Διακόπτης γείωσης κάθετος από στρογγυλό χάλυβα. Υπολογισμός συσκευών γείωσης

Η εξοπλισμένη γείωση βρίσκεται σήμερα σχεδόν σε κάθε σπίτι. Και αυτό δεν προκαλεί έκπληξη, αφού παρέχει ασφαλής εργασίαηλεκτρικό εξοπλισμό και απευθείας καλωδίωση. Σε αυτό το άρθρο, θα μιλήσουμε για τέτοια σημαντικό στοιχείοως αγωγός γείωσης.

Είναι γνωστό ότι χωρίς ένα τέτοιο στοιχείο, η δομή γείωσης δεν μπορεί να υπάρξει, και ακόμη περισσότερο δεν μπορεί να εκπληρώσει τα καθήκοντά της.

Αγωγός γείωσης - ένας μεταλλικός αγωγός ή ενισχυμένος πείρος που σκάβεται στο έδαφος στο επιθυμητό βάθος. Μπορεί να λειτουργήσει μόνο του ή σε συνδυασμό με άλλα ηλεκτρόδια, για παράδειγμα, σε ένα τριγωνικό κύκλωμα. Αυτό το στοιχείο έχει την κύρια λειτουργία να έρχεται σε επαφή με ηλεκτρική ενέργεια υψηλής τάσης, ωστόσο, η βέλτιστη λειτουργικότητά του δεν μπορεί να κριθεί εάν δεν έχει καθοριστεί η αντίσταση.

Οριζόντιοι και κάθετοι διακόπτες γείωσης

Σημείωση!Η αντίσταση του ηλεκτροδίου γείωσης πρέπει να είναι πολύ χαμηλή. Αυτός είναι ο μόνος τρόπος να βασιστείτε πλήρη προστασίαοικιακό ηλεκτρικό κύκλωμα.

Έχοντας αποφασίσει σχετικά με το τι ονομάζεται αγωγός γείωσης, ας προχωρήσουμε στη μελέτη των τύπων του.

Τύποι αγωγών γείωσης: οι λεπτότητες της χρήσης τους

Κάθε τύπος ηλεκτροδίου έχει έναν συγκεκριμένο σκοπό, τον οποίο θα εξετάσουμε:

• Βαθιά γείωση - ένα σχέδιο που προβλέπει περίπλοκη εγκατάσταση, αλλά έχει πολλά πλεονεκτήματα. Από τα χαρακτηριστικά αυτού του τύπου ηλεκτροδίων, μπορεί να διακριθεί ότι η εγκατάστασή τους διαρκεί σημαντικά λιγότερο χώροαπό έναν τυπικό βρόχο γείωσης. Η αποτελεσματικότητα αυτού του αγωγού σε μέρη με τη χαμηλότερη ειδική αντίσταση του εδάφους έχει αποδειχθεί. Μέχρι σήμερα, σε Κανονισμοίορίζεται ότι ένα παρόμοιο στοιχείο μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο υπόγειο και το υπόγειο.

Σπουδαίος!Αξίζει τον κόπο να πραγματοποιηθεί η εγκατάσταση ηλεκτροδίου βαθιάς γείωσης αποκλειστικά με τη βοήθεια γεωτρήσεων.

Για οικιακές συνθήκες, η χρήση ηλεκτροδίων κάθετης γείωσης παραμένει η ιδανική λύση, κάτι που δεν μπορεί να ειπωθεί για τη βιομηχανική κατεύθυνση. Εδώ, αντίθετα, είναι σκόπιμο να εγκαταστήσετε ένα ηλεκτρόδιο ανόδου. Χρησιμοποιείται για την προστασία των αγωγών και υπόγειες κατασκευές. Στην πραγματικότητα, το υλικό είναι αρκετά αξιόπιστο και ανθεκτικό στη διάβρωση.

Χαρακτηριστικά ηλεκτρολυτικής γείωσης

Αυτός ο τύπος γείωσης χρησιμοποιείται αποτελεσματικά σε μέρη με αμμώδη, μόνιμο παγετό και βραχώδες έδαφος. Επίσης σε συνθήκες όπου το έδαφος έχει υψηλή ειδική αντίσταση και απαιτεί ειδικό εξοπλισμό για την εγκατάσταση συμβατικών ηλεκτροδίων.

Σπουδαίος!Χρησιμοποιώντας τυπικά ηλεκτρόδια βρόχου γείωσης σε αμμώδη και άλλους τύπους εδάφους υψηλής αντοχής, θα πρέπει να εγκαταστήσετε πολλά από αυτά (περίπου 100).

Λίγα λόγια για τα πλεονεκτήματα της ηλεκτρολυτικής γείωσης

Ημισφαιρική γείωση

Στην πραγματικότητα, όπως η γείωση με πείρο, η ηλεκτρολυτική γείωση έχει μερικά πολύ σημαντικά πλεονεκτήματα.

