Татьяна Гончарова - Ласковые сети кружева филе. Веселая аппликация... (Сделай сам №2∙1998)

Основной электрической характеристикой заземлителя является сопротивление растеканию тока. Предположим, что в земле находится электрод и через него происходит замыкание на землю (рис. 6).

Рис. 6. Растекание тока от единичного электрода заземлителя

Вокруг электрода образуется электрическое поле и зона повышенных потенциалов, которые по мере удаления от электрода уменьшаются и на расстоянии 20 м становятся близкими к 0. Это явление называется растеканием тока. В зоне растекания тока находиться опасно. Как показано на рис. 6, передние ноги лошади находятся ближе к заземлителю в зоне потенциала V 2, а задние ноги — под потенциалом V 1. Лошадь в данном случае является сопротивлением, к которому приложена разность потенциалов V 2— V 1. В результате по лошади (через передние ноги, тело лошади и задние ноги) будет протекать ток, сила которого равна J= ( V 2— V 1)/ Rлошади, что может вызвать поражение электрическим током, называемое напряжением шага.

Зная величину удельного сопротивления грунта и длину электродов, можно, пользуясь приближенной формулой из таблицы 5, определить сопротивление растеканию одиночного электрода.

Искусственные заземлители, как правило, состоят из нескольких электродов, соединенных между собой проводниками. В том случае, если исключить их взаимное влияние друг на друга, расстояние между ними в заземлении должно быть не менее 25 м. Чем ближе находятся электроды один от другого, тем в большей степени сказывается их взаимное влияние. Для учета взаимного влияния электродов устанавливается коэффициент использования заземлителей η ).

В таблице 6 приведены коэффициенты использования вертикальных электродов, размещенных в ряд.

* а— расстояние между электродами в м ;

l— длина электрода в м .

Сопротивление заземлителей при растекании тока молнии называется импульсным, и его определяют по формуле

R и = R∙ а и,

где:

R — сопротивление заземлителей при низкой частоте и малых плотностях токов на поверхности — при токах промышленной частоты;

а и— импульсный коэффициент;

R и— сопротивление заземлителей при растекании тока молнии — импульсное сопротивление.

Импульсное сопротивление непосредственному измерению не поддается, поэтому его оценивают косвенно по сопротивлению при промышленной частоте R ии импульсному коэффициенту а и. Но импульсный коэффициент а изависит от удельного сопротивления земли. Он тем меньше, чем больше удельное сопротивление грунта. Значение импульсного коэффициента а ив зависимости от удельного сопротивления грунта при вертикальных электродах представлено в таблице 7.

Связь между сопротивлениями при импульсе и промышленной (низкой) частоте представлена в таблице 8.

Пример 3.Необходимо определить величину сопротивления заземлителей на промышленной частоте для присоединения к нему импульсного заземлителя с сопротивлением 40 Ом р гр.= 500 Ом м.

Решение. Импульсному заземлителю величиной 40 Ом соответствует заземлитель, рассчитанный по переменному току, сопротивление которого равно 60 Ом. В качестве технических способов электрозащиты в сельском доме применяются зануление и молниезащита. В ряде случаев требуется повторное заземление нулевого провода. Его необходимо выполнять на концах воздушных линий или ответвлениях длиной более 200 м, а также на вводах в здания, установки которых подлежат заземлению. Сопротивление каждого из повторных заземлителей на линиях 380/220 В — 30 Ом.

От прямых ударов молнии здания и сооружения II категории защищают заземлителями с импульсным сопротивлением не более 10 Ом, а в грунтах с удельным сопротивлением 500 Ом∙м и выше — с сопротивлением не более 40 Ом.

От прямых ударов молнии здания и сооружения III категории защищают заземлителями с импульсным сопротивлением не более 20 Ом, а в грунтах с удельным сопротивлением 500 Ом∙м и выше допускается не более 40 Ом. Для защиты ферм крупного рогатого скота и конюшен сопротивление не должно превышать 10 Ом.

Заноса высокого потенциала в здания и сооружения II категории можно избежать при применении кабельного ввода или кабельной вставки длиной не менее 50 м, а внешние наземные металлические коммуникации на вводе необходимо присоединить к грозозащитному или повторному заземлению.

Защиту зданий III категории от заноса высоких потенциалов по линиям электросети можно осуществить с помощью мер, предусмотренных для зданий II категории или благодаря присоединению к защитному заземлению внешних металлических коммуникаций на вводе, включая штыри и крюки изоляторов (рис. 7).

Рис. 7. Заземление крюков изоляторов

Пример 4. Определить количество электродов заземлителя, изготовленных из стали диаметром 12 мм, длиной 5 м. В заземлителе электроды расположены в ряд с расстоянием 5 м и соединены между собой стальным прутком диаметром 12 мм.

Приусадебный участок расположен под Москвой. Грунт участка — песок с удельным сопротивлением 750 Ом∙м ( р гр.= 750 Ом∙м.).

Решение. На участке расположены строения, относящиеся по классификации зданий и сооружений по устройству молниезащиты к зданиям III категории. Импульсное сопротивление заземлителя не должно превышать 20 Ом, а в грунтах с удельным сопротивлением 500 Ом∙м и выше — не более 40 Ом.

По таблице 8 методом интерполяции устанавливаем, что импульсному сопротивлению в 40 Ом при удельном сопротивлении грунта р гр.= 750 Ом м соответствует сопротивление заземления, равное 70 Ом ( R = 70 Ом). Определим значение удельного сопротивления грунта с учетом сезонного коэффициента К с(см. табл. 4). По карте схематического районирования страны (рис. 5) определяем, что земли Подмосковья относятся ко второму климатическому району, сезонный коэффициент которого для электродов длиной 6 м равен 1,25.

Р рас.= р гр.∙ К с= 1,25∙750 = 937 Ом∙м.

Пользуясь приближенной формулой, приведенной в табл. 5, определяем сопротивление одиночного электрода:

r э~= Р рас./ l= 937/5 = 187,4 Ом,

где l — длина электрода.

При расположении электродов в один ряд с расстоянием между ними 5 м, отношение расстояния между электродами к длине электрода равно l ( а/ l= l). Предварительно определяем число электродов в заземлителе, равное 3, и по табл. 6 определяем коэффициент использования η ), который принимаем равным 0,8. Это означает, что действительное сопротивление одного электрода в заземлителе из трех стержней вследствие их взаимного влияния будет равно: