2.13 Расчет заземления

Согласно ПУЭ, сопротивление заземляющего устройства, используемого для заземления электроустановок напряжением до 1000В с изолированной нейтралью, должно быть не более 4 Ом.

Заземление оборудования выполнено контурным способом по периметру с расстоянием между вертикальными электродами 4мм. В качестве вертикальных заземлителей принимаем стальные стержни диаметром 20мм и длиной 3 м. Верхние концы электродов располагают на глубине 0,7м от поверхности земли. В качестве горизонтальных электродов используют стальные шины сечение 40x50мм.

Так как о наличии естественных заземлителей сведений нет, то предполагаем, что заземление осуществляется с помощью только искусственных заземлителей, поэтому принимаем R =4 Ом.

Расчетное удельное сопротивление грунта для вертикальных заземлителей определяется по формуле:

r_рв=r_уд*К_пв, (26)

где r_рв - удельное сопротивление грунта для вертикальных заземлителей, Ом*м

r_уд - удельное сопротивление грунта, для суглинка принимается равным 100, Ом*м ;

К_пв - повышающий коэффициент, принимаемый для нашей

климатической зоны равным 1,4.

r_рв =100 1.4 =140 Ом*м.

Сопротивление растекания одного вертикального электрода стержневого типа определяется по формуле:

R_1в =(r_рв/(2*p*l))*(ln(2l/d)+0.5*ln((4t+l)/(4t-l)), (27)

где: R_1в - Сопротивление растекания одного вертикального электрода стержневого типа, Ом

l –длина стержня, м ;(l=3 м)

d –диаметр стержня, м; (d=0.02 м)

t – расстояние от поверхности земли до середины вертикального электрода, м (t=2.2 м).

R_1в =140/(2*3,14*3)*(ln(2.3/0.02)+0.5*ln(11.8/5.8))=48.7 Ом

Расчетное удельное сопротивление грунта для горизонтальной полосы определяется по формуле:

r_рг=r_уд*К_пг, (28)

где: r_рг - удельное сопротивление грунта для горизонтальной полосы, Ом*м.

К_пг - повышающий коэффициент, принимаемый для нашей климатической зоны равным 2.

r_рг=100* 2=200 Ом*м.

Сопротивление растекания одного горизонтального электрода определяется по формуле:

R_1г = r_рг /(К_п*2p*l)*ln(2*l*l/b*t), (29)

где: R_1г - сопротивление растекания одного горизонтального

электрода, Ом

l – длина горизонтального электрода, м;

t – расстояние от поверхности земли до середины горизонтального электрода, м;

b – ширина электрода, м.

R_1г = 200/(0,24*2*3,14*120)*ln(2*120*120/0,05*0,7)=15,1Ом

Длина электрода для соединения вертикальных заземлителей равна длине периметра контура заземления.

При контуре заземления размером 20*40 м длина горизонтального заземлителя равна 120 м.

Необходимо уточнить сопротивление вертикальных электродов по формуле:

R_в =(R_1г*R_н)/( R_1г-R_н), (30)

R_в =(15,1*4)/(15,1-4)=5,44 Ом

Определяем количество необходимых вертикальных электродов с учетом коэффициента их использования К_нв =0,5 по формуле:

N = R_1в/(К_нв*R_в), (31)

N = 48,7/(0,5*5,44) = 17,9

Окончательно принимаем количество вертикальных электродов N=18.