Порядок расчета вертикального заземляющего устройства.

1. Определить наибольшее допустимое сопротивление R _д

растеканию тока в заземляющем устройстве (табл. 4.4).

2. Определить приближенное удельное сопротивление грун- та, рекомендуемое для расчета (табл. 4.6).

Таблица 4.6

Значения удельных электрических

Грунт, вода Возможные пределы колебаний rтабл При влажности 10–20% к массе грунта Рекомендуемые зна- чения для прибли- женных расчетов Глина 8–70 40 40 Суглинок 40–150 100 100 Чернозем 9–53 20 20 Торф 10–30 20 20 Садовая земля 30–60 40 40 Супесь 150–400 300 300 Песок 400–700 700 700 Каменистый 500–800 – – Скалистый 10^4–10^7 – – Вода:       морская 0,2–1 – 1 речная 10–100 – 80 прудовая 40–50 – 50 в ручьях 10–60 – 60 грунтовая 20–70 – 50

с о п р о т и в л е ни й ρ _{т а б л}, Ом ⋅ м, различных грунтов и воды

Примечания: 1. Удельное электрическое сопротивление грунта есть сопротивление куба грунта с ребром 1 м.

2. При малом процентном содержании влаги в грунте возможны большие значения сопротивлений.

3. Удельные сопротивления грунтов колеблются в течение года, что учитывают при расчетах введением так называемых сезонных коэффициен- тов сопротивления грунта (см. табл. 4.7–4.9)/

3. Определить коэффициент сезонности (K _с.в) для верти- кальных заземлителей (электродов) по заданной климатической зоне и данным табл. 4.7–4.8.

Таблица 4.7

Признаки климатических зон

для определения коэффициентов сезонности

Характеристика климатической зоны	Климатические зоны
	I	II	III	IV
Средняя многолетняя низшая температура (январь), °С	От –20 до –15	От –14 до –10	От –10 до 0	От 0 до +5
Средняя многолетняя высшая температура (июль), °С	От +16 до +18	От +18 до +22	От +22 до +24	От +24 до +26
Среднегодовое количество осадков, см	40	50	50	30–50
Продолжительность замерзания вод, сутки	190–170	150	100	0

Примечание. Изменение значения удельного сопротивления грунта различно в течение года в разных климатических зонах страны, а следова- тельно, в этих зонах различны и коэффициенты сезонности.

4. Определить значение коэффициента сезонности для гори- зонтального заземлителя (K _с.г) по заданной климатической зоне и данным табл. 4.7–4.8. Для многослойных грунтов коэффициент сезонности K _с.м.с определяют по табл. 4.9.

Таблица 4.8

Коэффициенты сезонности K _с.в и K _с.г для однородной земли при измерении ее сопротивления

Климатическая зона	Влажность земли при измерении
	повышенная	нормальная	малая

K _с.в для вертикального электрода длиной l _в = 3 м

I	1,9	1,7	1,5
II	1,7	1,5	1,3
III	1,5	1,3	1,2
IV	1,3	1,1	1,0

То же для l _в = 5 м

I	1,5	1,4	1,3
II	1,4	1,3	1,2
III	1,3	1,2	1,1
IV	1,2	1,1	1,0

K _с.г для горизонтального электрода длиной l _в = 10 м

I	9,3	5,5	4,1
II	5,9	3,5	2,6
III	4,2	2,5	2,0
IV	2,5	1,5	1,1

То же для l _г = 50 м

I	7,2	4,5	3,6
II	4,8	3,0	2,4
III	3,2	2,0	1,6
IV	2,2	1,4	1,12

Примечания: 1. При проектировании заземляющих устройств в качестве расчетного необходимо брать наибольшее возможное в течение года значение удельного сопротивления земли r_табл, т. е. ориентироваться на худший вариант. Измерение r_изм в самое неблагоприятное время при наиболее неблагоприятной погоде на практике затруднено. Поэтому данные измерения производят, как правило, в теплое время года (май – октябрь) и измеренное удельное сопротив- ление r_изм умножают на коэффициенты сезонности K _с.в и K _с.г, учитывающие возможности повышения сопротивления в течение года и состояние (увлаж- ненность) земли во время измерений. В итоге рассчитывают: для вертикальных заземлителей r_расч.в = r_изм × K _с.в, для горизонтальных r_расч.г = r_изм × K _с.г.

2. Считают, что земля повышенной влажности, если измерению ее сопро- тивления предшествовало выпадение большого количества (свыше нормы) осад- ков; нормальной влажности, если измерению предшествовало выпадение неболь-

шого количества (близкого к норме) осадков; малой влажности, если земля сухая, количество осадков в предшествующий измерению период ниже нормы.

3. Заглубление электродов, т. е. расстояние от поверхности земли до верхнего конца вертикального электрода h _в и до горизонтального электрода h _г, равно 0,7–0,8 м.

Таблица 4.9

Коэффициент сезонности K _с.м.с для слоя сезонных изменений в многослойной земле при измерении ее сопротивления

Климатическая зона	Условная толщина слоя сезонных измерений, м	Влажность земли при измерении
		повышенная	нормальная	малая
I	2,2	7,0	4,0	2,7
II	2,0	5,0	2,7	1,9
III	1,8	4,0	2,0	1,5
IV	1,6	2,5	1,4	1,1

Примечания: 1. См. примечания 1, 2 к табл. 4.8.

2. Для многослойной земли при получении значений удельных сопротив- лений r_изм нескольких слоев на коэффициент сезонности K _с умножают значения

r_изм только слоев, лежащих в пределах толщины слоя сезонных измерений.

 

5. Вычислить расчетное удельное сопротивление грунта для вертикальных заземлителей определить по формуле

rрасч.в = rтабл× K с.в.                             (4.6)

6. Определить расчетное удельное сопротивление грунта для горизонтальных заземлителей:

rрасч.г = rтабл× K с.г.                             (4.7)

7. Определить расстояние от поверхности земли t, м, до се- редины вертикального заземлителя (рис.):

t = h _з + l _в/2.                                  (4.8)

8. Рассчитать сопротивление растеканию тока R _в, Ом, в од- ном вертикальном заземлителе (см. формулу (4.1)).

9. Определить теоретическое число вертикальных заземлителей

n _т.в, шт., без учета коэффициента использования h_и.в, т. е. h_и.в = 1:

n т.в =

R в R д × hи.в

 

.                               (4.9)

10. По табл. 4.2 определить коэффициент использования вертикальных заземлителей h_и.в с учетом их расположения.

11. Рассчитать потребное число n _п.в, шт., вертикальных одинаковых заземлителей с учетом коэффициента использования (см. формулу (4.2)).

12. Определить расчетное сопротивление r_расч.в, Ом, расте- канию тока в вертикальных заземлителях без учета влияния со- единяющей полосы:

R в

rрасч.в =  n × h

.                           (4.10)

п.в  и.в

13. Определить расстояние между вертикальными заземли- телями L _в, м, по отношению L _в / l _в = 1.

14. Определить длину соединяющей полосы L _с.п, м, горизон- тального заземлителя (электрода) (см. формулу (4.3)).

15. Определить сопротивление растеканию тока в горизон- тальном заземлителе (соединяющей полосе) R _г.с.п, Ом:

R г.с.п

= 0,366 × rрасч.г

L с.п

 

.                           (4.11)

16. Определить коэффициент использования горизонтально- го заземлителя (h_и.г) при расположении вертикальных заземлите- лей согласно исходным данным или по четырехугольному конту- ру при отношении L _в/ l _в = 1 и потребном числе вертикальных за- землителей n _п.в (табл. 4.3). При параллельно уложенных горизон- тальных заземлителях h_и.г определяют по табл. 4.5.

17. Определить расчетное сопротивление R_расч.г, Ом, растеканию тока в горизонтальном заземлителе (соединяющей полосе) при n _г = 1:

R расч.г

= R г.с.п

n × h

.                           (4.12)

г   и.г

18. Определить общее расчетное сопротивление R _общ, Ом, растеканию тока в вертикальных и горизонтальном заземлителях:

R =  R расч.в ×  R расч.г

 

.                       (4.13)

общ

R расч.в

+ R расч.г

19. По табл. 4.10 выбрать материал и сечение соединитель- ных проводников и материал, сечение, толщину магистральной шины.

20. Дать схему соединения оборудования с магистральной шиной и соединение магистральной шины с заземляющим уст- ройством (соединительной полосой).

Таблица 4.10