Определение удельного сопротивления грунта. Удельное сопротивление грунта как измерить
Измерить удельное сопротивление грунта, Минск, РБ
Удельное сопротивление грунта
Грунт по своей структуре является пористым дисперсионным телом, которое состоит из трех основных частей: твердой, газообразной и жидкой (свободная и связанная вода).
Земля, по характеристикам – очень плохой проводник. Проводимость земли в тысячи раз хуже проводимости металлов и воды. Удельное сопротивление грунта – это величина, которая характеризует сопротивление грунта прохождению тока (токорастеканию), или можно сказать – служит для определения электропроводности грунта в качестве проводника.
Особенности проведения измерения удельного сопротивления грунта
Удельное сопротивление грунта – есть сопротивление, создаваемое материалом земли в виде куба с размерами 1х1х1 м, к которому присоединены измерительные электроды к разным сторона куба. За единицу объемного удельного сопротивления принят Ом на метр.
Значение удельного сопротивления земли является основополагающим параметром при проведении расчетов сопротивления заземления. Чем больше будет этот показатель, тем большее количество заземлителей необходимо будет установить, чтобы добиться необходимого значения сопротивления заземления. При расчете заземляющего устройства требуется знать точное значение удельного сопротивления грунта в конкретном месте, где будет создаваться заземление.
Удельное сопротивление грунта зависит от таких факторов, как: температура, влажность, время года, состав грунта.
Для чего требуется эта процедура?
Точное измерение позволяет порядком сэкономить на организации сооружения заземления. Либо не придется устанавливать лишние заземлители, либо не придется проводить дополнительные мероприятия по увеличению заземляющих устройств после окончания строительства и ввода объекта в эксплуатацию. Для получения максимально достоверного результата измерения следует проводить в течение всего года. Гораздо чаще все замеры проводятся в конце весны – начала лета, реже – осенью и зимой.
Для измерения удельного электрического сопротивления грунта, специалисты компании “ТМРсила-М” используют прибор ИС-10.
Понравилась статья? Расскажите друзьям:
tmr-power.com
Грунт | Удельное сопротивление, среднее значение (Ом*м) | Сопротивление заземления для комплектаZZ-000-015, Ом | Сопротивление заземления для комплектаZZ-000-030, Ом | Сопротивление заземления для комплектаZZ-100-102, Ом |
Асфальт | 200 — 3 200 | 17 — 277 | 9,4 — 151 | 8,3 — 132 |
Базальт | 2 000 | Требуются специальные мероприятия (замена грунта) | ||
Бентонит (сорт глины) | 2 — 10 | 0,17 — 0,87 | 0,09 — 0,47 | 0,08 — 0,41 |
Бетон | 40 — 1 000 | 3,5 — 87 | 2 — 47 | 1,5 — 41 |
Вода | ||||
Вода морская | 0,2 | 0 | 0 | 0 |
Вода прудовая | 40 | 3,5 | 2 | 1,7 |
Вода равнинной реки | 50 | 4 | 2,5 | 2 |
Вода грунтовая | 20 — 60 | 1,7 — 5 | 1 — 3 | 1 — 2,5 |
Вечномёрзлый грунт (многолетнемёрзлый грунт) | ||||
Вечномёрзлый грунт — талый слой (у поверхности летом) | 500 — 1000 | — | — | 20 — 41 |
