Российской Федерации «мати» (стр. 12 из 13)

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

По удельному сопротивлению грунта (r) и повышающему коэффициенту (k_п) находят расчетное удельное сопротивление грунта: r_расч=k_пr, Ом∙см.

Сопротивление растеканию одиночного заземлителя можно вычислить по формуле:

R₁=0,366r_расч∙(lg(2∙1/d)+l/2∙lg((4t+l)/(4t-l))/l,

где r_расч – расчетное удельное сопротивление грунта, Ом∙см; l и d – длина и диаметр трубы одиночного заземлителя, см; t=l/2+h, см (см. рис. 11); h – глубина заложения трубы.

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

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

Одиночные заземлители в групповом заземлителе могут быть расположены в ряд (рис. 12а) или по контуру (рис. 12б).

а) б)

Рис 12. Групповое расположение заземлителей.

Коэффициенты использования (η_тр) вертикальных стержневых заземлителей, расположенных в ряд или по контуру, можно определить из табл. 3.

В табл. 4 приведены значения коэффициентов использования η_п полос связи горизонтального полосового заземлителя, соединяющего вертикальные стержневые заземлители.

Таблица 3.

Коэффициенты использования стержневых заземлителей

Число заземлителей, шт.	Отношение расстояний между заземлителями к их длине (a/l)
	Размещение заземлителей
	в ряд			по контуру
1	2	3	1	2	3
2	0,85	0,91	0,94	-	-	-
4	0,73	0,83	0,89	0,69	0,78	0,85
8	0,65	0,77	0,85	0,61	0,73	0,80
10	0,59	0,74	0,81	0,55	0,68	0,76
20	0,48	0,67	0,76	0,42	0,63	0,71
40	-	-	-	0,41	0,58	0,66
80	-	-	-	0,35	0,55	0,64
100	-	-	-	0,30	0,52	0,62

Таблица 4.

Коэффициенты использования полосовых заземлителей

Число заземлителей, шт.	Отношение расстояний между заземлителями к их длине (a/l)
	Размещение заземлителей
	в ряд			по контуру
1	2	3	1	2	3
2	0,85	0,94	0,96	-	-	-
4	0,77	0,89	0,92	0,45	0,55	0,70
8	0,72	0,84	0,88	0,40	0,48	0,64
10	0,62	0,75	0,82	0,34	0,40	0,56
20	0,42	0,56	0,68	0,27	0,32	0,45
40	-	-	-	0,22	0,29	0,39
80	-	-	-	0,20	0,27	0,36
100	-	-	-	0,19	0,23	0,33

Для нахождения коэффициентов использования труб предварительно определяют расположение труб в групповом заземлителе (в ряд или по контуру), а затем учитывают расстояние между трубами. При небольшом количестве труб (менее пяти) они располагаются в ряд, при большом – по контуру. Расстояние между трубами выбирают из соотношения 1≤а≤3.

По приближенному числу заземлителей (n) по табл. 3 определяют коэффициент использования труб. После этого находят число труб n=n/η_тр с учетом найденного коэффициента использования. Затем уточняют коэффициент использования труб с учетом найденного количества труб (n) и определяют сопротивление растеканию тока труб группового заземлителя: R_тр=R₁/nη_тр, где а – расстояние между заземлителями.

Сопротивление растеканию тока одиночной полосы связи (рис. 13) R_оп (в омах) определяют по формуле:

R_оп=0,366r_расч·lg(2l_п²/bh)/l_п,

где l_п – длина полосы связи, см; l_п=1,05·a·n;

h – расстояние от поверхности земли до полосы связи, см;

b – ширина полосы связи, см.

Сечение полосы связи должно быть не менее 100-120 мм², из этих соображений выбирают ее толщину и ширину.

С помощью табл. 4 определяют коэффициент использования полосы связи η_п и вычисляют сопротивление растеканию тока полосы связи R_п с учетом найденного коэффициента использования R_п=R_оп/η_п, Ом.

Общее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства R_з=1/(1/R_тр+R_п) должно быть не более установленной нормы, в противном случае увеличивается число заземлителей и расчет повторяется.

рис. 13. Полоса заземлителей

Расчет защитного заземляющего устройства.

Исходные данные: заземлители размещены по контуру в три ряда; сопротивление заземляющего устройства R_з=J 4 Ом; размеры одиночного заземлителя (трубы) l=2,5 м; d_нар=50 см; расстояние между трубами a=2,5 м; глубина заложения труб h=0,8; размер соединительной полосы связи 24x4 мм; грунт – чернозем; повышающий коэффициент k_п=1,5.

Расчет:

1. Определение расчетного сопротивления грунта: для чернозема

2. r_расч=2∙10⁴ Ом∙см,

r_расч=2∙10⁴=r∙k_п=1,5∙2∙10⁴ Ом∙см.

2. Определение сопротивления растеканию тока одиночного трубчатого вертикального заземлителя:

R₁=0,366r_расч∙(lg(2∙1/d)+l/2∙lg((4t+l)/(4t-l))/l= =0,366∙3∙10⁴∙(lg(2∙250/5)+l/2∙lg((4∙205+250)/(4∙205-250))/250=93,846 Ом.

3. Ориентировочное число заземлителей (труб) без учета коэффициента использования:

n=R_l/R_з=93,846/4=23,46≈24.

4. По табл. 3 определяют коэффициент использования для трубы η_тр=0,42.

5. Число труб в грунтовом заземлителе с учетом коэффициента использования:

n=n/η_тр=24/0,42=57,12≈58.

6. Уточняют коэффициент использования η_тр (см. табл.3) для 58 труб: η_тр=0,35.

7. Сопротивление растеканию всех труб:

R_тр=Rl/nη_тр=93,846/(58*0,35) =4,62 Ом.

8. Длина полосы связи, объединяющей трубы в один групповой заземлитель, l_п=1,05an=1,05*250*58=15225 см, где a=l=250 см.

9. Определение сопротивления растеканию тока одиночной полосы связи:

R_о.п=0,366r_расч·lg(2l_п²/bh)/l_п=4,588 Ом.

10. По табл. 4 находят коэффициент использования полосы связи (заземлители расположены по контуру, a/l=1 и n≈60): η_п=0,2.

11. Сопротивление растеканию тока полосы связи, объединяющей все трубы, с учетом коэффициента использования полосы связи:

R_п=R_о.п/η_п=4,588/0,22=22,94 Ом.

12. Общее сопротивление заземляющего устройства:

R_з=1/(1/R_тр+1/R_п)=3,84 Ом, что удовлетворяет поставленному условию: