Б.2 Порядок выбора искусственных заземлителей.

Сопротивление растеканию тока каждого отдельного заземлителя зависит от удельного сопротивления грунта - ρ с учётом поправочных коэффициентов (сезонности) К_В и К_Г, зависящих от климатического района и вида заземлителя; формы, размеров и материала заземлителя; расположение заземлителя и глубины погружения его в землю, а также наличия вблизи него других заземлителей, электрически соединённых с ним.

ρ принимается по данным технических изысканий. Если электрическая структура грунта не является однородной, то многослойная электрическая структура грунта приводится к эквивалентной (). При отсутствии данных технических изысканий
ρ принимается по таблице Б.1.

Таблица Б.1 Приближённые значения удельных сопротивлений грунтов и воды

 

Вид грунта	Удельное сопротивление грунта ρ, Ом*м
	Возможные пределы	Значения, рекомендуемые для предварительных расчётов
Песок	400–1000 и более	700
Супесок	150–400 и более	300
Суглинок	40–150 и более	100
Глина	8–70 и более	40
Чернозем	10–50 и более	20
Скальный грунт	103–107
Каменистый грунт	500–800
Торф	20	20
Речная вода (реки на равнинах)	10–80	50
Морская вода	0,2	0,2

 

Примечание – Значения сопротивлений даны при влажности 10-20% массы грунта

 

Таблица Б.2 Характеристики климатических районов и приближённые значения поправочных коэффициентов (сезонности) к удельному сопротивлению грунта (ρ)

 

Характеристика районов и виды применяемых заземлителей	Районы
	I	II	III			IV
Средняя многолетняя низшая температура (январь), ˚С	-20 ÷ -15	-14 ÷ -10	-10 ÷ 0			0 ÷ +5
Средняя многолетняя высшая температура (июль), ˚С	+16 ÷ +18	+18 ÷ +22	+22 ÷ +24			+24 ÷ +26
Среднегодовой уровень осадков, мм	~ 400	~ 500		~ 5000	~ 300-500
Продолжительность замерзания вод, дней	190 ÷ 170	~ 150		~ 100	0
Виды заземлителей и поправочные коэффициенты (сезонности) к величине ρ
Вертикальные заземлители (угловая сталь, круглая арматура), КВ:           1) длиной 2 - 3 м при глубине заложения вершины 0,5 – 0,8 м 2) длиной 5 м при глубине заложения вершины 0,7 – 0,8 м	1,8–2,0   1,35	1,5–1,8   1,25	1,4–1,6   1,15			1,2–1,4   1,1
Горизонтальные заземлители (полоса, круглая сталь) при глубине заложения 0,8 м, КГ	4,5–7	3,5–4,5	2,0–2,5			1,5–2,0

 

При расчёте сопротивлений заземлителей растеканию тока значения ρ должны умножаться на усреднённые К_В и К_Г, приведённые в таблице Б.2. Однако, для вертикальных заземлителей длиной > 5 м введение этого коэффициента не требуется. Это объясняется тем, что при проникновении в более глубокие слои грунта относительная влажность возрастает и в ряде случаев заземлитель достигает грунтовых вод. При увеличении влажности разница удельных сопротивлений грунтов значительно сокращается.

Сопротивления одиночного вертикального R_З.В и горизонтального R_З.Г заземлителей определяются по формулам (5–9).

Сопротивление одиночного вертикального заземлителя из круглой арматурной стали. Верхний конец ниже уровня земли:

, Ом                                  (5)

Сопротивление одиночного вертикального заземлителя из круглой арматурной стали. Верхний конец над уровнем земли:

                        , Ом,                                                          (6)

Сопротивление одиночного вертикального заземлителя из угловой стали. Верхний конец ниже уровня земли:

, Ом,                              (7)     Сопротивление горизонтального заземлителя из полосовой стали:

                        , Ом                                                        (8)

Сопротивление горизонтального заземлителя из круглой арматурной стали:

                   , Ом,                                                          (9)

где   ρ – удельное сопротивление грунта, Ом∙м;

  L_В, L_Г – длины вертикального, горизонтального заземлителей соответственно, м;

d – внешний диаметр заземлителя, м;

t – глубина заложения (для вертикального заземлителя, верхний конец которого ниже уровня земли, равна расстоянию от поверхности земли до середины вертикального заземлителя) заземлителя, м;

b – ширина полосового (для угловой стали – ширина стороны) заземлителя, м;

К_В, К_Г - поправочные коэффициенты (сезонности) климатических районов.

При определении общего сопротивления ЗУ необходимо учитывать взаимное экранирующее влияние вертикальных и горизонтальных заземлителей. Для этого служат коэффициенты использования  и , которые определяются по таблицам Б.3, Б.4 с учётом характера расположения ЗУ (в ряд или по контуру).

С учётом взаимного экранирующего влияния, сопротивление растеканию тока нескольких вертикальных заземлителей определяется по формуле:

                             , Ом,                                                                         (10)

где R_З.В – сопротивление растеканию тока одиночного вертикального заземлителя, Ом;

   n – число вертикальных заземлителей;

   – коэффициент использования вертикальных заземлителей

При устройстве ряда вертикальных заземлителей в количестве до 4 шт. проводимость соединяющей полосы (горизонтального заземлителя) не учитывается, так как длина её невелика.

Для горизонтальных заземлителей, связывающих между собой вертикальные заземлители, сопротивление растеканию тока с учётом взаимного экранирующего влияния определяется по формуле:

                          , Ом,                                                                            (11)

где: R_З.Г – сопротивление растеканию тока горизонтального заземлителя без экранирующего влияния на него, Ом;

      – коэффициент использования горизонтальных заземлителей

Таблица Б.3 Коэффициент использования вертикальных и горизонтальных заземлителей при размещении их в ряд

 

Количество вертикальных заземлителей n, шт.	Отношение расстояния между вертикальными заземлителями к длине вертикального заземлителя (a/ LВ)
	1		2		3
2	0,86		0,71		0,94
3	0,78	0,80	0,86	0,92	0,91	0,95
4	0,74	0,77	0,83	0,89	0,88	0,92
5	0,70	0,74	0,81	0,86	0,87	0,90
6	0,63	0,71	0,77	0,83	0,83	0,88

 

Таблица Б.4 Коэффициент использования вертикальных и горизонтальных заземлителей при размещении их по периметру замкнутого контура

 

Количество вертикальных заземлителей n, шт.	Отношение расстояния между вертикальными заземлителями к длине вертикального заземлителя (a/ LВ)
	1		2		3
4	0,69	0,45	0,78	0,55	0,85	0,70
6	0,62	0,40	0,73	0,48	0,80	0,64
8	0,58	0,36	0,71	0,43	0,78	0,60
10	0,55	0,34	0,69	0,40	0,76	0,56

 

Где а - расстояние между вертикальными заземлителями, его обычно принимают как соотношение a/ L_В равным 1, 2, 3.

Полное сопротивление растеканию тока ЗУ определяется по формуле (4).

Расчёт и выбор ЗУ можно осуществлять с помощью ЭВМ.

Приложение В

(справочное)