Расчёт заземления в гравии и щебне

Расчёт заземления в гравии и щебне: ответ

Удельное сопротивление гравия и щебня — около 2 000 Ом·м (типичный разброс 1 500–3 000). С сезонным коэффициентом 1,7 для II климатической зоны расчётное значение для вертикальных электродов — 3 400 Ом·м, для горизонтальной полосы (коэффициент 4) — 8 000 Ом·м. Одиночный уголок 50×50×5 длиной 3 м, забитый верхом на 0,7 м, даёт в гравии и щебне около 937 Ом; замкнутый контур из 77 таких электродов с шагом 3 м и полосой полоса 40×4 — 30 Ом, что укладывается в норму 30 Ом для повторного заземления на вводе в дом (ПУЭ 1.7.103).

Гравий и щебень — крупные зёрна с воздухом между ними: сопротивление в 20 раз выше суглинка. Забить электрод не получится, а пробуренная скважина сама по себе не поможет — нужна засыпка бентонитом или глиной вокруг электрода и поиск прослоек мелкого грунта; на насыпных гравийных площадках заземляют через фундамент здания.

Более жёсткие нормы требуют больше металла: 10 Ом для газового котла и молниезащиты — вертикальными электродами не достигается — 100 штук дают лишь 24 Ом, 4 Ом для нейтрали трансформатора — вертикальными электродами не достигается — 100 штук дают лишь 24 Ом. Расход стали на контур под 30 Ом — 1 162 кг (871 кг электроды, 291 кг полоса 231 м); траншея под полосу глубиной 0,7 м — около 64,7 м³. В I климатической зоне тот же контур даст 30 Ом (нужно 90 электродов), в IV зоне — 30 Ом (53).

Сколько электродов нужно в гравии и щебне: сопротивление по числу

Уголок 50×50×5 3 м, шаг 3 м (a/L = 1), полоса полоса 40×4, схема — по контуру; норма 30 Ом. Коэффициенты использования падают с ростом числа электродов — каждый следующий даёт меньше предыдущего.

Заземление в разных грунтах: один уголок 50×50×5 и электродов под норму

Уголок 50×50×5 3 м, II климатическая зона, схема — по контуру. Ссылки ведут на страницы грунтов.

Длина электрода: сопротивление и число под 30 Ом

Удвоение длины снижает сопротивление одиночного электрода примерно на 40 %; удвоение диаметра — только на 8 %. Типовые длины для уголка 50×50×5.

Климатическая зона и сезонный коэффициент

Промерзание зимой и пересыхание летом поднимают удельное сопротивление верхнего слоя: расчёт ведут по худшему сезону, умножая ρ на коэффициент зоны (РД 153-34.0-20.525-00, Карякин). Для глубинных электродов ниже 3–5 м коэффициент ближе к единице.

Нормы сопротивления и что они требуют в гравии и щебне

ПУЭ-7: 4 Ом — заземление нейтрали трансформатора 380/220 В (п. 1.7.101), 10 Ом — все повторные заземления PEN линии вместе, 30 Ом — каждое повторное (п. 1.7.103); 10 Ом — молниезащита (РД 34.21.122-87) и требования к газовым котлам; система TT — R ≤ 50 В / I∆n (п. 1.7.59).

Общее сопротивление растеканию заземлителей всех повторных заземлений PEN-проводника каждой ВЛ в любое время года должно быть не более 10 Ом при 380/220 В; сопротивление каждого из повторных заземлителей — не более 30 Ом.— ПУЭ-7, п. 1.7.103

Как проектировать и монтировать

• Измерьте ρ на участке: справочные 2 000 Ом·м для гравия и щебня могут отличаться от реальных в 2–3 раза — расчёт даёт число электродов, а прибор (измеритель сопротивления заземления) — приёмку.
• Шаг между электродами — не меньше их длины (a/L ≥ 1): при a = L соседние уголки экранируют друг друга и коэффициент использования падает до 0,38, при a = 2L потери меньше.
• Полосу и уголки соединяйте только сваркой (ПУЭ 1.7.139), шов красьте битумным лаком, а сам заземлитель в земле не окрашивайте; сечение полосы в земле — не меньше 100 мм² (40×4) для чёрной стали.
• Один омеднённый штырь 6 м в гравии и щебне даёт около 636 Ом, 9 м — 450, 12 м — 352 Ом: глубинный электрод часто дешевле контура, если участок мал.

Другие грунты, электроды и нормы — в навигации ниже; сечение вводного кабеля и защитного проводника — в калькуляторе сечения провода; общий расчёт для любых условий — в калькуляторе заземления.