Расчет заземления

Все электрические установки до 1000 В обязательно заземляют и зануляют. Зануление в электрических сетях с глухозаземленной нейтралью по сути своей является заземлением, так как нулевой провод при воздушной проводке от подстанции через каждые 250 м заземляется.

Расчет заземления сводится к определению сопротивления одного заземлителя, и если его сопротивление превышает допустимое R_q ≥ 4-10 Ом, то определяют необходимое количество заземлителей.

Требования к заземлению. Весь контур заземления выполняют из полосовой стали сваркой. Сами заземлители выполняют из круглой стали диаметром d = 0,03-0,06 м или из равнобокой уголковой стали с шириной полки В, тогда в формулах расчета сопротивления заземления необходимо подставить d = 0,95 В.

Заземлители могут быть вертикальные и горизонтальные.

Горизонтальные заземлители представляют собой полосу длиной ℓ м и шириной b, расположенную на ребре на глубине h от поверхности земли (рис.4 б).

Рис.4. Вертикальный (а) и горизонтальный (б) заземлители:

1, 2, 3 – полоса стальная, b = 30 мм

Сопротивление такого заземлителя определяют по формуле

, Ом,

где  – расчетные значения удельного сопротивления (Омм) различных грунтов при влажности 10-20 % приведены в табл.12;

C – коэффициент, который принимают для горизонтального луча С = 1,7-2, для вертикального стержня С = 1, для замкнутого контура, соединяющего вертикальные стержни между собой С = 0,5-0,6.

Таблица 12

Удельное сопротивление почвы, Омм

Почва		Почва	
Торф Глина Суглинок	20 50 100	Чернозем Песок Каменистый грунт	200 500 700

Этой же формулой можно пользоваться при горизонтальном заземлении из круглой стали, принимая b = 2d.

Постоянный контур заземления выполняют так, что верхние концы забитых вертикально стержней должны находиться на глубине t ≤0,8 м. Для этого делают траншею глубиной t, забивают стержни длиной ℓ = 3-5 м и верхние концы сваривают полосой 3 (рис.4 а).

Сопротивление такого одиночного стержня определяют по формуле

, Ом (2)

Сопротивление одиночного заземлителя (стержня), верхний конец которого находится на уровне поверхности земли, определяют по выражению

, Ом (3)

Количество стержней вертикального заземления n или лучей горизонтального n_л определяют по формуле:

(4)

где R_д – требуемое безопасное сопротивление (не более 4 или 10 Ом);

η_с – коэффициент сезонности, η_с= 1,6-2;

η_э – коэффициент экранирования, η_э = 0,5-0,85.

Вертикальные электроды в контуре заземления мешают своим электрическим полем растеканию тока с других электродов и с горизонтальной полосы, соединяющей электроды между собой (рис.4 а).

Это явление учитывается коэффициентами использования вертикальных заземлителей – η_в и горизонтальных – η_г.

Данные коэффициенты при количестве электродов не более 6 можно применять η_в = 0,7-0,8; η_г = 0,4-0,6.

Большие значения коэффициентов принимаются при малом количестве электродов η < 3 и значительном расстоянии между ними а, когда отношение а/е >1. (Пример расчетов и точные значения коэффициентов можно взять в практикуме по «Охране труда» Луковников А.В.- Стр.60-62).

Результирующее сопротивление одного вертикального заземлителя с учетом экранирования определяют по формуле

, Ом (5)

горизонтального

, Ом (5`)

Общее результирующее сопротивление искусственного заземления с учетом сопротивления горизонтальной шины, соединяющей вертикальные электроды (рис. а):

R_рез = R_{рез. в.}· R_{рез. г.}/ (R_{рез. в.}+ R_{рез. г}), Ом (6)

ПРИЛОЖЕНИЕ 7