7. Расчет защитного заземления электрооборудования [11,12]
Сопротивления растекания тока единичного заземлителя определяется по формуле:
,
где:
– удельное сопротивление грунта, Ом*см;
l– длина заземлителя, см;
d– диаметр заземлителя, см.
Принимаем d=6 см
l= 250cм,
=l0+0.5l– расстояние от центра заземлителя до
поверхности земли, см
l0 – расстояние от верхнего торца электрода до поверхности земли, см.
Принимаем l0 = 60см
Удельное сопротивление грунта (в нашем случае - глины):
ρ = 0,4*104Ом*см,
=
60+125=185 см.
Тогда
Ом
Определяем в первом приближении число nодиночных заземлителей (электродов), включённых параллельно:
где Rз – нормированное сопротивление заземляющего устройства. (Rз не должно превышать 4 Ом)
Уточняем необходимое число электродов nс учётом эффекта экранирования:
где
-
коэффициент экранирования электродов
Примем
=0,65
Электрод сложного заземлителя (контура) соединяют один с другим стальной полосой. Длина полосы составляет:
где а- расстояние между электрода, см
Примем расстояние между электродами равное их длине, т.е. а=250 см.
см
С учётом коэффициента использования соединительной полосы для nтрубчатых заземлителей определяют её сопротивление растеканию тока по формуле:
где R– сопротивления
растеканию тока полосы, Ом;
-коэффициент
экранирования полосы; Примем
=0,7
Сопротивление растеканию тока горизонтальной полосы:
где l– длина полосы, см;b– ширина полосы, см;t– глубина заложения полосы, см. Примемt= 65см.,b= 4см.
Ом
Ом
Определяем сопротивление растеканию тока, приходящееся на долю всех трубчатых жлектродов Rэ (с учётом соединительных полос):
Окончательно необходимое число электродов для обеспечения нормированного значения сопротивления контура составит:
где 1,1 – коэффициент, учитывающий изменение длины соединительной полосы при окончательном числе электродов.
Общее сопротивление из труб и полос определяется по формуле:
Ом
Так как сопротивление одиночного заземлителя превышает допустимое сопротивление 4 Ом, то вместо одиночного заземлителя применяем группу заземлителей, число которых определяется по формуле:
,
где:
n– количество заземлителей;
– сопротивление одиночного
заземлителя, Ом;
–
сопротивление заземляющего устройства,
Ом;
– коэффициент использования
заземлителей, учитывающий снижение
проводимости группового заземлителя
из-за взаимного экранирования близко
расположенных заземлителей.
-
Количество заземлителей
4
6
10
20
40
60
η
0,66
0,58
0,52
0,44
0,38
0,36
Расстояние между уголками принимается
равным длине уголков. Исходя из условия
<
4 Ом, подбирается количество заземлителей:
,
При n= 4 и
= 0,66, получаем
= 4,581 Ом, т.е. условие
< 4 Ом не выполняется;
При n= 6 и
= 0,58, получаем
= 3,475 Ом, т.е. условие
< 4 Ом выполняется;
Следовательно, выбираем 6 заземлителей.
Одиночные заземлители параллельно соединяются в группу стальными полосами прямоугольного сечения на сварке, которые, находясь в земле, также являются заземлителями.
Сопротивление соединительных полос определяется по формуле:
,
где:
– суммарная длина всех полос, см;
b– ширина полосы, см.
При использовании в качестве соединительной полосы стальной шины сечением 50*50 мм – расстояние между заземлителями, равное их длине, при количестве заземлителей n= 6 и контуром их расположения, суммарная длина соединительной полосы составит:
= 250n= 1500 см,
а сопротивление:
Ом,
Взаимное экранирование заземлителей и полос учитывается коэффициентом использования соединительных полос ηп , который при числе труб равном 6 и расстоянии между трубами, равном их длине, равняется ηп = 4.
Сопротивление прямоугольного контурного заземления, состоящего из уголков и соединительных полос, определяется по формуле:
=1,617Ом.
Вывод: сопротивление прямоугольного
контурного заземления
=1,617Ом, что меньше допустимого
сопротивления
= 4 Ом.