5. Типовые ошибки при расчете заземления

Первой ошибкой, которая может случиться в расчете является несо- блюдение требований ПУЭ (условие (50)). Если максимальное сопротивле- ние R_{з макс}, определенное по формуле (49), получилось больше 4 Ом в даль- нейших расчетах следует приниматьR_{з макс} = 4 Ом.

Следующей ошибкой является неправильное принятие решения после расчета сопротивления вертикального электрода R_в. ЕслиR_в ≤R_{з макс} то расчет на этом заканчивается, поскольку одного вертикального электрода достаточ- но для обеспечения требуемого сопротивления заземления. Горизонтальный электрод в этом случае отсутствует (поскольку нечего соединять между со- бой) и все дальнейшие расчеты по данной методике будут ошибочны.

Часто в процессе выполнения работы студенты принимают количество вертикальных электродов n_в в формулах (54), (55) дробным числом (напри- мер,n_в = 2,2). Количество вертикальных электродов должно быть целым чис- лом, при этом полученное значениеn_в можно округлять как в большую, так и в меньшую сторону.

Последней ошибкой, которая может возникнуть является невыполне- ние условия (60). Если данное условие не выполняется, и нет ошибок в вы-

числениях, следует увеличить количество вертикальных электродов n_в и по- вторить расчет с формулы (55).

6. Пример расчета заземления

Исходные данные:

• тип питающей сети – трехфазная, четырехпроводная, 220/380 В, 50 Гц;

• максимальная мощность, потребляемая системой электропитания предприятия S_общ = 23,92 кВА;

• длина электрода заземления l = 3 м;

• диаметр электрода заземления d = 50 мм;

• расстояние между электродами заземления а = 6,5 м;

• удельное сопротивление грунта ρ₀ = 10 Омм.

Определяем максимальный линейный ток, потребляемый системой электропитания I_л. Для трехфазной сети:

I_л 

^Sобщ

3U_ф

 ²³⁹²⁰  36,24 А _,

3  220

где U_ф = 220 В фазное напряжение. Определяем ток замыкания I_з:

I_з  1,25I_л

^{ 1,25  36,24  45,3 A} .

Максимальное требуемое сопротивление заземления R_{з макс}:

^Rз макс

_ 125 _ 125

 2,76 Ом .

I_з 45,3

Полученное сопротивление R_{з макс} не превышает 4Ом, следовательно, требование ПУЭ (R_{з макс} ≤ 4 Ом) выполняется.

Определяем удельное сопротивление грунта для вертикальных элек- тродов ρ_в:

_в  _св ₀  1,4 10  14 Омм,

где η_св = 1,4 – коэффициент сезонности для вертикальных электродов. Определяем расстояние от поверхности земли до середины электрода t:

t  h  ^l

2

 1  ³  2,5 м _,

2

где h = 1 м – глубина залегания вертикального электрода. Определяем сопротивление вертикального электрода R_в:

R  0,336 ^{в }lg ^2l  ¹ lg ^{4t  l } 

^в l ^_ d 2 4t  l ^_

    

 0,336¹⁴ _lg^{2 3}  ¹ lg ^{4 2,5 3}_  3,47 Ом.

3 _ 0,05 2 4  2,5  3_

Поскольку сопротивление вертикального электрода больше требуемого (R_в >R_{з макс}) то один электрод не может обеспечить требуемое сопротивление заземления.

Ориентировочное количество вертикальных электродов

n_в^ :

n^_в 

R_в ^Rз макс

 ^3,47  1,25  2.

2,76

Соотношение a/l для вертикальных электродов:

a/l  ^a  ^6,5  2,17  2.

l 3

По таблице (Таблица 4.7) для количества вертикальных электродов n_в^ = 2 и соотношения размеров вертикального электродаa/l = 2 определяем коэффициенты использования вертикальных и горизонтальных электродов:η_в = 0,9,η_г = 0,9.

Число вертикальных электродов n_в:

n_в 

R_в

_в R_з

_ 3,47

0,9  2,5

 1,54  2_.

Определяем длину горизонтального электрода l_г

l_г  (n_в 1)a  (2 1)6,5  6,5 м.

Определяем удельное сопротивление грунта для горизонтальных элек- тродов ρ_г:

_г  _сг ₀  3 10  30 Омм,

где η_сг = 3 – коэффициент сезонности для горизонтальных электродов. Определяем сопротивление горизонтального электрода R_г:

2

 2l ²

R  0,336 ^г lg ^г

г

 0,336 ³⁰ lg ^{2  6,5}

 5 Ом.

l_г bh

6,5

0,05 1

где b = 0,05 м – ширина горизонтального электрода. Общее сопротивление устройства заземления, R_з:

R_з 

R_в R_г R_в_г  R_г n_в_в

_ 3,47  5

3,47  0,9  5  2  0,9

 1,43 Ом .

Полученное сопротивление заземления R_з меньше требуемогоR_{з макс} (1,43 Ом < 2,76 Ом), следовательно, для обеспечения требуемого сопротив- ления заземления необходимо 2 вертикальных электрода.