Послідовність розрахунку за методом коефіцієнтів використання електродів.
1) Визначають розрахунковий питомий опір ґрунту ρрз
ρрз = ф*ρз; (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 = ρсер (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 Rв - опір розтікання струму в грунті вертикального електроду, Ом;
ρрз - 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* = Rв / Rз.норм. (7)
4) Визначають з табл. 5 або табл. 6 коефіцієнт використання вертикальних електродів ηв, який враховує ефект екранування при вибраному значенні К=f/l, де f - 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 ηв за формулою
n = Rв / (Rз.норм * ηв). (8)
6) Знаходять довжину горизонтальної шини L, яка з'єднує вертикальні електроди, за формулами
L = f (n - 1) - розташованих лінійно, м;
L = f * n - розташованих по контуру, м. (9)
7) Визначають опір горизонтальної шини Rг, прокладеної на глибині h від поверхні грунту, за формулою
*
ln
(2L2
/ (b
* h));
(10)
де Rг - 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
Rз = Rв * Rг / (n * Rг * ηв + Rв * ηг); (11)
де Rз - загальний опір заземлюючого пристрою, Ом;
ηг - коефіцієнт використання горизонтальної шини, визначають з табл. 7 або табл. 8.
Таблиця 5
Коефіцієнт використання вертикальних електродів ηв 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 ηв 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 0,92 |
0,89 … 0,92 0,95 |
3 |
0,72 … 0,77 |
0,81 … 0,84 0,88 |
0,86 … 0,89 0,92 |
5 |
0,63 … 0,68 |
0,79 … 0,83 0,83 |
0,85 … 0,88 0,88 |
10 |
0,50 … 0,62 |
0,67 … 0,72 0,77 |
0,72 … 0,83 0,83 |
15 |
0,47 … 0,52 |
0,63 … 0,70 0,73 |
0,73 … 0,77 -0,8 |
20 |
0,45 … 0,48 |
0,60 … 0,67 -0,7 |
0,70 … 0,73 0,79 |
Таблиця 7
Коефіцієнт використання горизонтальної шини ηг, 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 ηг, 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
Rз ≤ Rз.норм. (12)