Расчёт заземлителя

Рассчитать заземление это значит определить необходимое количество вертикальных электродов, при котором сопротивление растекания тока заземлителя будет равно нормированной величине.

Исходными данными являются: нормированное значение сопротивления растекания тока, удельное сопротивление слоев грунта и глубина верхнего слоя, полученные по табличным данным, исходя из климатических характеристик местности, где будет располагаться заземлитель, а так же коэффициента взаимного экранирования.

Сопротивление заземлителя, состоящего из одного вертикального электрода, определяется по формуле (13.5).

(13.5)

где L – длина электрода, м.

d – диаметр электрода, м.

- эквивалентное удельное сопротивление земли, Ом‧м.

Расчёт эквивалентного удельного сопротивления земли производится по формуле (6) и нужен для учёта влияния двуслойности земли.

(13.6)

где - удельное сопротивление верхнего слоя, Ом‧м.

- удельное сопротивление нижнего слоя, Ом‧м.

Н – глубина верхнего слоя, м.

t – глубина залегания электрода, м

Обычно заземлители устанавливают на некоторой глубине под поверхностью земли с целью снижения влияния сезонных изменений в грунте. Обычно эта глубина равна 0.5-0.8 метрам.

Если заземлитель состоит из n вертикальных электродов, то его суммарное сопротивление будет рассчитываться по формуле (13.7)

(13.7)

где n – количество вертикальных электродов

R – сопротивление одного отдельно взятого электрода, Ом.

ɳ – коэффициент использования.

Коэффициент использования показывает, как влияют друг на друга токи растекания с одиночных заземлителей при различном расположении последних. При соединении параллельно, токи растекания одиночных заземлителей оказывают взаимное влияние друг на друга, поэтому чем ближе расположены друг к другу заземляющие стержни, тем общее сопротивление заземляющего контура больше.

Это явление учитывается коэффициентом использования вертикальных заземлителей, величина которого зависит от типа и количества одиночных заземлителей, их геометрических размеров и взаимного расположения в грунте.

Значение коэффициента использования зависит от расстояния между соседними электродами и их числа. С увеличением расстояния уменьшается взаимодействия полей единичных заземлителей и ɳ возрастает; при расстоянии больше 40 м проводимость заземлителей используется полностью и ɳ =1. Как правило, при расчёте заземлителей определение коэффициента использования расчётным путем оказывается сложным. Поэтом при расчёте заземляющих устройств значения ɳ берутся из таблиц и кривых, составленных на основании опытов (табличные значения).

Так как все вертикальные электроды соединены горизонтальной шиной, то она также вносит свой вклад в общее сопротивление заземлителя, снижая его. Сопротивление одной горизонтальной соединительной полосы рассчитывается по формуле (13.8).

(13.8)

где l – длина соединительной полосы, м

b – ширина полосы, м

Суммарное сопротивление группового заземлителя рассчитывается по формуле (13.9)

(13.9)

где – сопротивление вертикального электрода, Ом

– сопротивление горизонтальной соединительной пластины, Ом

n – количество вертикальных электродов.