Вечномёрзлый грунт (суглинок) | 20 000 | Требуются специальные мероприятия (замена грунта) | ||
Вечномёрзлый грунт (песок) | 50 000 | Требуются специальные мероприятия (замена грунта) | ||
Глина | ||||
Глина влажная | 20 | 1,7 | 1 | 0,8 |
Глина полутвёрдая | 60 | 5 | 3 | 2,5 |
Гнейс разложившийся | 275 | 24 | 12 | 11,5 |
Гравий | ||||
Гравий глинистый, неоднородный | 300 | 26 | 14 | 12,5 |
Гравий однородный | 800 | 69 | 38 | 33 |
Гранит | 1 100 — 22 000 | Требуются специальные мероприятия (замена грунта) | ||
Гранитный гравий | 14 500 | Требуются специальные мероприятия (замена грунта) | ||
Графитовая крошка | 0,1 — 2 | 0 | 0 | 0 |
Дресва (мелкий щебень/крупный песок) | 5 500 | 477 | 260 | 228 |
Зола, пепел | 40 | 3,5 | 2 | 1,7 |
Известняк (поверхность) | 100 — 10 000 | 8,7 — 868 | 4,7 — 472 | 4,1 — 414 |
Известняк (внутри) | 5 — 4 000 | 0,43 — 347 | 0,24 — 189 | 0,21 — 166 |
Ил | 30 | 2,6 | 1,5 | 1 |
Каменный уголь | 150 | 13 | 7 | 6 |
Кварц | 15 000 | Требуются специальные мероприятия (замена грунта) | ||
Кокс | 2,5 | 0,2 | 0,1 | 0,1 |
Лёсс (желтозем) | 250 | 22 | 12 | 10 |
Мел | 60 | 5 | 3 | 2,5 |
Мергель | ||||
Мергель обычный | 150 | 14 | 7 | 6 |
Мергель глинистый (50 — 75% глинистых частиц) | 50 | 4 | 2 | 2 |
Песок | ||||
Песок, сильно увлажненный грунтовыми водами | 10 — 60 | 0,9 — 5 | 0,5 — 3 | 0,4 — 2,5 |
Песок, умеренно увлажненный | 60 — 130 | 5 — 11 | 3 — 6 | 2,5 — 5,5 |
Песок влажный | 130 — 400 | 10 — 35 | 6 — 19 | 5 — 17 |
Песок слегка влажный | 400 — 1 500 | 35 — 130 | 19 — 71 | 17 — 62 |
Песок сухой | 1 500 — 4 200 | 130 — 364 | 71 — 198 | 62 — 174 |
Супесь (супесок) | 150 | 13 | 7 | 6 |
Песчаник | 1 000 | 87 | 47 | 41 |
Садовая земля | 40 | 3,5 | 2 | 1,7 |
Солончак | 20 | 1,7 | 1 | 0,8 |
Суглинок | ||||
Суглинок, сильно увлажненный грунтовыми водами | 10 — 60 | 0,9 — 5 | 0,5 — 3 | 0,4 — 2,5 |
Суглинок полутвердый, лесовидный | 100 | 9 | 5 | 4 |
Суглинок при температуре минус 5 С° | 150 | — | — | 6 |
Супесь (супесок) | 150 | 13 | 7 | 6 |
Сланец | 10 — 100 | |||
Сланец графитовый | 55 | 5 | 2,5 | 2,3 |
Супесь (супесок) | 150 | 13 | 7 | 6 |
Торф | ||||
Торф при температуре 10° | 25 | 2 | 1 | 1 |
Торф при температуре 0 С° | 50 | 4 | 2,5 | 2 |
Чернозём | 60 | 5 | 3 | 2,5 |
Щебень | ||||
Щебень мокрый | 3 000 | 260 | 142 | 124 |
Щебень сухой | 5 000 | 434 | 236 | 207 |
resant.ru
![]() Удельное сопротивление грунта - это главный параметр, который влияет на конструкцию заземляющего устройства: количество и длину заземляющих электродов. Физически оно равняется электрическому сопротивлению, которое грунт оказывает току при прохождении им расстояния между противоположными гранями условного куба объемом 1 куб. м.; размерность Ом*м. Удельное сопротивление зависит от многих факторов: состава и структуры грунта, его плотности, влажности, температуры, наличия примесей – солей, кислот, щелочей. Все эти параметры изменяются в течение года, поэтому соответствующим образом меняется и сопротивление грунта. Данный факт нужно учитывать при проведении замеров, расчетов, а также при измерении сопротивления растеканию смонтированного заземляющего устройства.
Сопротивление грунта и сопротивление заземленияЧем ниже значение удельного сопротивления грунта, тем лучше электрический ток растекается в среде, и тем меньше получится сопротивление заземляющего устройства. Низкое сопротивление заземления обеспечивает поглощение грунтом токов повреждений, токов утечки и молниевых токов, что предотвращает их нежелательное протекание по проводящим частям электроустановок и защищает контактирующих с ними людей от поражения электрическим током, а оборудование — от помех и нарушений работы. Заземляющее устройство обязательно должно быть дополнено правильно организованной системой уравнивания потенциалов. Такие объекты, как жилой дом и линия электропередачи не требуют столь низкого сопротивления заземления, как, например, подстанции и сооружения с большим объемом информационного и коммуникационного оборудования: ЦОД, медицинские центры и объекты связи. Более низкое сопротивление заземляющего устройства можно обеспечить растеканием тока с большего количества электродов, при том что высокое сопротивления грунта приводит к ещё большему увеличению габаритов заземлителя. Норма сопротивления заземляющего устройства определяется ПУЭ 7 изд. раздел 1.7. - для электроустановок разных классов напряжения, пункты 2.5.116-2.5.134 - для линий электропередачи, а также другими отраслевыми стандартами и документацией к аппаратам и приборам.Удельное сопротивление преимущественно зависит от типа грунта. Так, «хорошие» грунты, обладающие низким сопротивлением - это глина, чернозем (80 Ом*м), суглинок (100 Ом*м). Сопротивление песка сильно зависит от содержания влаги и колеблется от 10 до 4000 Ом*м. У каменистых грунтов оно легко может достигать нескольких тысяч Ом*м: у щебенистых — 3000-5000 Ом*м, а у гранита и других горных пород — 20000 Ом*м. Удельное сопротивление грунтов в РоссииСреднее удельное сопротивление часто встречающихся на территории России грунтов приведено в таблице на странице, посвященной удельному сопротивлению грунта Принять тип грунта можно по карте почв на территории России (для просмотра карты в полном размере, щелкните на ней). ![]() Значения, приведенные в таблицах справочные и подходят только для ориентировочного расчета в том случае, когда другая информация отсутствует. Для того чтобы получить точное значение удельного сопротивления, необходимо проводить изыскательные работы. Замеры грунта проводятся в полевых условиях методом амперметра-вольтметра, а также путем измерения инженерно-геологических элементов (ИГЭ), проведенных на разной глубине методом вертикально электрического зондирования (ВЭЗ). Значения, полученные этими двумя способами, могут значительно отличаться, также, как отличаются характеристики грунта незначительно удаленных точек на местности. Поэтому, чтобы исключить ошибку в расчетах необходимо брать максимальный из результатов этих двух методов при приведении к однослойной расчетной модели. Если для расчетов необходимо привести грунт к двухслойной модели, то использовать можно только метод ВЭЗ. Сезонное изменение сопротивления грунта и его учётДля учета сезонных изменений и влияния природных явлений «Руководство по проектированию, строительству и эксплуатации заземлений в установках проводной связи и радиотрансляционных узлов» оперирует коэффициентом промерзания, который предписывается определенной климатической зоне России и коэффициентом влажности, учитывающим накопленную грунтом влагу и количество осадков, выпавших перед измерением. РД 153-34.0-20.525-00 при определении сопротивления заземляющего устройства подстанций использует сезонный коэффициент. При пропитывании почвы водой, удельное сопротивление может снижаться в десятки раз, а при промерзании в разы увеличиваться. Поэтому, в зависимости от того, в какое время года были выполнены измерения, необходимо учитывать данные коэффициенты. Это позволит предотвратить превышения нормы заземляющего устройства в результате изменений удельного сопротивления; нормируемое значение в соответствии с ПУЭ 7 изд. должно обеспечиваться при самых неблагоприятных условиях в любое время года. При увеличении габаритов заземляющего устройства влияние сезонных изменений значительно снижается. Если заземлитель имеет горизонтальные размеры порядка 10 метров, то его сопротивление в течение года может изменяться в десятки и сотни раз, тогда как сопротивление заземлителя габаритами 100-200 метров изменяется всего лишь в 2 раза. Это связано с тем, что глубина растекания тока соизмерима с габаритами горизонтального заземлителя.Таким образом, распространенная в горизонтальном направлении конструкция действует на глубинные слои почвы, часто обладающие низким удельным сопротивлением в любое время года. "Сложные грунты" с высоким удельным сопротивлениемНекоторые типы грунта имеют крайне высокое удельное сопротивление. Его значение для каменистых грунтов достигает нескольких тысяч Ом*м при том, что организация заземляющего устройства в такой среде связана с множеством трудностей – значительными затратами материалов и объемами земляных работ. Из-за твердых включений практически невозможно использовать вертикальные электроды без применения бурения. Пример заземления в условиях каменистого грунта приведен на странице. Возможно, еще более сложный случай – это вечномерзлый грунт. При понижении температуры удельное сопротивление резко возрастает. Для суглинка при +10 С° оно составляет около 100 Ом*м, но уже при -10 С° может достигать 500 - 1000 Ом*м. Глубина промерзания вечномерзлого грунта бывает от нескольких сот метров до нескольких километров, при том что в летнее время оттаивает лишь верхний слой незначительной толщины: 1-3 м. В результате круглый год вся зона эффективного растекания тока будет иметь значительное удельное сопротивление – порядка 20000 Ом*м в вечномерзлом суглинке и 50000 Ом*м в вечномерзлом песке. Это чревато организацией заземляющего устройства на огромной площади, либо применением специальных решений, например, таких как электролитическое заземление. Для наглядного сравнения, пройдя по ссылке, можно посмотреть расчет в вечномерзлом грунте.
Решения по достижению необходимого сопротивленияТрадиционные способыВ хороших грунтах, как правило, устанавливается традиционное заземляющее устройство, состоящее из горизонтальных и вертикальных электродов. Использование вертикальных электродов несет важное преимущество. С увеличением глубины удельное сопротивление грунта «стабилизируется». В глубинных слоях оно в меньшей степени зависит от сезонных изменений, а также, благодаря повышенному содержанию влаги, имеет более низкое сопротивление. Такая особенность очень часто позволяет значительно снизить сопротивление заземляющего устройства. Горизонтальные электроды применяются для соединения вертикальных, также они способствуют еще большему снижению сопротивления. Но могут использоваться и в качестве самостоятельного решения, когда монтаж вертикальных штырей сопряжен с трудностями, либо когда необходимо организовать заземляющее устройство определенного типа, например, сетку. Нестандартные способыВ тяжелых каменистых и вечномерзлых грунтах монтаж традиционного заземления сопряжен с рядом проблем, начиная сложностью монтажа из-за специфики местности, заканчивая огромными размерами заземляющего устройства (соответственно - большими объемами строительных работ), необходимыми для соответствия его сопротивления нормам. В условиях вечномерзлого грунта также имеет место такое явление как выталкивание, в результате которого горизонтальные электроды оказываются над поверхностью уже через год. Чтобы решить эти проблемы, специалисты часто прибегают к следующим мерам:
Одним из наиболее предпочтительных решений в тяжелых условиях является электролитическое заземление, оно сочетает химическое воздействие на грунт (снижение его удельного сопротивления) и замену грунта (уменьшение влияния промерзания). Электролитический электрод наполнен смесью минеральных солей, которые равномерно распределяются в рабочей области и снижают ее удельное сопротивление. Данный процесс стабилизируется с помощью околоэлектродного заполнителя, который делает процесс выщелачивания солей равномерным. Применение электролитического заземления позволяет избежать проблем организации традиционного заземляющего устройства, значительно уменьшает количество оборудования, габариты заземлителя и объемы земляных работ.
ЗаключениеПри проектировании заземляющего устройства необходимо иметь достоверные данные об удельном сопротивлении грунта на месте строительства. Точную информацию можно получить только с помощью изысканий и измерений на местности, но по разным причинам бывает, что возможности их провести нет. В таком случае можно воспользоваться справочными таблицами, но стоит принять во внимание, что расчет будет носить ориентировочный характер. Независимо от того, каким образом получены значения удельного сопротивления, нужно внимательно рассматривать все влияющие факторы. Важно учесть пределы, в которых удельное сопротивление может меняться, чтобы сопротивление заземляющего устройства никогда не превышало норму.
Смотрите также: |
www.zandz.ru
Величины расчетного электрического удельного сопротивления грунта (таблица)
Сопротивление заземления для комплектов ZZ-000-015 и ZZ-000-030, указанное в таблице, может использоваться при различных конфигурациях заземлителя - и точечной, и многоэлектродной. Вместе с таблицей ориентировочных величин расчетного удельного сопротивления грунта предлагаем Вам воспользоваться географической картой уже смонтированных ранее заземлителей на базе готовых комплектов заземления ZANDZ с результатами замеров сопротивления заземления. |
www.zandz.kz
Измерение удельного сопротивления грунта — Мой личный опыт
Измерение удельного сопротивления грунта
Зачем определять резистентность почвы?
Сопротивление грунта необходимо при определении конструкции системы заземления для новых установок (приложения для зеленого поля). В идеале вы найдете место с минимально возможным сопротивлением. Но плохие почвенные условия можно преодолеть с помощью более сложных систем заземления.
Состав почвы, содержание влаги и температура влияют на измерение удельного сопротивления грунта. Она редко бывает гомогенной, а удельное сопротивление почвы будет варьироваться в географическом отношении и на разных глубинах. Содержание влаги изменяется сезонно в зависимости от природы подслоев земли и глубины постоянного уровня грунтовых вод. Так как почва и вода устойчивы в более глубоких слоях, рекомендуется, чтобы стержни заземления были бы как можно глубже погружены в землю, по возможности на уровень грунтовых вод. Кроме того, следует устанавливать заземляющие стержни, где есть стабильная температура, то есть ниже линии замерзания. Чтобы система заземления была эффективной, она должна быть спроектирована так, чтобы выдерживать самые неблагоприятные условия.
Как рассчитать резистентность почвы?
Процедура измерения, описанная ниже, использует общепринятый метод Веннера, разработанный доктором Фрэнком Веннером из Бюро стандартов США в 1915 году. (Ф. Веннер, «Метод измерения сопротивления земли», «Булл», Национальное бюро стандартов, Бык 12 (4) 258, стр. 478-496, 1915/16.) Формула такова: разделите ом*сантиметры на 100 для преобразования в омметры. Просто наблюдайте за своими подразделениями.
Пример
Вы решили установить трехметровые заземляющие стержни как часть вашей системы заземления. Для измерения удельного сопротивления грунта на глубине трех метров мы обсудили расстояние между измерительными электродами трех метров. Запустите Fluke 1625 и прочитайте значение сопротивления в омах. В этом случае предположим, что показание составляет 100 Ом. Итак, в этом случае мы знаем:
A = 3 метра, а
R = 100 Ом
Тогда удельное сопротивление почвы будет равно:
P = 2 x π x A x R
p = 2 x 3,1416 x 3 метра x 100 Ом
p = 1885 Ом
Как измерить сопротивление почвы?
Чтобы проверить сопротивление грунта, нужно подключить измеритель заземления.
Для любительских опытов можно купить электролабораторию, которая дает показания, близкие к реальным. Она небольшого размера и делается под заказ. Существуют и профессиональные лаборатории, принадлежащие реальным компаниям, но вход к ним стоит очень дорого или вообще недоступен.
Как вы можете видеть, четыре земли наземных долей расположены в почве по прямой линии, равноудаленные друг от друга. Расстояние между землями должно быть как минимум в три раза больше, чем глубина кола. Поэтому, если глубина каждого наземного шага составляет одну ногу (0,30 метра), убедитесь, что расстояние между ставками больше трех футов (0,91 метра). Fluke 1625 генерирует известный ток через два внешних заземления, а потенциал падения напряжения измеряется между двумя внутренними наземными ставками. Используя Закон Ома (V = IR), тестер Fluke автоматически вычисляет сопротивление почвы. Поскольку результаты измерений часто искажаются из-за кусков металла, подземных водоносных горизонтов и т.д. Всегда рекомендуются дополнительные измерения, когда ось кола поворачивается на 90 градусов. Изменяя глубину и расстояние несколько раз, создается профиль, который может определять подходящую систему сопротивления грунта. Измерения удельного сопротивления почвы часто искажаются наличием земных токов и их гармоник. Чтобы это не произошло, Fluke 1625 использует систему автоматического регулирования частоты (AFC). Это автоматически выбирает частоту тестирования с наименьшим количеством шума, позволяя вам получить четкое представление.
uprava-mitino.ru
Каталог радиолюбительских схем. Как точно измерить удельное сопротивление грунта?
Как точно измерить удельное сопротивление грунта?
Вопросам обеспечения электробезопасности в настоящее время придают исключительно большое значение. Данная статья посвящена измерению удельного электрического сопротивления грунта методом так называемого вертикального электрического зондирования (ВЭЗ) земли.
Метод ВЭЗ был предложен и быстро получил широкое распространение в начале 20-х годов для геофизических целей. Практическая ценность метода ВЭЗ заключается в том, что, осуществляя исследования на поверхности земли, можно получить (с привлечением теории поля) глубинное поведение удельного электрического сопротивления изучаемого земного массива.
Известны различные устройства, схемы и установки для вертикального электрического зондирования земли, предназначенные для измерения удельного сопротивления грунта. Наибольшее распространение для предпроектных изысканий в электроэнергетике получила так называемая установка Бургсдорфа.
Она состоит (рис.1) из генератора стабилизированного электрического тока, например, из комплекта ИКС-1 или ИКС-50, микровольтметра с делителем напряжения и схемой замещения измеряемого сигнала собственным сигналом, например, из комплекта ИКС-1 или ИКС-50, двух потенциальных электродов М и N и двух токовых электродов А и В, которые перед зондированием должны быть погружены в землю. Электрод А должен находиться на равном расстоянии от электродов М и N, с тем чтобы наводимая им разность потенциалов на потенциальных электродах М и N равнялась нулю. Кроме того, между электродами А и М, а также А и N в земле не должно быть местных поверхностных включений с удельным электрическим сопротивлением, отличным от удельного электрического сопротивления земли, которые могут сделать разность потенциалов между потенциальными электродами отличной от нуля, что приведет к погрешности вертикального электрического зондирования земли. Недостатком рассматриваемой установки Бургсдорфа является погрешность, иногда значительная, возникающая при вертикальном электрическом зондировании земли в местах с местными поверхностными включениями с удельными электрическими сопротивлениями, существенно отличными от удельного электрического сопротивления зондируемой земли.
Автор статьи поставил перед собой задачу повышения точности вертикального электрического зондирования земли при наличии в верхнем слое грунта указанных выше неоднородных включений. В результате использования предлагаемого устройства резко повышается точность ВЭЗ земли. Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в установке Бургсдорфа функцию токового электрода А выполняют потенциальные электроды М и N, продолжающие одновременно выполнять и свою собственную функцию потенциальных электродов (рис.2). Ток на эти потенциальные электроды поступает от генератора через два резистора равного сопротивления.
Один из указанных резисторов присоединен одним своим концом к электроду М, а вторым - к одному из полюсов генератора стабилизированного электрического тока. Второй резистор присоединен одним своим концом к электроду N, а вторым - к тому же полюсу генератора стабилизированного электрического тока, к которому присоединен первый резистор. Сопротивление R каждого из резисторов должно удовлетворять выражению:
К <= (10000 - RB)/2,
где RB - сопротивление токового электрода В, Ом.
Удельное электрическое сопротивление с грунта определяют по известной формуле:
где AU - разность потенциалов между электродами М и N; MN - расстояние между электродами Ми N; NB - расстояние между электродами N и В.
Коструба С. Измерение удельного сопротивления грунта, предпроектные изыскания для сооружения заземляющих устройств // Новости электротехники. - 2003. - №1.
Конструктор № 7-8/2003
irls.narod.ru
Определение удельного сопротивления грунта
13
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшегопрофессионального образования
«Тульский государственный университет»
КАФЕДРА АЭРОЛОГИИ, ОХРАНЫ ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Лабораторная работа № 15
РАСТЕКАНИЮ ТОКА, ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА
Методические указания для студентов
направления 280100 “Безопасность жизнедеятельности”
специальности 280102 "Безопасность
технологических процессов и производств"
Форма обучения - очная
Тула 2009
1 ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ
Цель работы: научиться измерять и рассчитывать сопротивление заземляющего устройства и оценивать его соответствие нормам.
Задачи работы: изучить схемы заземления и зануления, виды заземляющих устройств, изучить методы и приборы измерения сопротивления заземляющего устройства RЗ.У, измерить RЗ.У и сравнить его с нормированным значением; определить удельное сопротивление грунта растеканию тока, рассчитать необходимое количество заземлителей.
2 ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Основной причиной поражения людей электрическим током в сетях напряжением до 1000 В является появление напряжения на металлических частях электрооборудования в результате повреждения изоляции и замыкания фазы на корпус. Согласно правил устройства электроустановок [1] в качестве защиты должно применяться защитное заземление или зануление (в сети с изолированной нейтралью - защитное заземление, а в сети с глухозаземленной нейтралью - зануление). Как в первом, так и во втором случае применяются заземляющие устройства одинаковой конструкции (рисунок 1). При защитном заземлении заземляющее устройство присоединяется к корпусу электроустановки (рисунок 2). В схеме зануления осуществляется заземление нейтрали трансформатора и повторное заземление нулевого провода, т.е. одно заземляющее устройство присоединяется к нулевой точке силового трансформатора, а другое - к нулевому проводу в непосредственной близости от места расположения электрооборудования (рисунок 3).
По конструкции заземляющие устройства могут быть контурные или выносные (рисунок 1), естественные или искусственные.
Для заземления электроустановок в первую очередь должны быть использованы естественные заземлители: а) проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей и газов; б) обсадные трубы скважин; в) металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящихся в соприкосновении с землей; г) металлические шунты гидротехнических сооружений, водоводы, затворы и т.п.; д) свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле; е) заземлители опор ВЛ; ж) рельсовые пути магистральных не электрифицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами.
Для искусственных заземлителей следует применять сталь без окраски. Наименьшие размеры стальных заземлителей следующие [1]: диаметр прутковых неоцинкованных заземлителей d не менее 10 мм, оцинкованных d не менее 6 мм; сечение прямоугольных заземлителей S не менее 48 мм2 , толщина прямоугольных заземлителей и угловой стали b не менее 4 мм. Обычно применяются старые стальные трубы длиной 2,5-3 м, уголковая сталь или прутковая сталь. Заземлители располагаются по наружному контуру здания на расстоянии 1...6 м от фундамента. Для наружных электроустановок (насосных станций, подъемных кранов, конвейеров и т.п.) заземлители располагаются по контуру этих установок или параллельно им (рисунок 2 и 3). Роется траншея и заземлители забиваются вертикально в землю. По условию промерзания почвы глубина заложения заземлителей должна быть не менее 0,7 м. Заземлители соединяются между собой проводником. В качестве заземляющего проводника применяется полосовая сталь сечением не менее 48 мм2. Соединение проводников между собой и к заземлителям производится только сваркой.
Сопротивление заземляющего устройства RЗ.У не должно превышать нормативного значения по ПУЭ (таблица 1), а оно зависит от вида грунта, его влажности, размеров и числа заземлителей.
Измеренное значение удельного объемного сопротивления грунта растеканию тока ИЗМ изменяется в широких пределах. Хорошо проводит ток и долго удерживает влагу глина, песок плохо проводит ток и практически не удерживает влагу. При влажности грунта 10-20 % песок имеет сопротивление 700 Ом м, супесок - 300 Ом м, суглинок - 100 Ом м, глина - 40 Ом м [4].
В расчетах значение удельного объемного сопротивления грунта РАСЧ принимают равным произведению измеренного удельного объемного сопротивления на коэффициент сезонности , учитывающего возможное повышение ИЗМ за счет изменения погодных условий:
РАСЧ =ИЗМ , (1)
При этом ИЗМ получают измерением при средней влажности грунта, когда ему предшествовало выпадение небольшого дождя.
Рисунок 1 - Схемы заземляющих устройств
Рисунок 2 - Схема защитного заземления:
1 - корпус электроустановки; 2 - заземляющий проводник; 3 - за-
землитель; 4 - магистральная полоса, соединяющая заземлители
Рисунок 3 - Схема заземления нулевой точки трансформатора
и повторного заземления нулевого провода:
1 - трансформатор; 2...7 - электрооборудование; 8 - контур заземления (зануления), расположенный внутри здания; 9 - заземляющий проводник; 10 - заземлители (трубы), вертикально забитые в землю; 11 - полоса, соединяющая заземлители (горизонтальный заземлитель)
Таблица 1 - Наибольшие допустимые значения сопротивлений
заземляющих устройств в электроустановках
Характеристика установки | Наибольшее допустимое сопротивление заземляющего устройства RНОРМ, Ом |
1. Электроустановки напряжением до 1000 В сети с изолированной нейтралью а) защитное заземление при мощности генераторов и трансформаторов 100 кВА и менее б) защитное заземление в остальных случаях | 10 4 |
2. Электроустановки напряжением выше 1000 В сети с изолированной нейтралью а) если заземляющее устройство используется только для электроустановок выше1000 В б) если заземляющее устройство одновременно используется для электроустановок до 1000 В и более 1000 В | 250/IЗ, но не более 10 где IЗ - расчетный ток замыкания на землю, А 125/IЗ, но не более 10 N 100 кВА, R < 4 Ом |
3. Электроустановки напряжением до 1 кВ сети с глухозаземленной нейтралью а) присоединение к нейтрали трансформатора, - если фазное напряжение UФ = 380 В UФ = 220 В UФ = 127 В б) присоединение повторных заземлителей к воздушной линии, - если фазное напряжение UФ = 380 В UФ = 220 В UФ = 127 В | Суммарное У транфор- ест. и повт. матора RСУМ, Ом R0.ТР, Ом 2 15 4 30 8 60 Суммарное Каждого RП 5 15 10 30 20 60 |
4. Электроустановки напряжением выше 1000 В сети с эффективно заземленной нейтралью (IЗ = 500 А и более) | 0,5 |
Примечание. При удельном сопротивлении земли более 100 Ом м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01 раз, но не более десятикратного.
При проектировании заземляющего устройства желательно знать удельное объемное сопротивление грунта в том месте, где будет оно сооружаться. Значение ИЗМ определяется в два этапа: вначале измеряется сопротивление растеканию тока одиночного заземлителя RИЗМ, погруженного в землю на участке, где будет сооружаться заземление, а потом, подставив RИЗМ в формулу для определения сопротивления растеканию тока данного электрода, вычисляется ИЗМ.
В качестве контрольных следует применять такие же электроды, какие будут использоваться при устройстве заземления. Обычно это стержневой электрод, забиваемый в землю вертикально, а также полосовой, прокладываемый параллельно поверхности земли и служащий для соединения между собой стержневых электродов.
