Послідовність розрахунку заземлюючого пристрою

Визначається допустимий опір заземлюючого пристрою в залежності від виду електроустановки і призначення заземлення згідно з Правилами улаштування електроустановок (ПУЕ).

Визначається розрахункове значення питомого опору грунту у місці улаштування заземлення з урахуванням кліматичного коефіцієнту

де - виміряне значення питомого опору грунту в місці улаштування заземлення.

Якщо вимірювання питомого опору грунту не можуть бути проведені, слід користуватись наближеними значеннями, приведеними нижче:

Пісок	Ом  м
Супісок	Ом м
Суглинок	Ом м
Глина	Ом м
Торф	Ом м
Камянистий грунт	Ом м
Чорнозем	Ом  м

Кліматичний коефіцієнт залежить від стану грунту, кількості опадів і має величини від 1,4 до 2,0 (для заземлення із вертикальних електродів, заглиблених так, що верхні їх кінці знаходяться на глибині 0,60,8 м від поверхні землі).

В даних методичних вказівках, допустимий опір заземлюючого пристрою приведено на принципових схемах захисного заземлення та занулення, а розрахункові значення питомого опору грунту, приведені в таблиці варіантів.

Приводимо схему розташування в грунті одного вертикального заземлювача (електрода), вказуємо всі розміри згідно з варіантом, визначаємо опір розтікання струму для одного заземлювача:

, Ом

де - опір розтікання струму в грунті для одного вертикального заземлювача, Ом;

- розрахунковий питомий опір грунту, Ом м;

- довжина заземлювача (електрода), м;

- діаметр заземлювача, м;

- відстань від верхнього кінця заглибленого заземлювача до поверхні землі (глибина траншеї), приймається , (для всіх варіантів);

- відстань від поверхні землі до середини заземлювача .

Визначаємо орієнтовну кількість вертикальних заземлювачів (електродів) , шт:

де - допустиме (нормоване) значення опору заземлення, Ом.

Для захисного заземлення , а для повторного заземлення нульового проводу

Знаходимо з таблиці 9 коефіцієнт використання вертикальних заземлювачів, який враховує ефект екранування, при вибраному значенні , розташуванні електродів в ряд чи по контуру, кількості заземлювачів.

Відношення відстані між електродами до довжини електродаможе бути рівним1, 2, 3 (див. по варіанту):.

Визначаємо кількість заземлювачів (електродів) з урахуванням коефіцієнта використання , знайденого з таблиці 9 для орієнтовної кількості заземлювачів, шт:

де - допустиме (нормоване) значення опору заземлення, Ом.

Знаходимо опір розтікання струму для -вертикальних заземлювачів:

, Ом

де - коефіцієнт використання заземлювачів, знайдений з таблиці 1 для їх кількості.

Визначаємо довжину зєднувального металевого пруту діаметром м, так званого горизонтального електрода, розташованого на глибинім.

При розташуванні вертикальних електродів в ряд: , при розташуванні електродів по контуру:

де - довжина горизонтального електрода, м;

- відстань між вертикальними електродами, яка дорівнює ,,, м (по варіанту);

- кількість вертикальних електродів, шт.

Знаходимо опір розтіканню струму зєднувального пруту (горизонтального електрода) без урахування коефіцієнта використання :

, Ом

де - опір розтіканню струму горизонтального електрода, Ом;

- питомий опір грунту, Ом  м;

- довжина горизонтального електрода, м;

- діаметр горизонтального електрода, м (для всіх варіантів);

- заглиблення горизонтального електрода, м(для всіх варіантів).

Знаходимо з таблиці 10 коефіцієнт використання горизонтального електрода в залежності від прийнятої кількості вертикальних заземлювачів (електродів), відношення відстані між вертикальними електродами до їх довжини, розташування вертикальних електродів в ряд, або по контуру.

Визначаємо опір розтіканню струму горизонтального електрода з урахуванням коефіцієнта використання:

, Ом

Обчислюємо загальний опір заземлюючого пристрою:

, Ом

Отримане значення опору заземлення не повинно перевищувати допустиме значення за ПУЕ (Правилами улаштування електроустановок)

Оскільки кількість вертикальних електродів приймалась орієнтовно, одержане значення опору заземлення може бути більше або значно менше допустимого по ПУЕ. В цьому випадку слід відповідно збільшити, або зменшити кількість вертикальних заземлювачів (електродів) і повторити розрахунок максимально наблизивши до.

Приклад виконання завдання

Завдання:

Провести розрахунок повторного заземлення нульового проводу в мережі трьохфазного змінного струму з глухозаземленою нейтраллю, при вихідних даних (згідно варіанту):

Грунт камянистий;

Питомий опір грунту (розрахункове значення) Ом м;

Довжина заземлювачів м;

Діаметр заземлювачів м;

Діаметр зєднувального горизонтального електродам;

Глибина траншеї, в якій забиваються вертикальні електроди м;

Розташування електродів – по контуру., відношення.

Розрахунок

1 Приводимо принципову схему занулення і конструкцію заземлення (рис.7):

Рис.7. Принципова схема занулення і конструкція заземлення

1 – нейтраль трансформатора; 2 – робоче заземлення нейтралі; 3 - електроустановка; 4 - повторне заземлення нульового проводу; 5 – запобіжники.

1. Приводимо нормоване (допустиме) значення опору повторного заземлення нульового проводу згідно з ПУЕ і принциповою схемою Ом і визначаємо- відстань від поверхні землі до середини вертикального заземлювача:

м

2. Визначаємо опір розтіканню струму одного вертикального електрода:

Ом

3. Орієнтовна кількість вертикальних заземлювачів:

шт.

4. Коефіцієнт використання вертикальних електродів (з таблиці 1), для їх кількості шт., при їх розташуванні по контуру, відношенні

5. Визначаємо кількість вертикальних електродів з урахуванням коефіцієнта використання для 45-ти електродів:

шт.

6. Знаходимо опір розтіканню струму для 68-ми вертикальних електродів:

Ом

Коефіцієнт використання 0,64 взятий з таблиці 1 для 68-ми вертикальних електродів.

7. Визначаємо довжину зєднувального горизонтального електрода:

м.

8. Знаходимо опір розтіканню струму горизонтального електрода:

Ом

9. Визначаємо опір розтіканню струму горизонтального електрода з урахуванням коефіцієнта використання (таблиця 2):

Ом

10. Обчислюємо загальний опір заземлюючого пристрою:

ОмОм

Можна зробити висновок, що заземлюючий пристрій в складі 68-ми вертикальних електродів, розташованих по контуру і зєднувального стального пруту діаметром 0,02 м і довжиною 343 м, може бути використаний для улаштування повторного заземлення нульового провідника.

Можна повторити розрахунок, зменшивши кількість вертикальних електродів (з метою економії металу), наблизивши доОм.

Таблиця 9