Послідовність розрахунку за методом коефіцієнтів використання електродів

1) Визначають розрахунковий питомий опір ґрунту ρ_рз

ρ_рз = ф*ρ_з; (5)

де ф - коефіцієнт сезонності, який враховує можливі коливання питомого опору ґрунту при зміні вологості ґрунту протягом року. Значення ф визначається за таблицею 4; ρ₃ = ρ_сер (за даними табл. 2), Ом*м.

Таблиця 4

Характеристики кліматичних районів, наближені значення поправочних коефіцієнтів ф до величини ρ₃

Характеристика районів і види заземлювачів, які застосовуються	Райони
Середня багаторічна нижча температура, °С	-20…-15	-14…-10	-10…0	0…+5
Середня багаторічна вища температура, °С	15…18	18…22	22…24	24…26
Тривалість замерзання вод, днів	190…170	150	100	0
Види заземлювачів і поправочні коефіцієнти ф до величини р3
Стержневі заземлювачі (кутникова сталь, труби) довжиною 2-3 м при глибині закладання від вершини 0,5-0,8 м	1,65	1,45	1,3	1,1
Заземлювачі великої довжини (полоса, кругла сталь), довжиною 10 м при глибині закладання 0,8 м	5,5	3,5	2,5	1,5

2) Визначають опір розтікання струму в грунті одного вертикального електроду, заглибленого h (рис. 2) від поверхні землі за формулою

* ln (2l/d) + (1/2)ln((4t+l)/(4t-l)); (6)

де R_в - опір розтікання струму в грунті вертикального електроду, Ом; ρ_рз - розрахунковий питомий опір грунту, Ом*м; l - довжина вертикального електроду, м; d - діаметр вертикального електроду (для кутникової сталі d = 0,95b), м; b - ширина полки кутника, м; t - відстань від поверхні ґрунту до середини вертикального електроду, м; h - глибина розташування вертикального електроду в ґрунті, м; t - відстань від поверхні ґрунту до середини вертикального електроду, м.

Рисунок 2 - Схема розташування вертикального електроду в ґрунті

3) Визначають орієнтовну кількість вертикальних електродів n*

n* = R_в / R_з.норм. (7)

4) Визначають з табл. 5 або табл. 6 коефіцієнт використання вертикальних електродів η_в, який враховує ефект екранування при вибраному значенні

К = а/l, де а - відстань між вертикальними електродами, м; l - довжина вертикального електроду, м (К може бути вибране рівним 1, 2 або 3).

5) Визначають кількість вертикальних електродів n з урахуванням η_в за формулою

n = R_в / (R_з.норм * η_в). (8)

6) Знаходять довжину горизонтальної шини L, яка з'єднує вертикальні електроди, за формулами

L = а (n - 1) - розташованих лінійно, м;

L = аn - розташованих по контуру, м. (9)

7) Визначають опір горизонтальної шини R_г, прокла­деної на глибині h від поверхні грунту, за формулою

* ln (2L² / (b * h)); (10)

де R_г - опір розтікання струму в землі горизонтальної шини, Ом; L - довжина горизонтальної шини, м; b - ширина полосової сталі, з якої виготовлено горизонтальну шину; h - глибина розташування горизонтальної шини в грунті, м.

8) Обчислюють загальний опір заземлюючого пристрою за формулою

R_з = R_в * R_г / (n * R_г * η_в + R_в * η_г); (11)

де R_з - загальний опір заземлюючого пристрою, Ом; η_г - коефіцієнт використання горизонтальної шини, визначають з табл. 7 або табл. 8.

Таблиця 5

Коефіцієнт використання вертикальних електродів η_в з кутової сталі або труб, розміщених лінійно (без урахування впливу горизонтальної шини)

Кількість електродів	Відношення відстані між електродами до довжини електрода К
	1	2	3
2	0,84 … 0,87	0,90 … 0,92	0,93 … 0,95
3	0,76 … 0,80	0,85 … 0,88	0,90 … 0,92
5	0,67 … 0,72	0,79 … 0,83	0,85 … 0,88
10	0,56 … 0,62	0,72 … 0,77	0,79 … 0,83
15	0,51 … 0,56	0,66 … 0,73	0,76 … 0,80
20	0,47 … 0,50	0,65 … 0,70	0,74 … 0,79

Таблиця 6

Коефіцієнт використання вертикальних електродів η_в з кутової сталі або труб, розміщених по контуру (без урахування впливу горизонтальної шини)

Кількість електродів	Відношення відстані між електродами до довжини електрода К
	1	2	3
2	0,80 … 0,83	0,86 … 0,89	0,89 … 0,92
3	0,72 … 0,77	0,81 … 0,84	0,86 … 0,89
5	0,63 … 0,68	0,79 … 0,83	0,85 … 0,88
10	0,50 … 0,62	0,67 … 0,72	0,72 … 0,83
15	0,47 … 0,52	0,63 … 0,70	0,73 … 0,77
20	0,45 … 0,48	0,60 … 0,67	0,70 … 0,73

Таблиця 7

Коефіцієнт використання горизонтальної шини η_г, яка з'єднує вертикальні електроди при їх розташуванні лінійно

Відношення відстані між електродами до довжини електрода К	Число електродів у ряді
	4	10	20	30
1	0,77	0,62	0,42	0,31
2	0,80	0,75	0,56	0,46
3	0,92	0,82	0,68	0,58

Таблиця 8

Коефіцієнти використання горизонтальної шини η_г, яка з'єднує вертикальні електроди при їх розташуванні по контуру

Відношення відстані між електродами до довжини електрода К	Число електродів у контурі
	4	10	20	30	50	70
1	0,45	0,34	0,27	0,24	0,21	0,20
2	0,55	0,40	0,32	0,30	0,28	0,26
3	0,70	0,56	0,45	0,41	0,37	0,35

9) Порівнюють отримане значення опору штучного заземлення з допустимим значенням опору захисного заземлення за ПУЕ

R_з ≤ R_з.норм. (12)