1. Αυτός ο τύπος ηλεκτροδίων παρέχει ελάχιστη αντίσταση γείωσης, έως και περίπου 10 φορές μικρότερη από τα παραδοσιακά ηλεκτρόδια γείωσης.
2. Είναι κατασκευασμένο από ειδικό μείγμα που προηγείται του σχηματισμού διάβρωσης.
3. Έχει μεγάλη διάρκεια ζωής. Εάν το ηλεκτρόδιο γείωσης από χάλυβα εξυπηρετεί περίπου 5-7 χρόνια, τότε το ηλεκτρολυτικό είναι περίπου 50.
4. Δεν απαιτεί μεγάλο βάθος για εγκατάσταση, αρκεί να τοποθετήσετε ένα ηλεκτρόδιο γείωσης για μισό μέτρο.

Η αρχή της λειτουργίας του ηλεκτροδίου

Το κύριο στοιχείο αυτού του τύπου γείωσης είναι ένας σωλήνας σε σχήμα L. Οδηγείται σε ένα συγκεκριμένο βάθος, το οποίο είναι προγεμισμένο με ένα μείγμα ορυκτών αλάτων. Η ουσία απορροφά νερό από το περιβάλλον έδαφος, δημιουργώντας μια έκπλυση, με αποτέλεσμα τον σχηματισμό ηλεκτρολύτη. Στη συνέχεια το ίδιο ηλεκτρόδιο διεισδύει στο έδαφος αυξάνοντας τις αγώγιμες ιδιότητες του. Η ειδική αντίσταση μειώνεται, και ως αποτέλεσμα, μειώνεται η κατάψυξη του στρώματος του εδάφους.

Συχνά, μετά την ολοκλήρωση του έργου, το έδαφος ξεπαγώνει κοντά στο κτίριο. Δυστυχώς, αυτό είναι πολύ επικίνδυνο για το ίδρυμα και απειλεί να διευθετήσει το σπίτι. Επομένως, οι ηλεκτρολόγοι συνιστούν να λαμβάνεται υπόψη ο παράγοντας ζημιάς στα κτίρια κατά το σχεδιασμό ηλεκτρολυτικής γείωσης και, ως εκ τούτου, να απαιτείται η απομάκρυνση από τα εργοτάξια.

Σε συνθήκες έντονης κατάψυξης του εδάφους, συνηθίζεται η χρήση οριζόντιων ηλεκτροδίων. Είναι οικονομικά και εύκολα στην εγκατάσταση. Ωστόσο, όποτε είναι δυνατόν να εργαστείτε με εξοπλισμό διάτρησης, είναι καλύτερο να εγκαταστήσετε ένα κατακόρυφο ηλεκτρόδιο γείωσης.

Διακόπτης γείωσης με χάλκινη μύτη

Πώς να ελέγξετε το ηλεκτρόδιο;

Οι διακόπτες γείωσης ηλεκτρολυτικού τύπου απαιτούν τακτικούς ελέγχους για την απόδοση. Πραγματοποιήστε τη συντήρησή του μία φορά κάθε 2-3 χρόνια. Εδώ είναι σημαντικό να προσδιοριστεί εάν το μείγμα έχει μετατραπεί σε ηλεκτρολύτη. Αν σχηματιστεί ο ηλεκτρολύτης, το μείγμα αντικαθίσταται, δηλαδή προσθέτουν νέα σύνθεσηάλατα. Κάθε ηλεκτρόδιο ελέγχεται με τον ίδιο τρόπο, αν δεν είναι ένα. Έτσι, η εγκατάσταση θα διαρκέσει για αρκετά ακόμη χρόνια.

Σπουδαίος!Αρκεί να γεμίσετε το ηλεκτρόδιο με ορυκτά άλατα Υψηλή ποιότητα, και θα διαρκέσει περίπου 10-15 χρόνια. Αλλά δεν μπορείτε να παραμελήσετε την τακτική συντήρηση.

Ομαδική και μονή γείωση: χαρακτηριστικά

Κάθε μεμονωμένος τύπος αγωγού γείωσης ή ηλεκτροδίου έχει τα δικά του χαρακτηριστικά, τα οποία είναι σημαντικό να λαμβάνονται υπόψη κατά το σχεδιασμό ενός βρόχου γείωσης. Ας ρίξουμε μια ματιά σε κάθε ένα με τη σειρά:

Δείτε τα διαγράμματα γείωσης με σύμβολαπαρακάτω.

Τι είναι η διάβρωση και ποιες είναι οι συνέπειες για τους αγωγούς γείωσης;

Από τον σχολικό πάγκο, δηλαδή από τα μαθήματα της γεωγραφίας, γνωρίζουμε ότι η διάβρωση είναι μια φυσική καταστροφική επίδραση στο μεταλλικά αντικείμενακαι τα κελύφη τους, που είναι μακριά στο έδαφος. Τις περισσότερες φορές, ένα τέτοιο ελάττωμα στο υλικό εμφανίζεται σε μέρη με υψηλή υγρασία.

Συνήθως η διάβρωση εμφανίζεται μετά από 9-10 χρόνια χρήσης μεταλλική κατασκευή, και έχει ορισμένες συνέπειες για τη συσκευή γείωσης. Για παράδειγμα, η μεγάλη ζημιά στον βρόχο γείωσης συν η παρουσία σκουριάς συνεπάγεται αύξηση της αντίστασης.

Σπουδαίος!Σε μια περιοχή όπου υπάρχει κίνδυνος πρόωρης διάβρωσης, συνιστάται η χρήση υλικών για την κατασκευή ενός βρόχου γείωσης από ανοξείδωτο χάλυβα.

Συμβαίνει όταν η διάβρωση διεισδύει επίσης κάτω από το κέλυφος του αγωγού γείωσης που οδηγεί στον κύριο ηλεκτρικό πίνακα ή τον μετασχηματιστή. Σε μια τέτοια κατάσταση έμπειροι ηλεκτρολόγοισυνιστούμε τη χρήση αντιδιαβρωτικού γράσου. Μερικές φορές οι διασταυρώσεις υποβάλλονται σε επεξεργασία

Πριν προχωρήσουμε τελικά στο υπολογισμένο μέρος της γείωσης, μερικά ακόμη αποσπάσματα από το PUE 1.7:

1.7.15. Αγωγός γείωσης - ένα αγώγιμο μέρος ή ένα σύνολο διασυνδεδεμένων αγώγιμων μερών που βρίσκονται σε ηλεκτρική επαφή με το έδαφος απευθείας ή μέσω ενός ενδιάμεσου αγώγιμου μέσου.

1.7.16. Ένα τεχνητό ηλεκτρόδιο γείωσης είναι ένα ηλεκτρόδιο γείωσης ειδικά κατασκευασμένο για σκοπούς γείωσης.

1.7.17. Φυσικός αγωγός γείωσης - ένα αγώγιμο μέρος τρίτου κατασκευαστή που βρίσκεται σε ηλεκτρική επαφή με το έδαφος απευθείας ή μέσω ενός ενδιάμεσου αγώγιμου μέσου που χρησιμοποιείται για σκοπούς γείωσης.

1.7.18. Αγωγός γείωσης - ένας αγωγός που συνδέει το γειωμένο μέρος (σημείο) με το ηλεκτρόδιο γείωσης.

1.7.19. Συσκευή γείωσης - ένας συνδυασμός αγωγών γείωσης και γείωσης.

1.7.20. Ζώνη μηδενικού δυναμικού (σχετική γη) - ένα μέρος της γης που βρίσκεται εκτός της ζώνης επιρροής οποιουδήποτε αγωγού γείωσης, ηλεκτρικό δυναμικόπου λαμβάνεται ίσο με μηδέν.

1.7.21. Ζώνη διασποράς (τοπική γείωση) - η ζώνη γείωσης μεταξύ του ηλεκτροδίου γείωσης και της ζώνης μηδενικού δυναμικού.

Ο όρος γη που χρησιμοποιείται στο κεφάλαιο πρέπει να γίνει κατανοητός ως γη στη ζώνη εξάπλωσης.

Ας αποκρυπτογραφήσουμε μερικούς από τους όρους όπως προαναφέραμε, αν περάσει ρεύμα από τον αγωγό γείωσης, τότε στο ίδιο το ηλεκτρόδιο γείωσης και σε σημεία της γης που βρίσκονται στην άμεση γειτνίασή του, θα προκύψουν δυναμικά (σε σχέση με ένα απείρως απομακρυσμένο σημείο), η κατανομή των οποίων φαίνεται στο Σχ. 1. Από το σχήμα φαίνεται ότι με την απόσταση από τη θέση του ηλεκτροδίου γείωσης, το δυναμικό μειώνεται, αφού η διατομή της γης μέσω της οποίας ρέει το ρεύμα αυξάνεται. Σε απομακρυσμένα σημεία, τα δυναμικά είναι κοντά στο μηδέν. Έτσι, ως σημεία μηδενικού δυναμικού μπορούν να χρησιμεύσουν ως σημεία που είναι αρκετά απομακρυσμένα από το σύστημα ηλεκτροδίων γείωσης, τα δυναμικά των οποίων είναι πρακτικά ίσα με μηδέν. Συνήθως αρκεί μια απόσταση πολλών δεκάδων μέτρων. Η κλίση της καμπύλης κατανομής δυναμικού εξαρτάται από την αγωγιμότητα του εδάφους: όσο μεγαλύτερη είναι η αγωγιμότητα του εδάφους, τόσο πιο επίπεδη είναι η καμπύλη, τόσο πιο μακριά είναι τα σημεία μηδενικού δυναμικού.

Η αντίσταση που προσφέρει το έδαφος στο ρεύμα ονομάζεται διάδοση της αντίστασης. Στην πράξη, η αντίσταση διασποράς δεν αποδίδεται στο έδαφος, αλλά στο ηλεκτρόδιο γείωσης και ο συντομευμένος όρος υπό όρους " αντίσταση ηλεκτροδίου γείωσης». αντίσταση γείωσης ( Rzm) καθορίζεται από την αναλογία τάσης ( Uzm) στο ηλεκτρόδιο γείωσης σε σχέση με το σημείο μηδενικού δυναμικού προς το ρεύμα ( Ime) που ρέει μέσω του ηλεκτροδίου γείωσης, οπότε ο κύριος υπολογισμός προστατευτική γημειώνεται στον προσδιορισμό της αντίστασης του ρεύματος διασποράς του ηλεκτροδίου γείωσης. Αυτή η αντίσταση εξαρτάται από το μέγεθος και τον αριθμό των αγωγών γείωσης, την απόσταση μεταξύ τους, το βάθος τους και την αγωγιμότητα του εδάφους.

Επιλέγοντας ένα σχήμα για τον υπολογισμό της γείωσης:

Σε μια σειρά ή βρόχο (η μονή γείωση θα συζητηθεί αργότερα, βλέπε παρακάτω). ) γίνεται για να προσδιοριστεί η αντίσταση της γείωσης που κατασκευάζεται κατά τη λειτουργία, οι διαστάσεις, το σχήμα και το υπολογιζόμενο τμήμα της. Μια σειρά ή βρόχος γείωσης αποτελείται από κάθετους διακόπτες γείωσης, οριζόντιους διακόπτες γείωσης και έναν αγωγό γείωσης. Τα κάθετα ηλεκτρόδια γείωσης θάβονται στο έδαφος σε ένα ορισμένο βάθος.

Οριζόντιοι διακόπτες γείωσης διασυνδέουν τους κάθετους διακόπτες γείωσης. Ο αγωγός γείωσης συνδέει τον βρόχο γείωσης απευθείας στον ηλεκτρικό πίνακα.

Οι διαστάσεις και ο αριθμός αυτών των αγωγών γείωσης, η μεταξύ τους απόσταση, η αντίσταση του εδάφους - όλες αυτές οι παράμετροι εξαρτώνται άμεσα από την αντίσταση γείωσης για τον υπολογισμό. Παρακάτω στο διάγραμμα του Σχ. 2, φαίνονται τα πιο συνηθισμένα κάθετα τεχνητά ηλεκτρόδια γείωσης (ηλεκτρόδια) - σε τρίγωνο, σε σειρά και κατά μήκος του βρόχου γείωσης:

Ρύζι. 2

Ρύζι. 3

Τύποι για τον υπολογισμό της γείωσης:

Ο βασικός υπολογισμός της προστατευτικής γείωσης περιορίζεται στον προσδιορισμό της αντίστασης της διασποράς ρεύματος του ηλεκτροδίου γείωσης. Αυτή η αντίσταση εξαρτάται από το μέγεθος και τον αριθμό των αγωγών γείωσης, την απόσταση μεταξύ τους, το βάθος τους και την αγωγιμότητα του εδάφους.

Ο σκοπός του υπολογισμού γείωσης είναι να προσδιοριστεί ο αριθμός των ράβδων γείωσης και το μήκος της λωρίδας που τις συνδέει.

Για να μεταφέρετε στρογγυλό μέταλλο (ράβδος, σωλήνας) σε μια λωρίδα: b = 2 d, όπου b είναι το πλάτος της λωρίδας, m m, d είναι η διάμετρος της ράβδου, σωλήνας σε m και, κατά συνέπεια, ανά περιστροφή, η λωρίδα σε διάμετρος: d = 0,5 b; για να μετατρέψετε τη γωνία σε διάμετρο: d = 0,95 b, όπου b είναι το πλάτος του γωνιακού ραφιού σε m.

1. Η απόσταση μεταξύ των ράβδων γείωσης λαμβάνεται από την αναλογία του μήκους τους (βλ. Εικ. 2), δηλαδή:

a = 1xL; a = 2xL; a = 3xL

Οπου, ένα - αποστάσεις μεταξύ γείωσης. μεγάλο - το μήκος της ράβδου (ηλεκτρόδιο), αναλογία 1 - 3.

2. Αντίσταση διασποράς ρεύματος ενός κατακόρυφου ηλεκτροδίου γείωσης (ράβδος):

Οπου, ρ eq — η ισοδύναμη ειδική αντίσταση του εδάφους υπολογίζεται με τον τύπο: ρ ισοδύναμο = Ψ ρ, Ψ — πολλαπλασιαστικός παράγοντας κλιματική ζώνη , ρ — αντίσταση του εδάφους Ohm m; ΜΕΓΑΛΟ- μήκος ράβδου, m; ρε- η διάμετρός του, m; Τ – απόσταση από την επιφάνεια του εδάφους έως το μέσο της ράβδου, m (βλ. Εικ. 3, h 1 \u003d 0,5l + t), H- πάχος του ανώτερου στρώματος του εδάφους με ετερογενές έδαφος (δύο στρώσεων).Παρακάτω στο σχ. 4 τύποι και θέσεις ηλεκτροδίων για υπολογισμό με χρήση λογαρίθμων:

Ρύζι. 4 (σημειώστε πού h 1 \u003d T)

3. Σε ετερογενές έδαφος (δύο στρώσεων), η ισοδύναμη ειδική αντίσταση του εδάφους βρίσκεται με τον τύπο:

Οπου - Ψ — συντελεστής εποχιακού κλίματος (πίνακας 5). ρ 1 , ρ 2 - ειδική αντίσταση των ανώτερων και κατώτερων στρωμάτων εδάφους, αντίστοιχα, Ohm m (βλ. πίνακα 5). H είναι το πάχος του ανώτερου στρώματος του εδάφους, m; t είναι το βάθος του κατακόρυφου ηλεκτροδίου γείωσης (βάθος τάφρου) t = 0,5 - 0,8 m.

4. Ο αριθμός των απαιτούμενων ηλεκτροδίων γείωσης καθορίζεται από τους τύπους:

4.1 με τη μέθοδο της προσέγγισης (το πώς να χρησιμοποιήσετε αυτήν τη μέθοδο θα πούμε στα παραδείγματα αργότερα):

όπου, k isp - ο λόγος της απόστασης μεταξύ των ράβδων γείωσης (βλέπε παράγραφο 1), R 1 = R 0 - (βλ. παράγραφο 2), R norm - ρυθμιστικές απαιτήσειςαντίσταση (PUE 1.7.101. ή 1.7.103. βλ. σελίδα ).

