Максимальная токовая защита 6 страница

- минимальная толщина стенки трубы – 3,5 мм (рисунок 12.1, г),

-

длина стержня должна быть не менее 1,5...2 м, чтобы достичь незамерзающего слоя почвы (рисунок 12.2).

Рисунок 12.1 – Минимально-допустимые геометрические размеры сечений заземляющих
элементов

L – длина одиночного заземлителя; D – диаметр одиночного заземлителя;

Н – толщина верхнего слоя грунта; Т – заглубление заземлителя (расстояние от поверхности земли до середины электрода); t – глубина траншеи (заглубление соединительной полосы

Рисунок 12.2 – Установка одиночного заземлителя в двухслойном грунте:

Расстояние между соседними стержнями рекомендуется выбирать равным длине стержня (если иное не предусмотрено условиями эксплуатации) (рисунок 12.3).

Стержни можно располагать в ряд (рисунок 12.3) или в виде какой-либо геометрической фигуры (квадрата, прямоугольника) в зависимости от удобства монтажа и используемой площади. Совокупность стержней, соединенных между собой полосой, образует контур заземления. В помещении контур заземления приваривается к корпусу силового щита и к заземляющей магистрали (шине заземления), которая проходит вдоль стен здания. На практике часто используются естественные заземлители (части коммуникаций, зданий и сооружений производственного или иного назначения), находящиеся в соприкосновении с землей. Это канализационные трубы, железобетонные конструкции фундаментов, свинцовые оболочки кабелей и др.

 

 

L – длина одиночного заземлителя;
K – расстояние между соседними (смежными) заземлителями

Рисунок 12.3 – Конструкция заземляющего устройства

Измерение сопротивления растеканию тока заземляющих устройств должно производиться в сроки, установленные Правилами эксплуатации электроустановок потребителей (ПЭЭП) не реже одного раза в шесть лет, а также после каждого капитального ремонта и длительного бездействия установки.

Сопротивление заземляющих устройств рекомендуется измерять в наиболее жаркие и сухие или в наиболее холодные дни года, когда грунт имеет наименьшую влажность. Чем меньше влажность, тем выше удельное сопротивление грунта. В первом случае влага из грунта испаряется, во втором – замерзает (лед практически не проводит электрический ток). При замерах в другие дни нужно полученные значения корректировать с помощью поправочных коэффициентов, которые приводятся в ПЭЭП.

 

 

12.2 Порядок расчета заземляющего устройства

 

В соответствии с ПУЭ устанавливается необходимое сопротивление
заземления Rз.

Определятся путем замера, расчета или на основе данных по работающим аналогичным заземляющим устройствам возможное сопротивление растеканию тока естественных заземлителей Rе.

Если R е < R з, то устройство искусственного заземления не требуется.

Если R е > R з, то необходимо устройство искусственного заземления.

Сопротивление растекания искусственного заземления:

R н = , Ом.

Далее расчет ведется по Rи.

Определяется удельное сопротивление грунта ρ из таблицы 12.2. При производстве расчетов эти значения должны умножаться на коэффициент сезонности, зависящей от климатических зон и вида заземлителя (таблица 12.3).

Расчетное удельное сопротивление грунта для стержневых заземлителей (вертикальных заземлителей):

ρ _расч.в = К_св ´ ρ _{табл .}, Ом × м,

ρ _расч.г = К_сг ´ ρ _{табл .}, Ом×м.

Определяется сопротивление растеканию одного вертикального заземлителя: для стержневого круглого сечения (трубчатого или уголкового) в земле (рисунок 4).

Rв = , Ом.

При этом >> d, t₀ >> 0,5 м,

для уголка с шириной полки В - d = 0,95 В.

Все размеры даны в метрах, а удельное сопротивление грунта в Ом ∙ м

Рисунок 12.4 - Расположение вертикального заземлителя в земле

 

Сопротивление растеканию вертикального заземлителя можно определить по упрощенным формулам (Ом):

Для уголка 50´50´5мм Rв = 0,348 ´ ρ_расч.в ´Кс

Для уголка 60´60´6мм Rв = 0,298 ´ ρ_расч.в ´Кс

Для уголка 75´75´8мм Rв = 0,292 ´ ρ_расч.в ´Кс

Для трубы диаметром 60 мм = 2-2,5 м

Rв = 0,302 ´ ρ_расч.в ´Кс

Установив характер расположения заземлителей (в ряд или контуром), определяется число вертикальных заземлителей:

п _в = , шт.,

где η _в – коэффициент использования вертикальных заземлителей в зависимости от расстояния между ними (согласно таблице 12.4).

Количество вертикальных заземлителей для определения η _в можно принять равным Rв / Rи.

При устройстве простых заземлителей в виде короткого ряда вертикальных стержней расчет на этом можно закончить и не определять проводимость соединяющей полосы, поскольку длина ее относительно невелика (в этом случае фактически величина сопротивления заземляющего устройства будет несколько завышена).

При устройстве заземлителей по контуру из ряда вертикальных заземлителей целесообразно учитывать и сопротивление растеканию полос (горизонтальный заземлитель). Для этого на площади установки заземления намечается, как будут размещены вертикальные заземлители п_в и определяется длина соединительной полосы:

L г = 1,05 ´ п _в а, м,

где а – расстояние между вертикальными заземлителями. Отношение расстояния между вертикальными заземлителями к их длине принимают равными = 1; 2; 3.

Определяется сопротивление растеканию горизонтального заземлителя. Для стержневого круглого сечения:

Rг = , Ом.

Для полосы шириной В – d = 0,5В

Действительное сопротивление растекания горизонтального заземлителя с учетом коэффициента использования горизонтальных заземлителей:

R'г = ,Ом,

где η г – коэффициент использования горизонтального заземлителя определяется по таблице 12.5.

Рисунок 12.5 – Расположение горизонтального заземлителя в земле

 

Уточняется сопротивление растеканию заземлителей с учетом сопротивления горизонтального заземлителя:

R' в = , Ом.

Определяется уточненное число вертикальных заземлителей (округляется в сторону увеличения):

n _в = , шт.

Таблица 12.2 – Удельное сопротивление грунтов

Грунт	Удельное сопротивление, Ом . м	Грунт	Удельное сопротивление, Ом . м
Глина (слой 7-10м, скала гравий)		Скала
Глина каменистая (слой 1-3м, далее гравий)		Суглинок
Земля садовая		Супесок
Известняк		Торф
Лёсс		Чернозем

 

Продолжение таблицы 12.2

Грунт	Удельное сопротивление, Ом . м	Грунт	Удельное сопротивление, Ом . м
Мергель		Вода: Грунтовая Морская Прудовая Речная
Песок
Песок крупнозернистый с валунами

 

Таблица 12.3 – Значение коэффициентов для различных климатических зон

Заземляющие устройства	Значение коэффициентов в зависимости от климатической зоны
При применении стержневых электродов длиной 2-3 м и глубине заложения вершин 0,5-0,8м	1,8-2	1,5-1,8	1,4-1,6	1,2-1,4
При применении протяженных электродов и глубине заложения их вершин 0,5-0,8 м	4,5-7	3,5-4,5	2-2,5	1,5-2

 

Таблица 12.4 – Коэффициенты использования вертикальных электродов

Отношение расстояния между вертикальными электродами к их длине	Число вертикальных электродов в ряду при расположении	ηв
В ряд	По контуру	В ряд	По контуру
			0,84-0,87	0,66-0,72
		0,76-0,8	0,58-0,65
		0,67-0,72	0,58-0,58
		0,56-0,62	0,44-0,5
		0,51-0,56	0,38-0,44
		0,47-0,5	0,36-0,42
-		-	0,33-0,39
			0,9-0,92	0,76-0,8
		0,85-0,88	0,71-0,75
		0,79-0,83	0,66-0,71
		0,72-0,77	0,61-0,66
		0,66-0,73	0,55-0,61
		0,65-0,7	0,52-0,58
-		-	0,49-0,55

Продолжение таблицы 12.4

Отношение расстояния между вертикальными электродами к их длине	Число вертикальных электродов в ряду при расположении	ηв
В ряд	По контуру	В ряд	По контуру
			0,93-0,95	0,84-0,86
		0,9-0,92	0,78-0,82
		0,85-0,88	0,74-0,78
		0,79-0,83	0,68-0,73
		0,76-0,8	0,64-0,69
		0,74-0,79	0,62-0,67
-		-	0,59-0,65

 

 

 

Таблица 12.5 – Коэффициент использования горизонтальных электродов

Отношение расстояния между вертикальными электродами	Коэффициент использования К и.г.э. при числе вертикальных электродов в ряду и при расположении их в ряд	Коэффициент использования η и.г.э. при числе вертикальных электродов в ряду и при расположении их по контуру
	0,77	0,74	0,67	0,62	0,42	0,31	0,21	0,2	0,45	0,4	0,36	0,34	0,27	0,24	0,21	0,2	0,19
	0,89	0,86	0,79	0,75	0,56	0,46	0,36	0,34	0,55	0,48	0,43	0,4	0,32	0,3	0,28	0,26	0,24
	0,92	0,9	0,85	0,82	0,68	0,58	0,49	0,47	0,7	0,64	0,6	0,56	0,45	0,41	0,37	0,35	0,33