Расчет заземляющих устройств

Выбор параметров заземлителя производится с учетом ограничений длин сторон контура и расстояния между вертикальными заземлителями:

Ъшп ^ L₂< L_2mia; /_в<я<3/_в

(16.5)

492

Глава 16. Защитные меры электробезопасности и заземление

где Z„ L₂ - длины сторон контура, принятые в расчете; L_lmm, L_2mm, L_lmax, Z_2max — минимально и максимально допустимые длины первой и второй сторон контура; /_в — длина вертикального электрода; а — расстояние между верти­кальными электродами;.

Заземлитель может быть простым и сложным. Простой заземлитель выполняется в виде замкнутого контура или полосы с вертикальными зазем-лителями. Расчет простых заземлителей ведется методом коэффициента ис­пользования.

Сложный заземлитель выполняется в виде замкнутого контура с вер­тикальными электродами и сеткой продольных и поперечных заземляющих проводников. Метод расчета допускает замену сложного заземлителя с при­мерно регулярным размещением электродов квадратной расчетной моделью при условии равенства площадей размещения заземлителя £,, общей длины L_r горизонтальных полос и глубины их заложения /, числа п и длины /_в верти­кальных заземлителей.

В качестве расчетной можно принять двухслойную модель неоднородной земли с удельным сопротивлением слоев — верхнего р,, толщиной А,, и ни­жнего р₂. Предусматривается расчет естественных заземлителей — подводя­щих ЛЭП ГПП и железобетонных фундаментов здания, внутри или вблизи которого располагаются заземляемые электроустановки.

Проверка возможности использования железобетонных фундаментов зда­ний в качестве заземлителей вызвана необходимостью использования их в этом качестве без сооружения искусственных заземлителей. Для электроуста­новки напряжением выше 1 кВ с глухозаземленной нейтралью

Js^kfo, (16.6)

где S — площадь, ограниченная периметром здания, м²; р_э — удельное экви­валентное электрическое сопротивление земли, Омм; к — коэффициент, Ом^-1 (к = 1 при р_э < 5-10²; к = 500/р_э при 5-10² < р_э < 5-Ю³, к = 0,1 при р_э > 5-Ю³). Для электроустановки напряжением выше 1 кВ с изолированной нейтра­лью

■Js>pjk, (16.7)

где /— расчетный ток короткого замыкания на землю, кА; к = 4х10-В"' — для заземляющих устройств, одновременно используемых для электроустановок напряжением до 1 кВ; к = 2х10-В^_| — для заземляющих устройств, только для электроустановок напряжением выше 1 кВ. Для электроустановки напряжением до 1 кВ

S> S₀, те- ? — ^гштмчргкий пепиметп оппелеляемый по справочным данным.

16.2. Заземляющие устройства

493

Расчет удельного эквивалентного электрического сопротивления земли (грунта) производится по формуле

p^ftfl-e-^^Vftfl-e-Р^Ч

(16.8)

где р,, р₂ — удельное электрическое сопротивление верхнего и нижнего сло­ев земли, Ом-м (табл 16.2); h_] — толщина верхнего слоя земли (м); а, (3 — ко­эффициенты: а = 3,6 и Р = 0,1 при р, > р₂; а = 1,1 и р = 0,3 при р, < р₂.

При расчете заземляющего устройства для главной понизительной под­станции учитывается сопротивление системы трос—опора как естественный заземлитель.

Простые заземлители используются в основном для установок напряжени­ем до 1 кВ и 6—35 кВ с изолированной нейтралью. Часто применяют зазем­литель из вертикальных электродов диаметром 16 мм, соединенных полосой 40x4 мм.

Сопротивление вертикального электрода, находящегося в двухслойной земле (или в однородной, но с учетом промерзания или высыхания верхнего слоя), определяют по формуле

0,366

2L

In

+ -In—¹

2 Ц-l.

(А/₁/р₁)+(А/₂/р₂)

(16.9)

где /_в — длина электрода, м; d — внешний диаметр электродов, м; t_x — глуби­на заложения, равная расстоянию от поверхности земли до середины элект­рода, м; А/,, А/₂ — части электродов, находящиеся в верхнем и нижнем слоях земли, м; р_р р₂ — удельные сопротивления соответственно верхнего и нижне­го слоев земли, Ом-м.

Формула справедлива для стержней электродов из круглой стали или труб. При применении уголка для вертикальных электродов в качестве диаметра

Таблица 16.2. Удельное сопротивление грунтов

Наименование грунта

Глина (слой 7-10 мм, далее скала, гравий)

Глина каменистая (слой 1-3 м, далее гравий)

Земля садовая

Известняк

Лесс

Мергель

Песок

Песок крупнозернистый с валунами

4000 100 300 20 30

50 3

50 100

р, Ом м Наименование грунта р, Ом-м

70	Скала
	Суглинок
100	Супесок
	Торф
50	Чернозем
2000	Вода:
250	грунтовая
2000	морская
500	прудовая
1000	речная

494