Исходные данные для расчета
Вариант |
Размещение заземлителя |
Длина стержня L, м |
Тип заземляющих электродов |
Верхний/нижний слой грунта |
Температура январь/июль |
1 |
по контуру |
1,5 |
полосовой |
торф/глина |
-20 |
2 |
в ряд |
1,9 |
стержневой |
почва/глина |
-13 |
3 |
по контуру |
2 |
полосовой |
супесь/глина |
14 |
4 |
в ряд |
1,55 |
полосовой |
песок до 5 м/супесь |
0 |
5 |
по контуру |
1,6 |
стержневой |
песок глуб. 5 м/торф |
1 |
6 |
в ряд |
1,71 |
полосовой |
торф/супесь |
5 |
7 |
по контуру |
1,76 |
стержневой |
почва/торф |
6 |
8 |
в ряд |
1,8 |
стержневой |
супесь/песок до 5 м |
7 |
9 |
по контуру |
2 |
полосовой |
торф/глина |
11 |
10 |
в ряд |
1,86 |
стержневой |
почва/глина |
-12 |
11 |
по контуру |
1,5 |
полосовой |
супесь/глина |
-3 |
12 |
в ряд |
1,55 |
полосовой |
песок до 5 м/супесь |
-4 |
13 |
по контуру |
1,7 |
стержневой |
песок глуб. 5 м/торф |
16 |
14 |
в ряд |
1,64 |
полосовой |
торф/супесь |
20 |
15 |
по контуру |
1,56 |
стержневой |
почва/торф |
26 |
16 |
в ряд |
2,1 |
полосовой |
супесь/песок до 5 м |
-4 |
17 |
по контуру |
2 |
полосовой |
торф/глина |
18 |
18 |
в ряд |
1,98 |
стержневой |
почва/глина |
25 |
19 |
по контуру |
1,69 |
полосовой |
супесь/глина |
0 |
20 |
по контуру |
1,7 |
полосовой |
песок до 5 м/супесь |
17 |
21 |
в ряд |
1,8 |
стержневой |
песок глуб. 5 м/торф |
-17 |
22 |
по контуру |
1,8 |
полосовой |
торф/супесь |
-2 |
23 |
в ряд |
1,6 |
стержневой |
почва/торф |
0 |
24 |
по контуру |
1,5 |
полосовой |
супесь/песок до 5 м |
23 |
25 |
в ряд |
1,76 |
стержневой |
торф/глина |
24 |
26 |
по контуру |
1,54 |
полосовой |
почва/глина |
-20 |
27 |
в ряд |
1,8 |
стержневой |
супесь/глина |
-14 |
28 |
по контуру |
1,86 |
стержневой |
песок до 5 м/супесь |
-1 |
29 |
в ряд |
1,9 |
полосовой |
песок глуб. 5 м/торф |
16 |
30 |
по контуру |
1,65 |
стержневой |
торф/супесь |
8 |
31 |
в ряд |
1,6 |
полосовой |
почва/торф |
10 |
32 |
по контуру |
1,9 |
стержневой |
супесь/песок до 5 м |
-10 |
33 |
в ряд |
2 |
полосовой |
торф/глина |
-12 |
34 |
по контуру |
2 |
стержневой |
почва/глина |
0 |
35 |
в ряд |
1,7 |
полосовой |
супесь/глина |
6 |
Расчет:
Сопротивление растекания тока одного вертикального заземлителя (стержня):
где – ρэкв - эквивалентное удельное сопротивление грунта, Ом·м; L – длина стержня, м; d – его диаметр, мм; Т – расстояние от поверхности земли до середины стержня, м.
В случае установки заземляющего устройства в неоднородный грунт (двухслойный), эквивалентное удельное сопротивление грунта находится по формуле:
где – Ψ - сезонный климатический коэффициент (таблица 2); ρ1, ρ2 – удельное сопротивления верхнего и нижнего слоя грунта соответственно, Ом·м (таблица 1); Н – толщина верхнего слоя грунта, м; t - заглубление вертикального заземлителя (глубина траншеи) t = 0.7 м.
Так как удельное сопротивление грунта зависит от его влажности, для стабильности сопротивления заземлителя и уменьшения на него влияния климатических условий, заземлитель размещают на глубине не менее 0.7 м.
Удельное сопротивление грунта Таблица 1 |
|
Грунт |
Удельное сопротивление грунта, Ом·м |
Торф |
20 |
Почва (чернозем и др.) |
50 |
Глина |
60 |
Супесь |
150 |
Песок при грунтовых водах до 5 м |
500 |
Песок при грунтовых водах глубже 5 м |
1000 |
Заглубление горизонтального заземлителя можно найти по формуле:
Значение сезонного климатического коэффициента сопротивления грунта Таблица 2 |
||||
Тип заземляющих электродов |
Климатическая зона |
|||
I |
II |
III |
IV |
|
Стержневой (вертикальный) |
1.8 ÷ 2 |
1.5 ÷ 1.8 |
1.4 ÷ 1.6 |
1.2 ÷ 1.4 |
Полосовой (горизонтальный) |
4.5 ÷ 7 |
3.5 ÷ 4.5 |
2 ÷ 2.5 |
1.5 |
|
Климатические признаки зон |
|||
Средняя многолетняя низшая температура (январь) |
от -20 до -15 по С |
от -14 до -10 по С |
от -10 до 0 по С |
от 0 до +5 по С |
Средняя многолетняя высшая температура (июль) |
от +16 до +18 по С |
от +18 до +22 по С |
от +22 до +24 по С |
от +24 до +26 по С |
Количество стержней заземления без учета сопротивления горизонтального заземления находится по формуле:
Rн - нормируемое сопротивление растеканию тока заземляющего устройства, определяется исходя из правил ПТЭЭП (Таблица 3).
Наибольшее допустимое значение сопротивления заземляющих устройств Таблица 3 |
||
Характеристика электроустановки |
Удельное сопротивление грунта ρ, Ом·м |
Сопротивление Заземляющего устройства, Ом |
Искусственный заземлитель к которому присоединяется нейтрали генераторов и трансформаторов, а также повторные заземлители нулевого провода (в том числе во вводах помещения) в сетях с заземленной нейтралью на напряжение, В: |
|
|
660/380 |
до 100 |
15 |
свыше 100 |
0.5·ρ |
|
380/220 |
до 100 |
30 |
свыше 100 |
0.3·ρ |
|
220/127 |
до 100 |
60 |
свыше 100 |
0.6·ρ |
|
Поэтому Rн принимается равным Rн = ____ Ом.
Сопротивление растекания тока для горизонтального заземлителя:
Lг, b – длина и ширина заземлителя; Ψ – коэффициент сезонности горизонтального заземлителя; ηг – коэффициент спроса горизонтальных заземлителей (таблица 4).
Длину самого горизонтального заземлителя найдем исходя из количества заземлителей:
-
в ряд; 
-
по контуру.
а – расстояние между заземляющими стержнями.
Определим сопротивление вертикального заземлителя с учетом сопротивления растеканию тока горизонтальных заземлителей:
Полное количество вертикальных заземлителей определяется по формуле:
ηв – коэффициент спроса вертикальных заземлителей (таблица 4).
Вывод: