2. Упрощённый расчёт заземляющих устройств

1. В соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ) устанавливают необходимое сопротивле­ние заземления R₃.

2. Определяют путём замера или расчёта возможное сопротивление растеканию естествен­ных заземлителей R_е.

3. Если R_е < R₃, то устройство искусственного заземления не требуется. Если R_е > R₃, то необходимо устройство искусственного за­земления:

R_и = R₃R_е (R₃ – R_е)^-1 .

4. По табл. 2 и 3 определяют удельное сопротивление ρ грунта, ко­эффициент сезонности, зависящий от климатических зон и вида заземлителя, и определяют расчётное удельное сопротивление грунта за­землителей, Ом·м:

ρ_расч = k_с ρ ,

где k_с – коэффициент сезонности.

5. Установив характер расположения заземления (в ряд или контур), определяют число вертикальных заземлителей:

n_в = R_в(η_вR_и)^-1 ,

где η_в – коэффициент использования вертикальных заземлителей (опреде­ляется по табл. 4 и 5), где a – расстояние между электродами.

При устройстве простых заземлителей (короткий ряд вер­тикальных стержней) расчёт на этом заканчивают, не учи­тывая проводимость со­единяющей полосы, так как длина её невелика.

Т а б л и ц а 2

Приближённые значения удельного сопротивления ρ грунтов и воды

Грунт и вода	Возможные пределы колебаний, Ом·м
Глина Суглинок Песок Супесок Торф Чернозём Садовая земля Каменистый грунт Вода: речная прудовая грунтовая	8 – 70 40 – 150 400 – 700 150 – 400 10 – 30 9 – 53 30 – 60 500 – 800 10 – 100 40 – 50 20 – 70

Т а б л и ц а 3а

Климатические зоны

Характеристики климатиче­ских зон	I	II	III	IV
Средняя многолетняя тем­пература низшая (январь)	От –20 °С до –15°С	От –14 °С до –10 °С	От 0 °С до 0 °С	От 0 °С до +5 °С
Средняя многолетняя тем­пература высшая (июль)	От +16 °С до +18 °С	От +18 °С до +22 °С	От +22 °С до +24 °С	От +24 °С до +26 °С
Среднегодовой уровень осадков, мм	~400	~500	~5000	300 – 500
Продолжительность замер­зания вод (дней)	190 – 170	150	100	0

Т а б л и ц а 3б

Коэффициент сезонности

Климатические зоны	I	II	III	IV
kс стержневых элек­тродов (l = 2 – 3 м, глуби­на заземления 0,5 – 0,8 м)	1,8 – 2	1,5 – 1,8	1,4 – 1,6	1,2 – 1,4
kс горизонтальных элек­тродов на глубине 0,8 м	4,5 – 7,0	3,5 – 4,5	2,0 – 2,5	1,5 – 2,0
kс при длине стержней 5 м и глубине заземления 0,7 – 0,8 м	1,35	1,25	1,15	1,1

6. Определение сопротивления растеканию одного вертикального за­землителя (рис. 6) осуществляется по формуле

где l_в – длина вертикального электро­да, м; t – глубина заложения, равная рас­стоянию от поверхности земли до середины электрода, м; d – диаметр круглого стержневого электрода, м. Формула справедлива при (l_в >> d, t₀  >  0,5 м – рис.8).

Для уголковых электродов формулы упрощаются [6]:

• для уголка с профилем 50×50×5 мм – R_в = 0,348 ρ_расч;

• для уголка с профилем 60×60×6 мм – R_в = 0,298 ρ_расч;

• для уголка с профилем 75×75×8 мм – R_в = 0,348 ρ_расч;

Т а б л и ц а 4