4.2 χρήση πινάκων (εξαιρουμένης της οριζόντιας αντίστασης γείωσης):

όπου Ψ είναι ο συντελεστής εποχικότητας του κατακόρυφου ηλεκτροδίου γείωσης (βλ. πίνακα 6, σελίδα ) R n - τυποποιημένη αντίσταση στη διασπορά ρεύματος της συσκευής γείωσης, βλέπε πίνακα 8, παρακάτω):

Πίνακας 8

Δημοσιεύτηκε στις 30/11/2011 (ισχύει έως 30/11/2012)

Ο υπολογισμός των συσκευών γείωσης περιορίζεται κυρίως στον υπολογισμό του ίδιου του αγωγού γείωσης, καθώς οι αγωγοί γείωσης στις περισσότερες περιπτώσεις γίνονται αποδεκτοί σύμφωνα με τις συνθήκες μηχανικής αντοχής και αντοχής στη διάβρωση σύμφωνα με PTE και PUE. Οι μόνες εξαιρέσεις είναι οι εγκαταστάσεις με εξωτερική συσκευή γείωσης. Στις περιπτώσεις αυτές υπολογίζονται οι σειριακά συνδεδεμένες αντιστάσεις της γραμμής σύνδεσης και του αγωγού γείωσης ώστε η συνολική τους αντίσταση να μην υπερβαίνει την επιτρεπόμενη.

Θα πρέπει να επισημανθούν τα θέματα υπολογισμού των διατάξεων γείωσης για τις πολικές και βορειοανατολικές περιοχές της χώρας μας. Χαρακτηρίζονται από μόνιμα παγωμένα εδάφη, τα οποία έχουν την ειδική αντίσταση των επιφανειακών στρωμάτων κατά μία έως δύο τάξεις μεγέθους μεγαλύτερη από ό,τι υπό κανονικές συνθήκες. μεσαία λωρίδαΗ ΕΣΣΔ.

Ο υπολογισμός της αντίστασης των αγωγών γείωσης σε άλλες περιοχές της ΕΣΣΔ πραγματοποιείται με την ακόλουθη σειρά:

1. Καθορίζεται η επιτρεπόμενη αντίσταση της συσκευής γείωσης r zm, που απαιτείται σύμφωνα με το PUE. Εάν η συσκευή γείωσης είναι κοινή σε πολλές ηλεκτρικές εγκαταστάσεις, τότε η υπολογιζόμενη αντίσταση της συσκευής γείωσης είναι η μικρότερη από τις απαιτούμενες.

2. Η απαιτούμενη αντίσταση ενός ηλεκτροδίου τεχνητής γείωσης προσδιορίζεται, λαμβάνοντας υπόψη τη χρήση φυσικών ηλεκτροδίων γείωσης που συνδέονται παράλληλα, από τις εκφράσεις

(8-14)

όπου r zm είναι η επιτρεπόμενη αντίσταση της διάταξης γείωσης σύμφωνα με την ενότητα 1, R και είναι η αντίσταση του ηλεκτροδίου τεχνητής γείωσης. R e-αντίσταση φυσική γείωση. Η υπολογισμένη ειδική αντίσταση του εδάφους προσδιορίζεται, λαμβάνοντας υπόψη τους πολλαπλασιαστικούς παράγοντες που λαμβάνουν υπόψη την ξήρανση του εδάφους το καλοκαίρι και την κατάψυξη το χειμώνα.

Ελλείψει ακριβών δεδομένων για το έδαφος, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον πίνακα. 8-1, το οποίο δείχνει τα μέσα δεδομένα για την αντίσταση του εδάφους που συνιστώνται για προκαταρκτικούς υπολογισμούς.

Πίνακας 8-1

Μέση ειδική αντίσταση εδαφών και υδάτων που συνιστάται για προκαταρκτικούς υπολογισμούς

Σημείωση. Οι ειδικές αντιστάσεις του εδάφους προσδιορίζονται σε περιεκτικότητα σε υγρασία 10-20% κατά βάρος του εδάφους

Η μέτρηση της ειδικής αντίστασης για να ληφθούν πιο αξιόπιστα αποτελέσματα πραγματοποιείται στο ζεστή ώραχρόνια (Μάιος - Οκτώβριος) στην κεντρική ζώνη της ΕΣΣΔ. Στη μετρούμενη τιμή της αντίστασης του εδάφους, ανάλογα με την κατάσταση του εδάφους και την ποσότητα της βροχόπτωσης, εισάγονται συντελεστές διόρθωσης k, λαμβάνοντας υπόψη την αλλαγή λόγω ξήρανσης και κατάψυξης του εδάφους, δηλαδή P calc \u003d P k

4. Προσδιορίζεται η αντίσταση εξάπλωσης ενός κατακόρυφου ηλεκτροδίου R v.o. τύποι πίνακα. 8-3. Αυτοί οι τύποι δίνονται για ηλεκτρόδια ράβδου από στρογγυλό χάλυβα ή σωλήνες.

