Заземление в ряд: расчёт числа электродов и полосы

Заземление в ряд: расчёт числа электродов и полосы: ответ

Электроды в ряд — прямая траншея вдоль забора или стены, уголки через равный шаг, полоса сверху. Полоса при этом короче, чем у контура: a·(n − 1) вместо a·n, а экранирование слабее — крайние электроды видят соседа только с одной стороны, поэтому коэффициенты использования ряда выше (для двух электродов при a = L — 0,85, для трёх — 0,78 против 0,69 у контура из трёх). В суглинке (ρ = 100 Ом·м) норму 30 Ом дают 2 уголка 50×50 по 3 м с шагом 3 м и полосой 3 м: 24 Ом; под 10 Ом — 6 уголков, под 4 Ом — 21.

Ряд удобен, когда контур не помещается: узкий участок, полоса вдоль дорожки, заземление для мастерской у забора. Недостаток — не окружает здание и хуже выравнивает потенциал вокруг дома, поэтому для молниезащиты предпочитают контур. Сравнение при одинаковой стали в суглинке: 3 электрода по контуру дают 19 Ом при полосе 9 м, 2 в ряд — 24 Ом при полосе 3 м.

Шаг в ряду выбирают 1–2 длины электрода: при a = 2L коэффициент использования трёх уголков — 0,87, при a = L — 0,78, а вместе с более длинной полосой разница в сопротивлении около 20 %. Полоса в ряду тянется от первого до последнего электрода и дальше к щиту; траншея глубиной 0,7 м — около 0,8 м³ на 3 м. Расход стали — 26 кг.

Сколько электродов нужно при ρ = 100 Ом·м: сопротивление по числу

Уголок 50×50×5 3 м, шаг 3 м (a/L = 1), полоса полоса 40×4, схема — в ряд; 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 — в ряд. 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

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

• Крайние электроды ряда работают лучше средних: при том же числе уголков ряд выигрывает у контура 10–15 %, хотя полоса у него короче.
• Ведите ряд вдоль забора не ближе 1 м от фундамента и столбов, чтобы электроды не попали в бетон и подсыпку.
• Шаг 2L (6 м для уголка 3 м) экономит один-два электрода на длинном ряду за счёт лучшего использования.
• Ряд длиннее 20–30 м — уже практически горизонтальный заземлитель: полоса даёт больше, чем уголки, и её длину выгоднее наращивать, чем число электродов.

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.