Российской Федерации «мати» (стр. 12 из 13)
Повышающий коэффициент (kп) учитывает глубину забивки одиночных заземлителей и влажность грунта, в среднем она может быть принята как kп=1,5.
По удельному сопротивлению грунта (r) и повышающему коэффициенту (kп) находят расчетное удельное сопротивление грунта: rрасч=kпr, Ом∙см.
Сопротивление растеканию одиночного заземлителя можно вычислить по формуле:
R1=0,366rрасч∙(lg(2∙1/d)+l/2∙lg((4t+l)/(4t-l))/l,
где rрасч – расчетное удельное сопротивление грунта, Ом∙см; l и d – длина и диаметр трубы одиночного заземлителя, см; t=l/2+h, см (см. рис. 11); h – глубина заложения трубы.
Приближенное число заземлителей n=R1/Rдоп, где Rдоп – нормируемое значение заземляющего устройства.
При определении фактического сопротивления растеканию тока для соединительной полосы между одиночными заземлителями необходимо учитывать коэффициент использования полосы ηпс, так как между соединительной полосой и трубами происходит взаимное экранирование.
Одиночные заземлители в групповом заземлителе могут быть расположены в ряд (рис. 12а) или по контуру (рис. 12б).
а) б)
 |
 |
Рис 12. Групповое расположение заземлителей.
Коэффициенты использования (ηтр) вертикальных стержневых заземлителей, расположенных в ряд или по контуру, можно определить из табл. 3.
В табл. 4 приведены значения коэффициентов использования ηп полос связи горизонтального полосового заземлителя, соединяющего вертикальные стержневые заземлители.
Таблица 3.
Коэффициенты использования стержневых заземлителей
| Число заземлителей, шт. | Отношение расстояний между заземлителями к их длине (a/l) | |||||
| Размещение заземлителей | ||||||
| в ряд | по контуру | |||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | |
| 2 | 0,85 | 0,91 | 0,94 | - | - | - |
| 4 | 0,73 | 0,83 | 0,89 | 0,69 | 0,78 | 0,85 |
| 8 | 0,65 | 0,77 | 0,85 | 0,61 | 0,73 | 0,80 |
| 10 | 0,59 | 0,74 | 0,81 | 0,55 | 0,68 | 0,76 |
| 20 | 0,48 | 0,67 | 0,76 | 0,42 | 0,63 | 0,71 |
| 40 | - | - | - | 0,41 | 0,58 | 0,66 |
| 80 | - | - | - | 0,35 | 0,55 | 0,64 |
| 100 | - | - | - | 0,30 | 0,52 | 0,62 |
Таблица 4.
Коэффициенты использования полосовых заземлителей
| Число заземлителей, шт. | Отношение расстояний между заземлителями к их длине (a/l) | |||||
| Размещение заземлителей | ||||||
| в ряд | по контуру | |||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | |
| 2 | 0,85 | 0,94 | 0,96 | - | - | - |
| 4 | 0,77 | 0,89 | 0,92 | 0,45 | 0,55 | 0,70 |
| 8 | 0,72 | 0,84 | 0,88 | 0,40 | 0,48 | 0,64 |
| 10 | 0,62 | 0,75 | 0,82 | 0,34 | 0,40 | 0,56 |
| 20 | 0,42 | 0,56 | 0,68 | 0,27 | 0,32 | 0,45 |
| 40 | - | - | - | 0,22 | 0,29 | 0,39 |
| 80 | - | - | - | 0,20 | 0,27 | 0,36 |
| 100 | - | - | - | 0,19 | 0,23 | 0,33 |
Для нахождения коэффициентов использования труб предварительно определяют расположение труб в групповом заземлителе (в ряд или по контуру), а затем учитывают расстояние между трубами. При небольшом количестве труб (менее пяти) они располагаются в ряд, при большом – по контуру. Расстояние между трубами выбирают из соотношения 1≤а≤3.
По приближенному числу заземлителей (n) по табл. 3 определяют коэффициент использования труб. После этого находят число труб n=n/ηтр с учетом найденного коэффициента использования. Затем уточняют коэффициент использования труб с учетом найденного количества труб (n) и определяют сопротивление растеканию тока труб группового заземлителя: Rтр=R1/nηтр, где а – расстояние между заземлителями.
Сопротивление растеканию тока одиночной полосы связи (рис. 13) Rоп (в омах) определяют по формуле:
Rоп=0,366rрасч·lg(2lп2/bh)/lп,
где lп – длина полосы связи, см; lп=1,05·a·n;
h – расстояние от поверхности земли до полосы связи, см;
b – ширина полосы связи, см.
Сечение полосы связи должно быть не менее 100-120 мм2, из этих соображений выбирают ее толщину и ширину.
С помощью табл. 4 определяют коэффициент использования полосы связи ηп и вычисляют сопротивление растеканию тока полосы связи Rп с учетом найденного коэффициента использования Rп=Rоп/ηп, Ом.
Общее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства Rз=1/(1/Rтр+Rп) должно быть не более установленной нормы, в противном случае увеличивается число заземлителей и расчет повторяется.
рис. 13. Полоса заземлителей
Расчет защитного заземляющего устройства.
Исходные данные: заземлители размещены по контуру в три ряда; сопротивление заземляющего устройства Rз=J 4 Ом; размеры одиночного заземлителя (трубы) l=2,5 м; dнар=50 см; расстояние между трубами a=2,5 м; глубина заложения труб h=0,8; размер соединительной полосы связи 24x4 мм; грунт – чернозем; повышающий коэффициент kп=1,5.
Расчет:
1. Определение расчетного сопротивления грунта: для чернозема
2. rрасч=2∙104 Ом∙см,
rрасч=2∙104=r∙kп=1,5∙2∙104 Ом∙см.
2. Определение сопротивления растеканию тока одиночного трубчатого вертикального заземлителя:
R1=0,366rрасч∙(lg(2∙1/d)+l/2∙lg((4t+l)/(4t-l))/l= =0,366∙3∙104∙(lg(2∙250/5)+l/2∙lg((4∙205+250)/(4∙205-250))/250=93,846 Ом.
3. Ориентировочное число заземлителей (труб) без учета коэффициента использования:
n=Rl/Rз=93,846/4=23,46≈24.
4. По табл. 3 определяют коэффициент использования для трубы ηтр=0,42.
5. Число труб в грунтовом заземлителе с учетом коэффициента использования:
n=n/ηтр=24/0,42=57,12≈58.
6. Уточняют коэффициент использования ηтр (см. табл.3) для 58 труб: ηтр=0,35.
7. Сопротивление растеканию всех труб:
Rтр=Rl/nηтр=93,846/(58*0,35) =4,62 Ом.
8. Длина полосы связи, объединяющей трубы в один групповой заземлитель, lп=1,05an=1,05*250*58=15225 см, где a=l=250 см.
9. Определение сопротивления растеканию тока одиночной полосы связи:
Rо.п=0,366rрасч·lg(2lп2/bh)/lп=4,588 Ом.
10. По табл. 4 находят коэффициент использования полосы связи (заземлители расположены по контуру, a/l=1 и n≈60): ηп=0,2.
11. Сопротивление растеканию тока полосы связи, объединяющей все трубы, с учетом коэффициента использования полосы связи:
Rп=Rо.п/ηп=4,588/0,22=22,94 Ом.
12. Общее сопротивление заземляющего устройства:
Rз=1/(1/Rтр+1/Rп)=3,84 Ом, что удовлетворяет поставленному условию: