Расчет сопротивления заземляющего устройства: часть 2

Содержание

Часть 1

Часть 2

Часть 3

Расчет заземляющего устройства по справочнику под общей редакцией А. А. Федорова и Г. В. Сербиновского, 1980 г

Заземляющее устройство в однослойном грунте

В этом справочнике [2] расчет заземляющего устройства основан на тех же принципах и допущениях, что и в справочнике под ред. Ю.Г. Барыбина [1], но есть несколько отличий, на которых следует остановиться.

Первое отличие заключается в том, что расчет производится не сопротивления Rз по заданной конфигурации ЗУ, наоборот, по заданному сопротивлению растекания Rз определяется количество вертикальных электродов, а, следовательно, и конфигурация всего заземляющего устройства. Если эти же формулы использовать для нахождения Rз, выразив соответствующие величины, то порядок и вид расчетов ничем не будет отличаться от методики, предложенной в справочнике Ю. Г. Барыбина [1]. Поэтому, для корректного сравнения методик, выполним все расчеты в том же порядке, что и предыдущие.

Второе отличие заключается в несовпадении табличных данных для различных климатических зон. Следует заметить, что даже малейшее изменение этого коэффициента серьезно влияет на результат расчета. В [2] значения коэффициентов указаны более высокие, чем в [1], следовательно, при одной и той же конфигурации заземляющего устройства сопротивление растекания будет выше при расчете по справочнику [2].

Третье отличие заключается в написании формул для расчета сопротивления растекания одиночных электродов.

Применительно к решаемой задаче, формулы расчета в справочнике под ред. Ю. Г. Барыбина выглядят следующим образом (см. предыдущие расчеты или табл.7.9 справочника [1]):

• для вертикального электрода

• для горизонтального электрода

А вот так выглядят формулы в справочнике под общ. ред. Федорова и Сербиновского (см. [2], табл.8-3):

• для вертикального электрода

• для горизонтального электрода

Очевидно, что с математической точки зрения формулы (15) и (17), а также (16) и (18) идентичны. Действительно, если в формулах (17) и (18) выполнить переход от натурального основания логарифма к десятичному, получим формулы (15) и (16). Этот переход как раз объясняет непонятный коэффициент 0,366 в формулах из справочника [1]:

• для вертикального электрода

• для горизонтального электрода

Следовательно, «непонятный» коэффициент определяется выражением

Теперь, после выяснения отличий методик [1] и [2] можно провести расчет сопротивления заземляющего устройства.

Сопротивление одного вертикального электрода Rв определяется по формулам, приведенным в табл.8-3 справочника. Применительно к нашему случаю, формула имеет вид:

где t – глубина заложения вертикального электрода (считается расстояние от поверхности земли до середины электрода):

Суммарное сопротивление части заземлителя, состоящей из вертикальных электродов, электрически связанных между собой, без учета сопротивления соединяющей их полосы:

где

• Кв=1,65 – поправочный коэффициент (для вертикальных заземлителей), учитывающий изменение удельного сопротивления грунта в зависимости от климатического района, см. табл.8-2 справочника; взято значение середины рекомендуемого интервала 1,5-1,8;
• ηв=0,51 – коэффициент использования вертикальных электродов (без учета влияния полосы связи), см. табл.8-5 справочника при отношении расстояния между электродами к длине электрода Lг/Lв=5/5=1; значение вычислено с помощью метода линейной интерполяции для средних значений интервальных табличных данных.

Сопротивление растеканию горизонтальной сетки, определяется по формуле из табл.8-3 справочника:

Примечание.

Собственно, вычисления в формуле (22) и (25) можно было и не проводить, а, согласно выводу формул (19) и (20), воспользоваться результатами предыдущего расчета, см. формулы (1) и (4).

Сопротивление растеканию горизонтальной сетки с учетом экранирования и климатического района:

где

• Кг=4 – поправочный коэффициент (для горизонтальных заземлителей), учитывающий изменение удельного сопротивления грунта в зависимости от климатического района, см. табл.8-2 справочника; взято значение середины рекомендуемого интервала 3,5-4,5;
• ηг=0,31 – коэффициент использования сетки, см. табл.8-7 справочника; значение вычислено с помощью метода линейной интерполяции.

Примечание.

В названии таблицы 8-7 допущена ошибка. Правильное название «Коэффициенты использования Ки.г.змвертикальных горизонтальных соединительных электродов в контуре из вертикальных электродов».

Полное сопротивление растеканию заземляющего устройства:

Заземляющее устройство в двухслойном грунте

В справочнике под общ. ред. Федорова и Сербиновского так же, как и в справочнике под ред. Барыбина, отсутствует методика расчета сопротивления заземляющего устройства в двухслойном грунте, поэтому воспользуемся уже описанной выше методикой определения эквивалентного удельного сопротивления грунта (см. расчет по справочнику под ред. Ю.Г. Барыбина в этой статье).

Согласно предыдущим расчетам, ρэкв=109,5 Ом, см. формулу (9).

Подставляя значение ρэкв в формулы (22) и (25), определяем Rв и Rг, а затем по остальным формулам вычисляем Rз. Результаты расчетов представлены ниже.

Итак, полное сопротивление растеканию заземляющего устройства в двухслойном грунте равно 4,1 Ом.

Предыдущая часть (часть 1) 

Следующая часть (часть 3)