Изчисляване на заземяващото устройство
Изчисляването на заземяващите устройства се свежда до определяне на преходното съпротивление на разпространението на тока на земната повреда от заземяващите електроди, което зависи от съпротивлението на почвените слоеве ρ… Съпротивлението на почвените слоеве зависи от техния състав, съдържание на влага, ниво на подпочвените води и температура. Най -точно ρ може да се определи чрез директно измерване на място, като се използва един от съществуващите методи. Стойностите, препоръчани за предварителни изчисления за различни почви и увеличаващи се коефициенти при замръзване, са дадени в справочниците.
След като устройството за заземяване е завършено, неговото съпротивление задължително се измерва и ако то се различава от стандарта, то се намалява чрез добавяне на броя на заземените електроди или увеличаване на проводимостта на почвата, въвеждане на шлака, сол или други вещества в нея.
След като се направи изчисление за изкуствени заземени електроди, предварително се определя дали ще има достатъчно естествени заземени електроди и едва след това се изчислява необходимото съпротивление на изкуствени заземени електроди
където Rпретенция — устойчивост на изкуствени заземени електроди, Рек — същото, естествено, Rzu — нормална устойчивост.
Заземителните превключватели са заварени със стоманена лента 40х4 мм или със същия прът. Тези ленти са положени в земята на дълбочина 0,7 m и образуват обща заземяваща верига.
Стоманен прът с дължина 5 m в нормална почва (глинеста почва) при ρ = 100 ома x m има контактно съпротивление 22,7 ома. За да се получи стандартно съпротивление на разпръскване на единичен заземен електрод от 22,7 ома, се изчислява съпротивлението на контура, което се състои от съпротивлението на вертикала Rв и хоризонтални електроди под формата на свързваща лента Rd свързани паралелно.
Ориз. 1. Заземяващи устройства: а — токови линии на паралелно свързани заземени електроди, б — заземителна верига на самостоятелна трансформаторна подстанция, в — същата вградена подстанция — 1 — заземителни електроди, 2 — вътрешен заземяващ контур
Разстоянието между електродите трябва да бъде поне тяхната дължина, за да се избегне явлението на тяхното взаимно екраниране (фиг. 1 а), което води до увеличаване на съпротивлението на заземената електродна система. Контурът е направен под формата на правоъгълник, който обхваща електрическа инсталация (например свободно стояща станция или трафопост). Ако електрическата инсталация е вградена в сградата, тогава заземяващата верига се прави дистанционно и се свързва с вътрешната верига (вътре в сградата) в най -малко две ленти (фиг. 1. б, в).
В инсталации с изолирани неутрални и ниски токове на заземяване, напречното сечение на заземяващите проводници се счита за достатъчно: мед 25, алуминий 35, стомана 120 мм2… Минималното напречно сечение на кръгла или лентова стомана на заземителните линии трябва да бъде най-малко 100 m2 в инсталации до 1000 V и 120 mm2 в инсталации над 1000 V.
За електрически инсталации с напрежение над 1000 V с ниски токове на заземяване, съпротивлението на заземяващото устройство трябва да отговаря на условието
където Uz се приема за 250 V, ако заземителното устройство се използва само за инсталации с напрежение над 1000 V, и Uh = 125 V, ако заземяващото устройство се използва едновременно за инсталации с напрежение до 1000 V,
Азs — номинален ток на земна повреда, А.
При изчисленията на заземяващи устройства се използват следните опростени формули, които определят съпротивлението на изкуствените заземителни електроди:
— за вдлъбнат пръчков електрод с диаметър 10-12 mm, дължина около 5 m
— за електрод от ъглова стомана 50x50x5 mm и дължина 2,5-2,7 m
— за електрод, изработен от тръба с диаметър 50-60 mm и дължина 2,5 m
При инсталации с напрежение до 1000 V правилният избор на заземяващи устройства осигурява и условия за бързо и надеждно изключване на мрежова секция (електрическа инсталация) в случай на късо съединение.