А. Расчет по допустимому сопротивлению заземлителя

Расчет производится в следующем порядке.

1) Определяются основные параметры заземлителя: ток однофазного замыкания 1_з, результаты измерений удельных сопротивлений слоев земли ρ₁ и ρ₂ (с учетом состояния земли при измерениях и сезонных коэффициентов), толщина верхнего слоя земли h₁, сопротивление естественных заземлителей.

2) В соответствии с расположением оборудования на территории установки определяются площадь S, на которой располагается заземлитель, и расположение продольных и поперечных заземляющих проводников в соответствии с требованиями ПУЭ:

Поперечные заземлители следует прокладывать в удобных местах между оборудованием на глубине 0,5-0,7 м от поверхности земли. Расстояние между ними рекомендуется принимать увеличивающимся от периферии к центру заземляющей сетки. При этом первое и последующие расстояния, начиная от периферии, не должны превышать соответственно 4,0; 5,0; 6,0; 7,5; 9,0; 11,0; 13,5; 16,0; 20,0 м. Размеры ячеек заземляющей сетки, примыкающих к местам присоединения нейтралей силовых трансформаторов и короткозамыкателей к заземляющему устройству, не должны превышать 6 6 м.

3) Определяется длина заземляющих горизонтальных проводников L_г по плану установки. Принимается, как правило, наличие вертикальных опорных электродов по контуру заземлителя и намечаются их длина l _в и число п_в исходя из отношения расстояния между ними к длине и общая их длина

L_В= l _в п_в.

4) Определяется необходимое сопротивление двухслойной модели искусственного заземлителя r_иск с учетом естественных заземлителей по формуле

(1)

где R_з — необходимое сопротивление растеканию заземляющего устройства.

В соответствии с Правилами сопротивление естественных заземлителей r_e должно быть не выше 0,5 Ом.

Согласно требованиям Правил устройства электроустановок сопротивление защитного заземления в любое время года не должно превышать:

4 Ом — в установках напряжением до 1000 В; если мощность источника тока (генератора или трансформатора) меньше 100 кВ•А, то сопротивление заземления допускается 10 Ом;

0,5 Ом — в установках напряжением выше 1000 В с большими токами замыкания на землю (больше 500 А);

250/Iз, но не более 10 Ом — в установках напряжением выше 1000 В с малыми токами замыкания на землю и без компенсации емкостных токов.

где Iз — ток замыкания на землю.

Если заземляющее устройство одновременно используется для электроустановок напряжением до 1000 В, то сопротивление заземления не должно превышать 125/Iз, но не более 10 Ом (или 4 Ом, если это требуется для установок до 1000 В).

5) Сопротивление заземлителя, состоящего только из горизонтальных электродов, в однородной земле с достаточным приближением может быть определено по формуле

(2)

где r —радиус площади (S, м²)_, занимаемый заземлителем, м, ρ — удельное сопротивление земли (расчетное), ом-м.

Первый член (2) дает сопротивление заземлителя в виде сплошной плиты, второй учитывает разницу между сплошной плитой и сеткой из горизонтальных электродов (полос) общей длиной L_г, м. Первый член одновременно определяет минимальное сопротивление заземлителя, которой может быть достигнуто на данной площади S с помощью только горизонтальных электродов.

При сложных заземлителях, содержащих горизонтальные и вертикальные электроды, и с учетом неоднородности удельного сопротивления земли (двухслойная модель) формула (9-4) видоизменяется:

(3)

где

(4)

(5)

ρ_э—эквивалентное удельное сопротивление земли, Ом•м, зависящее от параметров электрической структуры земли (ρ₁/ρ₂ и ρ₂) и от конструктивных параметров заземлителя, м: толщины верхнего слоя h₁, глубины заложения заземлителя t и длины вертикального электрода l _в.