Όταν χρησιμοποιούνται κατακόρυφα ηλεκτρόδια από χάλυβα γωνίας, η ισοδύναμη διάμετρος της γωνίας αντικαθίσταται στον τύπο αντί της διαμέτρου του σωλήνα, που υπολογίζεται από την έκφραση

(8-15)

όπου b είναι το πλάτος των πλευρών της γωνίας.

5. Ο κατά προσέγγιση αριθμός κάθετων αγωγών γείωσης προσδιορίζεται με έναν προηγουμένως αποδεκτό συντελεστή χρήσης

(8-16)

όπου R v.o. - αντίσταση στην εξάπλωση ενός κατακόρυφου ηλεκτροδίου, όπως ορίζεται στην παράγραφο 4. R και - την απαιτούμενη αντίσταση του ηλεκτροδίου τεχνητής γείωσης. K και, σε, zm - ο συντελεστής χρήσης ηλεκτροδίων κάθετης γείωσης.

Πίνακας 8-2

Η τιμή του πολλαπλασιαστικού συντελεστή k για διαφορετικές κλιματικές ζώνες

Οι συντελεστές χρήσης κάθετων αγωγών γείωσης δίνονται στον Πίνακα. 8-4 κατά την τακτοποίηση τους σε σειρά και σε πίνακα. 8-5 όταν τα τοποθετείτε κατά μήκος του περιγράμματος

6. Η αντίσταση διασποράς των οριζόντιων ηλεκτροδίων Rg προσδιορίζεται σύμφωνα με τους τύπους του Πίνακα. 8-3. Οι συντελεστές για τη χρήση οριζόντιων ηλεκτροδίων για έναν προηγουμένως αποδεκτό αριθμό κατακόρυφων ηλεκτροδίων λαμβάνονται από τον Πίνακα. 8-6 με διάταξη κάθετων ηλεκτροδίων στη σειρά και σύμφωνα με τον πίνακα. 8-7 με τη διάταξη κάθετων ηλεκτροδίων κατά μήκος του περιγράμματος.

7. Καθορίζεται η απαιτούμενη αντίσταση των κατακόρυφων ηλεκτροδίων, λαμβάνοντας υπόψη την αγωγιμότητα των οριζόντιων ηλεκτροδίων σύνδεσης από τις εκφράσεις

(8-17)

όπου R g - αντίσταση στην εξάπλωση οριζόντιων ηλεκτροδίων, που ορίζεται στην παράγραφο 6. R και - η απαιτούμενη αντίσταση του ηλεκτροδίου τεχνητής γείωσης.

Πίνακας 8-3

Τύποι για τον προσδιορισμό της αντίστασης στη διασπορά ρεύματος διαφόρων ηλεκτροδίων γείωσης

Πίνακας 8-4

Συντελεστές χρήσης κάθετων αγωγών γείωσης, K και, in, gm, τοποθετημένων σε σειρά, χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η επίδραση των οριζόντιων ηλεκτροδίων επικοινωνίας

Πίνακας 8-5

Συντελεστές χρήσης κάθετων αγωγών γείωσης, K και, in, zm, τοποθετημένοι κατά μήκος του περιγράμματος, χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η επίδραση των ηλεκτροδίων οριζόντιας σύζευξης

Πίνακας 8-6

Συντελεστές χρήσης K και, g, zm οριζόντιων ηλεκτροδίων σύνδεσης, σε μια σειρά κατακόρυφων ηλεκτροδίων

Πίνακας 8-7

Συντελεστές χρήσης K και, g, gm κάθετων ηλεκτροδίων σύνδεσης σε ένα κύκλωμα κατακόρυφων ηλεκτροδίων

8. Ο αριθμός των κατακόρυφων ηλεκτροδίων καθορίζεται, λαμβάνοντας υπόψη τους συντελεστές χρήσης σύμφωνα με τον Πίνακα. 8-4 και 8-5:

Ο αριθμός των κατακόρυφων ηλεκτροδίων τελικά λαμβάνεται από τις συνθήκες τοποθέτησης.

9. Για εγκαταστάσεις άνω των 1000 V με υψηλά ρεύματασφάλμα γείωσης, η θερμική σταθερότητα των αγωγών σύνδεσης ελέγχεται σύμφωνα με τον τύπο (8-11).

Παράδειγμα 1. Απαιτείται ο υπολογισμός του συστήματος ηλεκτροδίων γείωσης βρόχου ενός υποσταθμού 110/10 kV με τα ακόλουθα δεδομένα: το μέγιστο ρεύμα μέσω γείωσης σε περίπτωση σφαλμάτων γείωσης στην πλευρά των 110 kV είναι 3,2 kA, το μεγαλύτερο ρεύμα μέσω γείωσης σε περίπτωση γείωσης Τα σφάλματα στην πλευρά των 10 kV είναι 42 A. χώμα στο χώρο της κατασκευής του υποσταθμού - αργιλώδες. κλιματική ζώνη 2; Επιπλέον, ως γείωση χρησιμοποιείται ένα σύστημα καλωδίων - στηρίξεων με αντίσταση γείωσης 1,2 Ohm.

Λύση 1. Για την πλευρά των 110 kV απαιτείται αντίσταση γείωσης 0,5 Ohm Για την πλευρά των 10 kV, σύμφωνα με τον τύπο (8-12), έχουμε:

όπου η ονομαστική τάση στη συσκευή γείωσης U calc θεωρείται ότι είναι 125 V, καθώς η συσκευή γείωσης χρησιμοποιείται επίσης για εγκαταστάσεις υποσταθμών με τάσεις έως 1000 V.

Έτσι, η αντίσταση rzm = 0,5 Ohm λαμβάνεται ως η υπολογισμένη.

2. Η αντίσταση του ηλεκτροδίου τεχνητής γείωσης υπολογίζεται λαμβάνοντας υπόψη τη χρήση του συστήματος στήριξης καλωδίων

Τραπέζι 8-1 είναι 1000 ωμ. .8 μ

Εκτιμώμενες ειδικές αντιστάσεις: για οριζόντια ηλεκτρόδια R υπολογίστηκε g = 4,5x100 = 450 Ohm m; για κάθετα ηλεκτρόδια υπολογ.v = 1,8x100 = 180 Ohm m.

4. Προσδιορίζεται η αντίσταση εξάπλωσης ενός κατακόρυφου ηλεκτροδίου - μια γωνία Νο. 50 μήκους 2,5 m όταν βυθίζεται κάτω από το επίπεδο του εδάφους κατά 0,7 m σύμφωνα με τον τύπο από τον Πίνακα. 8-3:

όπου d= d y, ed= 0,95; b = 0,95x0,95 = 0,0475 m; t \u003d 0,7 + 2,5 / 2 \u003d 1,95 m;

5. Ο κατά προσέγγιση αριθμός των κατακόρυφων αγωγών γείωσης προσδιορίζεται με έναν προηγουμένως αποδεκτό συντελεστή χρήσης K και, σε, gm = 0,6:

6. Προσδιορίζεται η αντίσταση εξάπλωσης οριζόντιων ηλεκτροδίων (λωρίδες 40x4 mm 2) που είναι συγκολλημένα στα πάνω άκρα των γωνιών. Ο συντελεστής χρήσης της λωρίδας σύνδεσης στο κύκλωμα K και, g, gm με τον αριθμό των γωνιών περίπου 100 και την αναλογία a / l \u003d 2 σύμφωνα με τον πίνακα. 8-7 ισούται με 0,24. Αντοχή στην εξάπλωση της λωρίδας κατά μήκος της περιμέτρου του περιγράμματος (l = 500 m) σύμφωνα με τον τύπο από τον Πίνακα. 8-3 ισούται με:

7. Εξευγενισμένη αντίσταση κάθετων ηλεκτροδίων

8. Ο καθορισμένος αριθμός κατακόρυφων ηλεκτροδίων προσδιορίζεται με συντελεστή χρήσης K και, g, zm = 0,52, λαμβάνεται από τον Πίνακα. 8-5 με n = 100 και a/l = 2:

Τελικά δεκτά 116 κόρνερ.

Εκτός από το περίγραμμα, ένα πλέγμα διαμήκων λωρίδων είναι διατεταγμένο στην επικράτεια, που βρίσκεται σε απόσταση 0,8-1 m από τον εξοπλισμό, με εγκάρσιες συνδέσεις κάθε 6 m. Αυτά τα μη καταγεγραμμένα οριζόντια ηλεκτρόδια μειώνουν τη συνολική αντίσταση γείωσης, η αγωγιμότητά τους πηγαίνει στο περιθώριο ασφαλείας.

9. Ελέγχεται η θερμική σταθερότητα της λωρίδας 40 × 4 mm 2.

Το ελάχιστο τμήμα της λωρίδας από τις συνθήκες θερμικής αντίστασης σε βραχυκύκλωμα. στη γείωση στον τύπο (8-11) με βραχυκύκλωμα μειωμένου χρόνου ροής ρεύματος. tp \u003d 1.1 ισούται με:

Έτσι, η λωρίδα 40 × 4 mm 2 ικανοποιεί τη συνθήκη θερμικής σταθερότητας.

Παράδειγμα 2. Απαιτείται ο υπολογισμός της γείωσης ενός υποσταθμού με δύο μετασχηματιστές 6/0,4 kV ισχύος 400 kVA με τα ακόλουθα δεδομένα: το μέγιστο ρεύμα μέσω γείωσης σε περίπτωση σφάλματος γείωσης στην πλευρά των 6 kV 18 A. χώμα στο εργοτάξιο - πηλός. κλιματική ζώνη 3; Επιπλέον, ένας σωλήνας νερού με αντίσταση διασποράς 9 ohms χρησιμοποιείται ως γείωση.

Λύση. Προβλέπεται η κατασκευή συστήματος γείωσης με εξω αποτο κτίριο στο οποίο γειτνιάζει ο υποσταθμός, με διάταξη κάθετων ηλεκτροδίων σε μία σειρά μήκους 20 m. υλικό - στρογγυλό χάλυβα με διάμετρο 20 mm, μέθοδος εμβάπτισης - βίδωμα. τα άνω άκρα των κατακόρυφων ράβδων, βυθισμένα σε βάθος 0,7 m, συγκολλούνται σε ένα οριζόντιο ηλεκτρόδιο από τον ίδιο χάλυβα.

1. Η πλευρά των 6 kV απαιτεί αντίσταση γείωσης που ορίζεται από τον τύπο (8-12):

όπου η ονομαστική τάση στη συσκευή γείωσης θεωρείται ότι είναι 125 V, καθώς η συσκευή γείωσης είναι κοινή για τις πλευρές των 6 και 0,4 kV.

Σύμφωνα με το PUE, η αντίσταση γείωσης δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 4 ohms. Έτσι, η υπολογιζόμενη αντίσταση γείωσης είναι rgm = 4 Ohm.

2. Η αντίσταση ενός ηλεκτροδίου τεχνητής γείωσης υπολογίζεται λαμβάνοντας υπόψη τη χρήση ενός σωλήνα νερού ως παράλληλου κλάδου του εδάφους

3. Συνιστώμενη αντίσταση γείωσης για υπολογισμούς στο σημείο κατασκευής γείωσης (πηλός) σύμφωνα με τον Πίνακα. Το 8-1 είναι 70 Ohm*m. Αυξητικοί συντελεστές k για την 3η κλιματική ζώνη σύμφωνα με τον Πίνακα. Τα 8-2 λαμβάνονται ίσα με 2,2 για οριζόντια ηλεκτρόδια σε βάθος τοποθέτησης 0,7 m και 1,5 για κάθετα ηλεκτρόδια μήκους 2–3 m με βάθος τοποθέτησης του άνω άκρου τους 0,5–0,8 m.

Εκτιμώμενη ειδική αντίσταση εδάφους:

για οριζόντια ηλεκτρόδια P calc.g = 2,2 × 70 = 154 Ohm * m;

για κάθετα ηλεκτρόδια P υπολ.v = 1,5x70 = 105 Ohm * m.

4. Η αντίσταση εξάπλωσης μιας ράβδου με διάμετρο 20 mm, μήκος 2 m προσδιορίζεται όταν βυθιστεί κάτω από το επίπεδο του εδάφους κατά 0,7 m σύμφωνα με τον τύπο από τον Πίνακα. 8-3:

5. Ο κατά προσέγγιση αριθμός των κατακόρυφων αγωγών γείωσης προσδιορίζεται με έναν προηγουμένως αποδεκτό συντελεστή χρήσης Κ και. zm = 0,9

6. Προσδιορίζεται η αντίσταση στην εξάπλωση ενός οριζόντιου ηλεκτροδίου από στρογγυλό χάλυβα διαμέτρου 20 mm, συγκολλημένου στα πάνω άκρα των κατακόρυφων ράβδων.

Ο συντελεστής χρήσης ενός οριζόντιου ηλεκτροδίου σε μια σειρά ράβδων με τον αριθμό τους περίπου 6 και ο λόγος της απόστασης μεταξύ των ράβδων προς το μήκος των ράβδων a/l = 20/5x2 = 2 σύμφωνα με τον πίνακα. Το 8-6 λαμβάνεται ίσο με 0,85.

Η αντίσταση διασποράς ενός οριζόντιου ηλεκτροδίου προσδιορίζεται από τον τύπο από τον Πίνακα. 8-3 και 8-8:

Πίνακας 8-8

Οι συντελεστές αντίστασης αυξάνονται σε σχέση με το μετρούμενο αντίστασηχώμα (ή αντίσταση εδάφους) για τη μεσαία λωρίδα της ΕΣΣΔ

Σημειώσεις: 1) ισχύει για 1 εάν η μετρούμενη τιμή P (Rx) αντιστοιχεί περίπου στην ελάχιστη τιμή (βρεγμένο έδαφος - προηγήθηκε η κατακρήμνιση του χρόνου μέτρησης ένας μεγάλος αριθμόςκατακρήμνιση);

2) Το k2 εφαρμόζεται εάν η μετρούμενη τιμή P (Rx) αντιστοιχεί περίπου στη μέση τιμή (έδαφος μέτριας υγρασίας - του χρόνου μέτρησης προηγήθηκε μια μικρή ποσότητα βροχόπτωσης).

3) Το k3 εφαρμόζεται εάν η μετρούμενη τιμή P (Rx) αντιστοιχεί περίπου υψηλότερη τιμή(το έδαφος είναι στεγνό - του χρόνου των μετρήσεων προηγήθηκε ασήμαντη βροχόπτωση).

7. Βελτιωμένη αντίσταση εξάπλωσης των κατακόρυφων ηλεκτροδίων

8. Ο καθορισμένος αριθμός κατακόρυφων ηλεκτροδίων προσδιορίζεται στον συντελεστή χρήσης Κ και. ζ. zm = 0,83, από τον πίνακα. 8-4 σε n = 5 και a/l= 20/2x4 = 2,5 (n = 5 αντί για 6 λαμβάνεται από την προϋπόθεση της μείωσης του αριθμού των κατακόρυφων ηλεκτροδίων όταν λαμβάνεται υπόψη η αγωγιμότητα του οριζόντιου ηλεκτροδίου)

Τέσσερις κάθετες ράβδοι γίνονται τελικά αποδεκτές, ενώ η αντίσταση διάδοσης είναι κάπως μικρότερη από την υπολογιζόμενη.

Απόσπασμα από το Εγχειρίδιο Industrial Power Supply

υπό τη γενική επιμέλεια των A. A. Fedorov και G. V. Serbinovsky