Конструктивное исполнение и порядок расчета защитного заземления

Для искусственных заземлителей в качестве вертикальных электродов обычно используютсястальные стержни диаметром 10-16 мм и длиной до 10 м, угловую сталь от 40х40 до 60х60 мм и, как исключение, стальные трубы диаметром 50-60 мм с толщиной стенок не менее 3,5 мм и длиной 2,5-3,0 м.Для связи вертикальных электродов и в качестве самостоятельного горизонтального электрода применяютполосовую сталь шириной 20-40 мм и толщиной 4 мм, а также сталь круглого сечения диаметром 10-12 мм.

Для установки вертикальных заземлителей предварительно роют траншеи глубиной 0,7-0,8 м, после чего их заглубляют специальными механизмами (копры, гидропрессы, вибраторы и др.).

Расстояние между соседними вертикальными электродами(если позволяют размеры отведенной под заземлитель площади) берут не менее 2,5 м. Для заземлителей, расположенных в ряд, отношение этого расстояния к длине электрода предпочтительно выбирать равным 2-3, а при расположении электродов по контуру - равным 3.

Расчет защитного заземления в установках до 1000 Ввыполняют по допустимому сопротивлению заземляющего устройства растеканию тока.При этом определяютколичество, размеры и схему размещения в земле электродов заземлителя и заземляющих проводников, при которых сопротивление заземляющего устройства растеканию тока для напряжения прикосновения при замыкании напряжения на заземленные части установок не превышают допустимых.

Сопротивление заземлителя определяютпо допустимому напряжению на заземляющем устройстве и току замыкания на землю (рис. 2), который в сетях до 1000 В не превышает 10 А.

Если на территории проектируемого заземляющего устройства имеются естественные заземлители, которые можно использовать, то общее сопротивление заземляющего устройства (R_з.у.) будет складываться из сопротивления естественных (R_ест.) и искусственных (R_иск) заземлителей

.

Так как требуемое значениеR_з.доп.может быть обеспечено только естественными заземлителями, то сначала производится расчет сопротивления естественных заземлителей и полученный результат сравнивается с требуемым значением сопротивления допустимого (R_з.доп.).

Если естественные заземлители отсутствуютили рассчитанное (измеренное) сопротивление их растеканию тока велико,то необходимо устраивать искусственные заземлители и подключать их параллельно к естественным.

Расчет искусственного заземлителя осуществляется в следующей последовательности.

Вначале рассчитывают сопротивление одиночного вертикального электродас помощью соответствующих расчетных формул, которые зависят от вида материала, габаритов и взаимного расположения электродов.

Так, для трубчатых электродов длиной Iи диаметромd,середина которых находится от поверхности грунта на глубинеt (рис. 5), сопротивление растеканию тока такого электродаR_{эл.труб}определяется по формуле

,

где Р_рас.=,- удельное сопротивление земли,К -коэффициент сезонности.

Рис. 5 - Схема к расчету сопротивления растеканию тока вертикального электрода и горизонтального проводника

Далее определяют ориентировочное количество вертикальных электродов. Для этого используют известное соотношение для расчета общего сопротивления при наличии нескольких электродов. Для этого используют известное соотношение для расчета общего сопротивления при наличии нескольких электродов.

Подставляя вместо необходимое сопротивление заземляющего устройстваR_з.у., находят ориентировочное количество одиночных электродовп

,

где - коэффициент использования вертикальных электродов (коэффициент экранирования).

Затем рассчитывают сопротивление растеканию тока горизонтального проводника, соединяющего одиночные электроды.

Если в качестве соединяющего проводника используется стальная полоса шириной bи длинойL(рис. 5), то сопротивление его растеканию тока рассчитывается по формуле

Результирующее сопротивление искусственного грунтового заземлителя будет равно

.

Отличие результирующего сопротивления от допустимого (нормируемого) по экономическим соображениям не должно быть значительным. Изменяя количество электродов, их размеры и повторяя расчет методом последовательного приближения, добиваются выполнения необходимого требования к сопротивлению проектируемого заземляющего устройства.