2. Виконати розрахунок заземлювального пристрою повторного заземлення захисного проводу на вводі до виробничого об’єкту (типу «гребінка»).
Відповідно до вимог п. 1.7.94 ПУЕ-2006 на вводі до електроустановки будівлі від повітряної лінії рекомендується влаштовувати повторне заземлення захисного РЕ(РЕN)-провідника, якщо в будівлі за відсутності комунікацій водопостачання, газопостачання, металевих і залізобетонних конструкцій не може бути здійснено основну систему зрівнювання потенціалів. У цьому разі опір Rз заземлювача повторного заземлення захисного РЕ(РЕN)-провідника на вводі в будівлю повинен бути не більше за 30 Ом, тобто Rз ≤ 30 Ом.
Заземлювач повторного заземлення захисного РЕ(РЕN)-провідника передбачається виконати типу «гребінка», що містить вертикальні електроди, розташовані вздовж відрізку прямої і об`єднані одним горизонтальним електродом.
В якості вертикальних електродів рекомендується використовувати круглі металеві стержні довжиною l (l=2-5 м, вибирається самостійно) і діаметром d (d=10-20 мм, вибирається самостійно), а горизонтального електроду − металеву штабу з поперечним перерізом b×с (наприклад, 40×4 мм).
Розрахунок опору заземлювача здійснюється методом коефіцієнта використання. Суть цього методу полягає в розрахунку опорів елементів складного заземлювача із урахуванням їх взаємного впливу на результуючий опір Rз або на провідність Gз одним безрозмірним параметром η, який називається коефіцієнтом використання. Чисельно коефіцієнт використання дорівнює відношенню провідності розтікання струму замикання в землю складного заземлювача Gз до суми провідностей gi його окремих елементів:
Виконавши елементарні перетворення, отримаємо формулу для розрахунку опору Rз складного заземлювача
(2)
де n – кількість вертикальних електродів; g в – провідність вертикального електроду; g г – провідність горизонтальних електродів.
Опір вертикальних і горизонтальних елементів складного заземлювача, розміщеного в землі з неоднорідною електричною структурою, розраховують з використанням еквівалентного питомого опору ґрунту.
Еквівалентний питомий опір ρекв двошарового ґрунту для вертикальних електродів приймають таким, що дорівнює ρ1 або ρ2, якщо електрод розміщенийповністю відповідно у верхньому або нижньому шарі ґрунту. Коли вертикальний електрод перетинає межу розділу між шарами ґрунту, то ρекв розраховують за такою формулою:
(3)
де ρ1 питомий опір верхнього шару ґрунту, Ом м; ρ2 питомий опір
нижнього шару ґрунту, Ом м; h1 – глибина верхнього шару ґрунту, м; t – глибина
закладання електрода, м (приймаємо за 0.8); l – довжина вертикального електрода, м (питомі опори верхнього і нижнього шару ґрунту та глибина верхнього шару ґрунту для різних областей України наведено у додатку В).
Якщо еквівалентний питомий опір ґрунту більше за 100 Ом м, то
допустимий опір Rдз повторного заземлювача захисного РЕ(РЕN)-провідника допускається збільшувати у 0,01ρекв рази, але не більше ніж в 10 разів (п. 1.7.96 ПВЕ-2006), тобто: Rдз ≤ 30×0,01ρекв , Ом.
Опір вертикального заземлювача Rв розраховують за формулою
(4)
де kc коефіцієнт сезонності, що враховує зміну питомого опору ґрунту залежно від пори року та кліматичної зони (значення коефіцієнту сезонності для різних кліматичних зон України наведено у додатку Б (приймаємо за 1.5)); d – діаметр стержня з круглим поперечним перерізом, м; h – відстань від поверхні землі до середини стержня, м ( h = t + 0,5∙l).
h=0.8+0.5*5=3,3
Якщо вертикальний заземлювач виконано з кутикової сталі, то d = 0,95b, де b – ширина полиці кутика (0.15).
d=0.950.15=0.14
Провідність gв вертикального стержня визначається gв = 1/ Rв , 1/Ом.
gв=1/2.5=0.4
Далі визначається попередня кількість вертикальних стержнів n без урахування їх взаємного впливу на допустимий опір Rдз повторного заземлювача за формулою
n = Rв / Rдз
n = 10.5 / 1.58=6.6=7 (5)
Отримане значення n округлюють до більшого цілого числа.
Вертикальні стержні розміщують вздовж відрізку прямої і з`єднують між собою горизонтальним заземлювачем, довжина якого lг визначається за формулою
lг = 1.05×а×n, (6)
lг = 1.05×1×7=7.4
де а − відстань між вертикальними електродами (зазвичай а≥ l). Опір горизонтального заземлювача Rг розраховують за формулою
Якщо горизонтальний заземлювач виконано зі штаби, то d = b/2, де b – ширина штаби.
Значення еквівалентного питомого опору ρeг для горизонтального заземлювача визначають за даними таблиці (додаток Д) методом лінійної інтерполяції (додаток Е).
Провідність gг , 1/Ом горизонтального стержня визначається за формулою
gг = 1/ Rг , (8)
gг = 1/ 0.42=2.4г
Розрахунок коефіцієнта використання заземлювача типу «гребінка» виконують за формулою
B2
β2=0.24220 15
Формули для визначення параметрів В2 і 2 справедливі за таких обмежень:
1) 2 ≤ n ≤ 14;
2) 0,5 ≤ а ≤ 2;
3) 0,55 ≤(t/l) ≤ 0,9;
4) 0,1 ≤ (h1/l) ≤ 1;
5) 0,5 ≤ (1 / 2) ≤ 10.
При (1 / 2) > 10 значення параметрів В2 і 2 будуть такими ж, як і у разі, коли (1 / 2) = 10.
Для полегшення розрахунків значення параметрів В2 і 2 наведені в табл. 1. Таблиця 1 - Значення параметрів В2 і 2
1 / 2 |
В1 |
1 |
1 / 2 |
В1 |
1 |
0,5 |
0,841 |
0,256 |
3 |
0,995 |
0,221 |
0,6 |
0,851 |
0,252 |
4 |
0,962 |
0,216 |
0,7 |
0,860 |
0,249 |
5 |
0,976 |
0,212 |
0,8 |
0,867 |
0,296 |
6 |
0,988 |
0,209 |
0,9 |
0,874 |
0,244 |
7 |
0,998 |
0,206 |
1 |
0,880 |
0,242 |
8 |
1,006 |
0,204 |
2 |
0,920 |
0,228 |
9 |
10,14 |
0,202 |
|
|
|
10 |
1,021 |
0,200 |
Тепер за формулою 2 визначається опір Rз заземлювача повторного заземлення захисного РЕ(РЕN)-провідника. Він має відповідати вимогам ПУЕ- 2006, тобто бути не більшим за допустимий опір Rдз, визначений вище
Rз≤Rдз (10)
0.36≤1.58
Якщо умова 10 не виконується, то необхідно збільшити кількість вертикальних стержнів у формулі 2 до такого значення, щоб умова 10 виконувалася.
Завершити розрахунок слід таким висновком:
Повторний заземлювач захисного РЕ(РЕN)-провідника складається із вертикальних стержнів довжиною 10.5 м і діаметром 0.14 м, розміщених на відстані м один від одного і з’єднаних між собою і спуском по опорі від зазисного РЕ(РЕN)-провідника металевою штабою перерізом 40×4 мм довжиною
м методом зварювання.