9. Розрахунок заземлюючого пристрою

Для правильного розрахунку заземлюючого пристрою необхідно спочатку визначити тип заземлювачів ( природні чи штучні ), їх спосіб розміщення по периметру об'єкта, кількість заземлювачів та опір заземлюючого пристрою, який не повинен перевищувати значення, що регламентується ПУЕ і складає 4 Ом. Методичні вказівки на розрахунок заземлюючого пристрою представлені в електронному посібнику.

Розрахунок контура зеземлення споруди, що проектується, виконується в наступному порядку:

1. У відповідності до ПУЕ встановлюємо допустиме значення опору заземлюючого пристрою R_з, Ом. Якщо заземлюючий пристрій є загальним для устоновок з різною напругою, то за розрахункове значення опору заземлюючого пристрою приймають найменше з допустимих. Згідно ПУЕ захисне заземлення установок напругою до 1000В повинно мати опір не більше 4 Ом.

2. В якості штучних заземлювачів приймаємо :

   1. Для вертикального заглиблення в землю:

• сталеві стержні діаметром 12 – 16 мм;

• кутову сталь із товщиною стінки не менш 3,5 мм;

• сталеві труби (некондиційні) із товщиною стінки не менш 3,5 мм;

Рекомендується приймати довжину вертикальних стержневих електродів 2– 5м, а електродів з кутової сталі 2,5 – 3 м. Верхній кінець вертикального заземлювача доцільно заглибити на 0,5 – 0,7 м від поверхні землі.

1.9.2.2 Для горизонтальної прокладки:

- сталеві полоси товшиною не менш 4 мм;

- кутову сталь діаметром 6 мм.

3. Розраховуємо орір одиночного вертикального заземлювача R_o, Ом, верхній кінець якого заглиблено на глибину 0,5 – 0,7 м від поверхні грунта, за формулою

, (1.9.1)

де l – довжина заземлювача, м;

d – діаметр заземлювача, м;

H – відстань від поверхні грунта до середини заземлювача, м;

ρ_p – розрахунковий питомий опір грунту, Ом*м, який визначається за формулою

ρ _p = ρ*К_с , (1.9.2)

де ρ - табличне значення питомого опору грунту, Ом·м. Вибираємо за таблицею 1.9.1 ;

К_с – коефіцієнт сезоності вертикального заземлювача. Визначається в залежності від кліматичної зони, що в ній розташовано об’єкт, що проектується, за таблицею 1.9.2.

Примітка: при визначенні опору одиночного вертикального заземлювача з кутової сталі в наведену формулу замість діаметра треба підставити 0,95В, де В – ширина полки кутової сталі.

4. Знаходимо довжину горизонтальної полоси з’язку l_п, м, що з’єднує вертикальні заземлювачі між собою, виходячи з розмірів об’єкта, що проектується за формулою

l_п = (А + 2 )*2 + (В + 2 ), (1.9.3)

де А – довжина об’єкта, м;

В – ширина об’єкта, м.

5. Розраховуємо опір горизонтальної полоси з’язку R_п, Ом за формулою

, (1.9.4)

де b_n – ширина полоси, м;

H_n – відстань від поверхні грунту до середини ширини полоси, м;

ρ_p¹ – розрахунковий питомий опір грунту, який визначається за формулою

ρ_p¹ = ρ*К_п , (1.9.5)

де ρ - табличне значення питомого опору грунту, Ом·м. Вибираємо за

таблицею 1.9.1;

К_п – коефіцієнт сезоності горизонтального заземлювача. Визначається в залежності від кліматичної зони, що в ній розташовано об’єкт, що проектується, за таблицею 1.9.2.

6. Розраховуємо кількість вертикальних заземлювачів n, шт за формулою

, (1.9.6)

де а – відстань між вертикальними заземлювачами, м. Приймається в межах 3 - 6 м.

1.9.7 Визначаємо опір штучного заземлюючого пристрою R_ш, Ом, що складається з n вертикальних заземлювачів, які з’єднані між собою горизонтальною полосою з’язку, за формулою

, (1.9.7)

де η_г і η_в – коефіцієнти використання заземлювачів. Вибираються в залежності від конструкційного оформлення заземлюючого пристрою за таблицями 1.9.3 і 1.9.4.

1.9.8 Зробити висновок про відповідність розрахункового значення R_ш вимогам ПУЕ. Якщо значення R_ш не відповідає вимогам, перерахувати пункти 1.9.6 і 1.9.7 для меншої відстані між вертикальними заземлювачами.

Таблиця 1.9.1 - Наближені значення питомого опору грунтів, Ом·м

Найменування грунту	Питомий опір, Ом·м
Пісок	700
Суглинок	100
Глина	40
Садова земля	40
Глина (шар 7 – 10 м) або гравій	70
Мергель, вапняк, крупний пісок з валунами	1000-2000
Скелі, валуни	2000-4000
Чорнозем	20
Торф	20

Таблиця 1.9.2 - Значення коефіцієнта сезоності

Спосіб розташування електродів	Кліматичні зони
	I	II	III	IV
Вертикальні електроди завдовшки 2 – 3 метри	1,8 - 2	1,5 – 1,8	1,4 – 1,6	1,2 – 1,4
Горизонтальні електроди	4,5 – 7,0	3,5 – 4,5	2,0 – 2,5	1,5 – 2,0

Таблиця 1.9.3 - Коефіцієнти використання η_г горизонтальної смуги

заземлення при розташуванні вертикальних заземлювачів по

контуру

Відношення відстані між електродами до іх довжини а/l	ηг при кількості електродів у контурі
	4	5	8	10	20	30	50	70	100
1	0,45	0,40	0,36	0,34	0,27	0,24	0,21	0,20	0,19
2	0,55	0,48	0,43	0,40	0,32	0,30	0,28	0,26	0,24
3	0,65	0,64	0,60	0,56	0,45	0,41	0,37	0,35	0,33

Таблиця 1.9.4 - Коефіцієнти використання η_в вертикальних електродів при

розташуванні вертикальних заземлювачів по контуру

Відношення відстані між електродами до іх довжини а/l	ηв при кількості електродів у контурі
	4	6	10	20	40	60	100
1	0,66-0,72	0,58-0,65	0,52-0,58	0,44-0,50	0,38-0,44	0,36-0,42	0,33-0,39
2	0,76-0,80	0,71-0,75	0,66-0,71	0,61-0,66	0,55-0,61	0,52-0,58	0,49-0,55
3	0,84-0,86	0,78-0,82	0,74-0,78	0,68-0,73	0,64-0,69	0,62-0,67	0,59-0,65

Література:[5,8,29 ] До змісту