Гапонов Владимир Лаврентьевич 5 страница
Более глубокие слои земли обладают стабильным сопротивлением. Поэтому заземлители, глубоко погруженные в землю, например, вертикальные стержневые, лучше горизонтальных полосовых, прокладываемых обычно вблизи поверхности земли.
4.2. Методика расчета заземляющих устройств
Расчет заземления обычно сводится к определению числа одиночных заземлителей выбранного типа при принятой глубине заложения и конфигурации заземляющего устройства.
В зависимости от характеристики заземлителя (трубы, стержень и т. д.) и 
положения его в грунте по табл. 4.1. выбирается формула для вычисления сопротивления растеканию тока одиночных заземлителей.
Рассмотрим упрощенную методику расчета сопротивления заземляющего устройства, выполненного из труб, используемых в качестве вертикальных заземлителей.
Сопротивление одной трубы, заглубленной на расстояние t0 от поверхности земли, можно определить по следующей приближенной формуле:
R=0,366 
, Ом (4.1)
где R – сопротивление растеканию тока трубы, Ом;
r – удельное сопротивление грунта, Ом • м (выбирается по табл. 4.2.);
– длина трубы, м; d – наружный диаметр трубы, м;
t – расстояние от поверхности земли до середины трубы, м.
С учетом коэффициента сезонности определяется сопротивление заземлителя в наиболее тяжелых условиях.
R1=R × Кc, (4.2)
|
|
|
где Кс – коэффициент сезонности, выбирается по табл. 4.3.
Удельное сопротивление земли, в которую предполагается помещать искусственные заземлители, согласно действующим правилам, следует определить путем измерений на месте с учетом сезонных колебаний, принимая в качестве расчетной наиболее неблагоприятную величину.
Опыт показывает, что удельное сопротивление зависит от состава почвы, влажности, температуры, плотности грунта, наличия солей, кислот и т. д. Учет всех факторов, влияющих на удельное сопротивление земли, весьма затруднителен.
Если измерения удельного сопротивления грунта по какой–либо причине не могут быть произведены, то при расчете искусственного заземления можно использовать приближенные значения из табл. 4.2.
Из допустимого сопротивления защитного заземления Rдоп.=0,5; 2; 4; 10 Ом определяется потребное количество заземлителей с учетом явления взаимного экранирования
n = 
, (4.3)
где n – число заземлителей.
Расстояние между трубами следует принять равным z=(1…3) 
.
Однако одиночные заземлители соединяются полосой, которая служит дополнительным проводником. Поэтому с целью учета проводимости соединительной полосы рассчитывают ее сопротивление растеканию тока.
|
|
|
Rn=0,366 
, (4.4)
где b – ширина полосы, м; b 
0,04м; h – глубина заложения полосы, м; h 0,5м; 
– длина полосы, м;
С учетом коэффициента сезонности определяется сопротивление полосы в наиболее тяжелых условиях
R1n=Rn×Кс, (4.5)
В зависимости от схемы расположения заземлителей (в ряд или по контуру) длина полосы рассчитывается по следующим формулам:
=1,05×nz – по контуру; (4.6)
=1,05z(n-1) – в ряд. (4.7)
Сопротивление заземления с учетом проводимости соединительной полосы определяется по формуле:
R3= 
, (4.8)
где hТР – коэффициент использования труб (табл. 4.4.);
hп – коэффициент использования соединительной полосы (табл. 4.5).
Таблица 4.1. Формулы для вычисления сопротивлений одиночных
заземлителей растеканию тока в однородном грунте
| № п/п | Тип заземлителя | Схема | Формула | Примечание |
 1
| Шаровой в земле | 
|
R= 
| 2t >> D |
 2
| Полушарвой у поверхности земли |
R= 
| – | |
 3
| Стержневой круглого сечения (трубчатый) или уголковый у поверхности земли |
R= 
| Для уголка с шириной полки b: d=0,95b | |
 4
| То же в земле | 
| >>d; t0³0.5 м
Для уголка с шириной полки b: d=0,95b
| |
 5
| Протяженный на поверхности земли (стержень, труба, полоса, кабель и т. п.) |
R= 
| >>d
Для полосы шириной b: d=0,5b
|
Продолжение табл.4.1.
|
|
|
| № п/п | Тип заземлителя | Схема | Формула | Примечание | |
| 5
| Протяженный на поверхности земли (стержень, труба, полоса, кабель и т. п.) |
R=
| >>d
Для полосы шириной b: d=0,5b
| ||
 6
| То же в земле |
R= 
|
Для полосы шириной b: d=0,5b | ||
 7
| Кольцевой на поверхности земли |
R= 
| D>>d Для полосы шириной b: d=0,5b | ||
 8
| То же в земле |
R= 
| D>>d; D>>2t Для полосы шириной b: d=0,5b | ||
 9
| Прямугольная пластина на поверхности земли |
R= 
| а – меньшая, b – большая сторона пластины | ||
 10
| Квадратная пластина на поверхности земли |
R= 
| а – сторона пластины | ||
 11
| Круглая пластина на поверхности земли |
R= 
| D – диаметр пластины | ||
Продолжение табл.4.1.
| № п/п | Тип заземлителя | Схема | Формула | Примечание |
 12
| То же в земле | 
| 2t0>>D | |
 13
| Пластинчатый в земле (пластина поставлена на ребро) |
R= 
| 2t0³a |
Примечание: r – удельное объёмное сопротивление земли, Ом×м (1 Ом×м – сопротивление куба земли с ребром 1 м); t, D, d, 
, b , a – в метрах, R – в Ом.
|
|
|
Таблица 4.2. Удельное сопротивление грунтов, Ом • м
| Среда | Возможные пределы колебаний | При влажности 10–20% к массе грунта |
| Грунт: глина | 8–70 | 40 |
| суглинок | 40–150 | 100 |
| песок | 400–700 | 700 |
| супесок | 150–400 | 300 |
| торф | 10–30 | 20 |
| чернозем | 9–53 | 20 |
| садовая земля | 30–60 | 40 |
| каменистый | 500–800 | – |
| скалистый | 104–107 | – |
Таблица 4.3. Коэффициент сезонности
|
Месяц | Глубина заложения заземлителя | Месяц | Глубина заложения заземлителя | ||
| Менее 0,8м | 0,8–3,3 м | Менее 0,8 м | 0,8–3,3 м | ||
| Январь | 1,05 | 1,20 | Июль | 2,20 | 1,75 |
| Февраль | 1,05 | 1,10 | Август | 1,55 | 1,55 |
| Март | 1,00 | 1,00 | Сентябрь | 1,60 | 1,70 |
| Апрель | 1,60 | 1,20 | Октябрь | 1,55 | 1,50 |
| Май | 1,95 | 1,30 | Ноябрь | 1,55 | 1,35 |
| Июнь | 2,00 | 1,55 | Декабрь | 1,65 | 1,35 |
Таблица 4.4. Коэффициент использования труб
| Заземлители | |||||
| в ряд | по контуру | ||||
Отношение расстояния между электродами к их длине 
| Число труб, n | Коэффициент использования, hтр |
| n | hтр |
| 1 | 2 | 0,84–0,87 | 1 | 4 | 0,66–0,78 |
| 2 | 2 | 0,90–0,92 | 2 | 4 | 0,76–0,8 |
| 3 | 2 | 0,98–0,95 | 3 | 4 | 0,84–0,86 |
| 1 | 3 | 0,76–0,80 | 1 | 6 | 0,58–0,65 |
| 2 | 3 | 0,85–0,88 | 2 | 6 | 0,71–0,75 |
| 3 | 3 | 0,9–0,92 | 3 | 6 | 0,78–0,88 |
| 1 | 5 | 0,67–0,72 | 1 | 10 | 0,52–0,58 |
| 2 | 5 | 0,79–0,88 | 2 | 10 | 0,66–0,71 |
| 3 | 5 | 0,85–0,88 | 3 | 10 | 0,74–0,78 |
| 1 | 10 | 0,56–0,62 | 1 | 20 | 0,44–0,50 |
| 2 | 10 | 0,71–0,77 | 2 | 20 | 0,61–0,66 |
| 3 | 10 | 0,79–0,83 | 3 | 20 | 0,68–0,78 |
| 1 | 15 | 0,51–0,56 | 1 | 40 | 0,44 |
| 2 | 15 | 0,66–0,73 | 2 | 40 | 0,55–0,61 |
| 3 | 15 | 0,76–0,80 | 3 | 40 | 0,64–0,63 |
| 1 | 20 | 0,47–0,50 | 1 | 60 | 0,36–0,42 |
| 2 | 20 | 0,65–0,70 | 2 | 60 | 0,52–0,58 |
| 3 | 20 | 0,74–0,79 | 3 | 60 | 0,62–0,67 |
Таблица 4.5. Коэффициенты использования соединительной полосы (hn)
| Отношение расстояний между вертикальными электродами к их длине | Число вертикальных электродов | |||||||
| 2 | 4 | 6 | 10 | 20 | 40 | 60 | 100 | |
| в ряд | ||||||||
| 1 | 0,85 | 0,77 | 0,72 | 0,62 | 0,42 | – | – | – |
| 2 | 0,94 | 0,80 | 0,84 | 0,75 | 0,56 | – | – | – |
| 3 | 0,96 | 0,92 | 0,88 | 0,82 | 0,68 | – | – | – |
| по контуру | ||||||||
| 1 | – | 0,45 | 0,40 | 0,34 | 0,27 | 0,22 | 0,20 | 0,19 |
| 2 | – | 0,55 | 0,48 | 0,40 | 0,32 | 0,29 | 0,27 | 0,23 |
| 3 | – | 0,70 | 0,64 | 0,56 | 0,45 | 0,39 | 0,36 | 0,33 |
4.3. Материально–техническое обеспечение
Более совершенным и удобным прибором, служащим для замера сопротивления заземляющих устройств, является испытатель заземления типа М–1101м. В этом приборе амперметр и вольтметр конструктивно выполнены в виде магнитоэлектрического логометра, дающего показания сразу в Ом.
Источником тока служит генератор постоянного тока, встроенный в прибор и приводимый в действие вручную. На валу генератора смонтированы два синхронных коммутатора, преобразующих постоянный ток в переменный для внешней цепи измерения, что позволяет избежать в грунте электролиза. Эти же коммутаторы преобразовывают переменный ток, поступающий в прибор, в постоянный для цепей логометра.
Правила пользования прибором приведены на его крышке.
4.4. Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с методическими указаниями.
2. Подготовить ответы на контрольные вопросы.
3. Провести расчет заземления по методике (тип заземлителя указывает преподаватель, табл. 4.1., 4.6.).
4. Измерить сопротивление заземляющего устройства лаборатории. Сделать вывод о его пригодности к эксплуатации.
5. Ответить на контрольные вопросы.
4.6. Содержание отчёта
1. Наименование работы.
2. Цель работы.
3. Расчёт заземления в соответствии с заданием по вариантам, табл. 4.1., 4.6.
4.7. Контрольные вопросы
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 180; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!