенциал заземляющего устройства в аварийный период φ_ЗУ по выражению

 

φ_ЗУ = I_З R_ЗУ = I_З R_З.,

где I_З – ток замыкания на землю, А.

Как указывалось, этот потенциал не должен превышать 10 кВ.

При расчете заземлителя в однородной земле способом коэф­фициентовиспользования значение R определяют в следующем порядке:

1) по предварительной схеме заземлителя, нанесенной на план установки, определяют длину горизонтальных и количе­ство п вертикальных электродов;

2) по соответствующим формулам (табл. 3.1, стр.90 [2]) вычисляют расчетные сопротивления горизонтальных электродов (суммар­ное сопротивление) R _Г и одного вертикального R _В;

3) по данным табл. 3.2 и 3.3 стр.106, 107 [2] находят коэффициенты исполь­зования для вертикальных и горизонтальных электродов η;_В и η;_Г;

4) вычисляют расчетное сопротивление заземлителя R по уравнению, в которое подставляют полученные расчетные значения п, R _Г, R _В, η_В и η;_Г:

. (12)

Сопротивление заземлителей в виде горизонтальной сетки с вертикальными электродами можно вычислить по выражению

. (13)

Если заземлитель представляет собой горизонтальную сет­ку без вертикальных электродов, то его сопротивление опреде­ляют с помощью формулы

, (14)

а при некоторых его конфигурациях – по формуле

. (15)

При расчете сложного заземлителя в двухслойной земле спо­собом наведенных потенциалов значение R вычисляют в следую­щем порядке:

1) по предварительной схеме заземлителя (рис. 3, а),

Рис. 3. Схемы для расчета сложного заземлителя в двухслойной земле:

а) предварительная схема заземлителя; б) расчетная модель

 

- опре­деляют площадь территории, занимаемой заземлителем (пло­щадь заземлителя), S, м²;

- суммарную длину горизонтальных электродов L_Г, м;

- количество п вертикальных электродов

- и их суммарную длину

-

L_В = п l_В , м; (16)

2) составляют условную, так называемую расчетную модель заземлителя (рис. 3,6), представляющую собой горизонталь­ную квадратную сетку из взаимно пересекающихся полос с вертикальными электродами. Расчетная модель имеет одина­ковые с принятой схемой заземлителя площадь S; суммарную длину горизонтальных, количество и длины вертикальных элек­тродов L_Г, п, l_В, L_В ; глубину заложения в землю t_В , м. Она по­гружена в однородную землю с расчетным эквивалентным удельным сопротивлением ρ _Э, при котором искомое R имеет то же значение, что и в принятой схеме заземлителя в двухслойной земле;

3) вычисляют:

- длину одной стороны модели, равную , м:

- количество ячеек т по одной стороне модели ,

если т окажется дробным числом, его округляют до целых чи­сел, после чего уточняют значение L_Г, м:

 

(17)

- длину стороны ячейки в модели b, м,

; (18)

- количество вертикальных электродов п, задавшись рас­стоянием а,

м, между ними; если п известно, расстояние а, предварительно намечают размещение этих электродов в схеме модели. Обычно их располагают по периметру зазем­лителя, и в этом случае п или а вычисляют по формуле

 

; (19)

- суммарную длину L _В вертикальных электродов по (14);

- относительную глубину погружения в землю верти­кальных

электродов t_отн, по формуле

 

; (20)

- относительную длину верхней части вертикально­го заземлителя,

l_отн, м, т. е. части, находящейся в верхнем слое земли, по формуле

 

; (21)

- расчетное эквивалентное удельное сопротивление земли ρ;_Э для

сложного заземлителя (горизонтальная сетка с вертикальными электродами) по формуле

, Ом ·;м, (22)

где при ,

при , (23)

h ₁– толщина верхнего слоя земли, м; l _В –длина вертикального электрода, м; a – расстояние между вертикальными электродами, м; l_отн – относительная длина верхней части вертикального электрода, т.е. части, находящейся в верхнем слое земли, м

 

l_отн = (h₁ – t_В) / l_В , (24)

где t _В – глубина погружения в землю верхнего конца вертикального электрода, м;

- вычисляют искомое расчетное сопротивление R, Ом, по (13)

где А = 0,444 – 0,84 t_отн при 0 ≤ t_отн ≤ 0,1,

А = 0,385 – 0,25 t_отн при 0,1 ≤ t_отн ≤ 0,5

или, если заземлитель не имеет вертикальных электро­дов, – по (14) либо (15).