Минимальные размеры стальных заземлителей

Наименование	Размер заземлителя в зависимости от места прокладки
внутри здания	вне здания открыто	в земле
Круглая сталь диаметром, мм
Полосовая сталь: сечение, мм2 толщина, мм
Угловая сталь (толщина полос), мм		2,5

Сопротивление заземляющих устройств растеканию зарядов зависит от удельного сопротивления грунта, так как основное сопротивление растеканию зарядов оказывает грунт.

Приближенные средние значения удельных сопротивлений грунта р, Ом • м, приведены ниже:

Грунт...................................................................................... 1 • 10²

Песок...................................................................................... 7-Ю²

Супесь..................................................................................... 3 10²

Чернозем................................................................................. 2-10²

Суглинок, каменистая глина (верхний слой

толщиной 1...3 м — глина, глубже — гравий)...................... 1 • 10²

Глина.................................................................................... 0,4-10²

Торф..................................................................................... 0,2-10²

Эти значения подлежат умножению на коэффициент К_м зависящий от климатических зон и вида заземлителя (табл. 5.3).

Таблица 5.3

Характеристика климатических зон и значения К„

Параметр	I	И	III	IV
Средняя многолетняя температура, °С: низшая (январь) высшая (июль)	-20...-15 + 16... + 18	-15...-10 + 18...+22	-10...0 +22...+24	0...+5 +24...+26
Среднее годовое коли­чество осадков, см				30...50
Продолжительность периода замерзания грунтовых вод, дни	170...190			—
Параметр	I	II	III	IV
Коэффициент Км при заземлителях и глубине заложения: вертикальных 0,5... 0,8 м горизонтальных 0,8 м	1,8...2 4,5... 7	1,5...1,8 3,5...4,5	1,4...1,6 2...2,5	1,2...1,4 1.5...2

Если удельное сопротивление грунта в наиболее неблагоприятное время года превышает 2-10² Ом-м, то сооружение искусственных заземлителей требует проведения дополнительных мероп­риятий.

Рассчитывать сопротивление естественных заземлителей растеканию зарядов можно лишь весьма приближенно. Приведенные в табл. 5.4 и 5.5 значения следует пересчитывать пропорцио­нально р и умножать на коэффициент К_ы (см. табл. 5.3).

Таблица 5.4

Сопротивление (Ом) растеканию зарядов металлических трубопроводов, уложенных на глубине 2 м (удельное сопротивление грунта р = 1 • 10² Oм • м)

Длина подземного участка трубы, м	При диаметре трубы, мм
	0,35	0,28	0,13
	0,25	0,2	0,17
	0,20	0,17	0,15

Таблица 5.5

Сопротивление (Ом) растеканию зарядов оболочек кабелей, уложенных на глубине 0,7 м (удельное сопротивление грунта р = 1-10² Ом-м)

Длина подземного участка кабеля, м	При сечении кабеля, мм2
16...35	50...95	120 и выше
		1,5	1,1
	1,8	1,4
	1,4	1Д	0,8
	1,2	0,9	0,7

Если в траншее находится несколько кабелей, то общее сопротивление их свинцовых оболочек растеканию зарядов Rк с учетом взаимного экранирующего влияния рассчитывается по формуле

R_к=R_о,к/√n

где Ro∙к — сопротивление растеканию зарядов свинцовой оболочки одного кабеля, Ом; п — число кабелей в траншее.

Общее сопротивление естественных заземлителей растеканию зарядов:

где Re — сопротивления стержневых заземлителей; R_n — сопротивление протяженного заземлителя, объединяющего стержневые заземлители в общий заземлитель, Ом. В том случае, когда естественные заземлители одинаковы,

R_e =R₀ /n,

где Ro — сопротивление одиночного заземлителя; п — число заземлителей.

Если сопротивление растеканию зарядов естественных заземлителей R_e > R, где R — максимально допустимое сопротивление заземляющего устройства, то сопротивление искусственных заземлителей

Так как проводимость искусственных заземлителей складывается из проводимости вертикально погруженных заземлителей URb и проводимости горизонтально проложенных заземлителей 1/R,, то

Сопротивление одиночного заземлителя Roc определяется по известной формуле для стержневого заземлителя

где / — длина стержня, м; d — внешний диаметр, м; t — глубина заложения стержня, равная расстоянию от поверхности земли до середины стержня, м.

Число заземлителей

n = R_o.c/(ηR₃)

где ц — коэффициент использования заземлителя.

Сопротивление растеканию зарядов одиночных заземлителей в виде труб Ron диаметром 50 мм и длиной 2,5 м, забиваемых на глубину 0,7 м, можно вычислить по упрощенной формуле

R_om≈0,3ρK_M

Эквивалентный диаметр заземлителей из угловой стали:

d = 0,95b,

где b — ширина полок уголка.

Если пользоваться упрощенной формулой, то сопротивление одиночного стержня длиной 2,5 м может быть принято равным:

для уголка 50x50x5 мм

R_oy =0,318 ρК_м

для уголка 60x60x6 мм

R_oy =0,298 ρК_м, для уголка 75x75x8 м

R_oy=Q,292ρK_M.

Определить сопротивление горизонтальных заземлителей растеканию зарядов можно по формулам

где R_m, R_rk — сопротивление соответственно полосового и круглого горизонтальных заземлителей, Ом; р — удельное сопротивление грунта, Ом • м; l — длина заземлителя, м; b — ширина полосового заземлителя, м; d — диаметр круглого заземлителя, щ t — глубина заложения заземлителей, м.

Определение общего сопротивления всего заземляющего контура требует учета взаимного экранирующего влияния одиночных вертикальных заземлителей и горизонтальных соединительных полос. Для этого служат коэффициенты использования η_в и η_г, приведенные в табл. 5.6.

Таблица 5.6

Коэффициенты использования вертикальных заземлителей т\_в и горизонтальных соединительных

Полос

Число вертикальных заземлителей	Значения коэффициентов при отношении а/1 *
ηв	ηг	ηв	ηг	ηв	ηг
При расположении полос по периметру замкнутого контура
6	0,62	0,4	0,73	0,48	0,8	0,64
	0,55	0,34	0,69	0,4	0,76	0,56
	0,43	0,24	0,6	0,3	0,68	0,41
	0,38	0,2	0,54	0,26	0,64	0,35
	0,35	0,19	0,52	0,24	0,62	0,33
При расположении полос вряд
	0,78	0,8	0,86	0,92	0,91	0,95
	0,7	0,74	0,81	0,86	0,87	0,9
	0,59	0,62	0,75	0,75	0,81	0,82
	0,54	0,5	0,7	0,64	0,78	0,74
	0,49	0,42	0,68	0,56	0,77	0,68
	0,43	0,31	0,65	0,46	0,75	0,58

* а — расстояние между в ертикальнымизаземлителями; l — длина вертикального заземлителя.

Сопротивление растеканию зарядов вертикальных заземлителей R _в с учетом их экранирующего влияния:

где R_ob — сопротивление одиночного вертикального заземлителя, Ом; η_в — коэффициент использования вертикальных заземли-телей.

Сопротивление растеканию зарядов горизонтальных полос, связывающих между собой вертикальные заземлители, с учетом экранирующего влияния полос:

где R_г.п — сопротивление растеканию зарядов горизонтальной полосы, Ом, без экранирующего влияния на нее; η_г — коэффициент использования горизонтальных соединительных полос.

Контрольные вопросы

1. Что подразумевается под защитным заземлением и как оно выполняется?

2. Что называется занулением, как оно выполняется?

3. В каких электроустановках применяют защитное отключение и как оно устроено?

4. Какое сопротивление заземляющего устройства должно быть в электроустановках напряжением до
1000 В с глухозаземленной нейтралью?

5. Что нужно знать для расчета сопротивления естественных заземлителей растеканию зарядов?