Задание 5.
Сопротивление естественного заземлителя
Rз.е=8 Ом; Гор. электрод – стержень, верт. – стержень. Расч. ток 10А
Решение. Для стороны 10 кВ требуется сопротивление заземления, определяемое формулой:
Rзд=125/10=12,5 где расчетное напряжение на заземляющем устройстве принято равным 125 В, так как заземляющее устройство выполняется общим для сторон 10 и 0,4 кВ.
Согласно ПУЭ сопротивление заземления не должно превышать 4 Ом. Таким образом, расчетным является сопротивление заземления Rзд = 4 Ом.
Поскольку
Rз.е.=8 Ом > Rз.д.= 4 Ом,
то определим сопротивление искусственного заземлителя Rи :
Rи=(Rз.е.* Rз.д.)/( Rз.е.– Rз.д.) = (8*4)/(8–4) = 8 Ом.
Удельное сопротивление грунта (по справочнику) равно =100 Ом*м
Повышающий коэффициент для третьей зоны для вертикальных электродов (по справочнику стр. 227 том 1) kв=1,6; для горизонтальных kг=2,5.
Удельное расчётное сопротивление грунта:
для вертикальных: расч=1,6*100=160 Ом*м
для горизонтальных: расч=2,5*100=250 Ом*м
Определим сопротивление растеканию одного вертикального электрода. Пусть стержень длиной l=3 м и диаметром d=20 мм.
t=0,8+ l/2 = 0,8+ 3/2=2,3 (0,8 – глубина заложения стержня от земли до его верхнего края)
(Если
уголок, то вместо d ставим
dэ=0,95*b, где
b – ширина полки уголка)
Определяем примерное число вертикальных заземлителей при предварительно принятом коэффициенте использования Ки.г. = 0,9
n = Rо.в.э./(0,9*Rи) = 51,29/(0,9*8) = 7,12
Т.к. отношение расстояния между электродами к длине вертикального электрода должно лежать в пределах от 1 до 3, можем посчитать длину горизонтального электрода. Пусть расстояние между ними 6м, отношение равно 2, а периметр контура 6*7=42м.
Определяем сопротивление растеканию горизонтальных электродов
Это формула для полосы, в нашем случае стержень (либо труба), и b=2d; d=20мм; t=0,8м.
Определим действительное сопротивление растеканию горизонтальных электродов с учётом взаимного экранирования горизонтальных и вертикальных электродов. Коэффициент использования горизонтальных электродов определим по справочнику (Таблице 10-7 стр. 230 том 1) Kи.в.=0,43
Rг.э.д.=Rг.э./Kи.в.=17,4/0,43=40,5
Уточним необходимое сопротивление растеканию вертикальных электродов с учётом проводимости горизонтальных соединительных электродов.
Rв.э.=(Rг.э.д.* Rи.)/( Rг.э.д.– Rи.) = (40,5*8)/(40,5–8) = 9,9 Ом.
Уточненное число вертикальных электродов определяется при коэффициенте использования Ки.в.э.= 0,83, принятом по справочнику (таблице 10-5 стр. 229 том 1) при n = 7 и a/l= 6/3 = 2 (n = 5 вместо 7 принято из условия уменьшения числа вертикальных электродов при учете проводимости горизонтального электрода)
n=Rо.в.э./(Kи.в.э*Rв.э.)=51,29/(0,83*9,9)=6 шт.
Результирующее сопротивление группового искусственного заземлителя равно
Rи=(Rв.э.* Rг.э.)/( Rг.э.+ Rв.э.) = (9,9*17,4)/( 9,9+17,4) = 6,3 Ом.
Общее сопротивление заземления равно
Rз=(Rи* Rе)/( Rи+ Rе) = (6,3*8)/( 6,3+8) = 3,54 Ом. Что меньше 4 Ом.