Если заземляющее устройство имеет только горизонтально уложенную полосу, сопротивление растеканию тока определяется по формуле:
, (2)
где RГ - сопротивление растеканию тока горизонтально уложенной полосы, Ом;
Г - удельное сопротивление грунта растеканию тока для полосы, уложенной горизонтально в земле, Омм;
Г - коэффициент сезонности для горизонтальной заземляющей полосы;
L - длина заземляющей полосы, м;
b - ширина полосы, м;
t - глубина заложения полосы, м.
При использовании заземляющего проводника круглого сечения в формуле (2) принимается ширина b равной двум диаметрам проводника.
Удельное сопротивление грунта Г принимается равным измеренному значению ИЗМ или принимается ориентировочное значение из справочника [4].
Если заземляющее устройство располагается в третьей климатической зоне и используются горизонтальные заземлители (полосы, прутки, уголки и т.п.), то П = 1,6...3,2.
Сопротивление растеканию тока одиночного вертикального заземлителя (трубы, прутка) определяется по формуле:
, (3)
где RЗ - сопротивление растеканию тока вертикального заземлителя (трубы, прутка), Ом;
LЗ - длина вертикального заземлителя (трубы, прутка) м;
dЗ - наружный диаметр заземлителя (трубы, прутка), м;
tЗ - глубина заложения заземлителя (трубы, прутка), м,
tЗ = t0 + LЗ/2,
t0 - расстояние от поверхности земли до верхнего края заземлителя, м.
Если заземлители располагаются в третьей климатической зоне и используются вертикальные заземлители (трубы или уголки длиной 2-3 м), то коэффициент З = 1,2...1,5.
Сопротивление растеканию тока заземляющего устройства, состоящего из полосы и вертикально забитых в землю труб или прутков (рисунок 1 и 3), определяется по формуле:
, (4)
где RГ - сопротивление растеканию тока горизонтальной полосы, соединяющей заземлители;
RЗ - сопротивление всех вертикально установленных заземлителей, Ом.
Г - коэффициент использования горизонтальной полосы;
З - коэффициент использования вертикальных заземлителей.
Коэффициенты использования Г и З учитывают ухудшение условий растекания тока от полосы и вертикальных заземлителей. Значения коэффициентов Г и З даны в таблицах 1 и 2.
После измерения или расчета сопротивления заземляющего устройства RЗ.У его сравнивают с нормативным значением RНОРМ. Если сопротивление RЗ.У будет больше нормативного значения, то требуется спроектировать новое заземляющее устройство, удовлетворяющее требованиям ПУЭ [1].
Таблица 2 - Коэффициенты использования горизонтального
полосового заземляющего проводника, соединяющего верти-
кальные заземлители (трубы, прутки, уголки и т.п.) Г
Отношение расстояний между заземлителями | Число вертикальных заземлителей | |||||||
2 | 4 | 6 | 10 | 20 | 30 | 40 | 100 | |
Вертикальные заземлители размещены по контуру (рисунок 1,в) | ||||||||
1 | - | 0,45 | 0,40 | 0,34 | 0,27 | 0,24 | 0,22 | 0,19 |
2 | - | 0,55 | 0,48 | 0,40 | 0,32 | 0,30 | 0,39 | 0,23 |
3 | - | 0,70 | 0,64 | 0,56 | 0,45 | 0,41 | 0,39 | 0,33 |
Вертикальные заземлители размещены в ряд (рисунок 1,б) | ||||||||
1 | 0,85 | 0,77 | 0,72 | 0,62 | 0,42 | 0,31 | - | - |
2 | 0,94 | 0,89 | 0,84 | 0,75 | 0,56 | 0,46 | - | - |
3 | 0,96 | 0,92 | 0,88 | 0,82 | 0,68 | 0,58 | - | - |
Таблица 3 - Коэффициенты использования вертикальных
заземлителей (труб, прутков, уголков и т.п.) З
Число Заземли- телей | Отношение расстояний между заземлителями к их длине | |||||
1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | |
Заземлители размещены в ряд | Заземлители размещены по контуру | |||||
2 | 0,85 | 0,91 | 0,94 | - | - | - |
4 | 0,73 | 0,83 | 0,89 | 0,69 | 0,78 | 0,85 |
6 | 0,65 | 0,77 | 0,85 | 0,61 | 0,73 | 0,80 |
10 | 0,59 | 0,74 | 0,81 | 0,56 | 0,68 | 0,76 |
20 | 0,48 | 0,67 | 0,76 | 0,47 | 0,63 | 0,71 |
40 | - | - | - | 0,41 | 0,58 | 0,66 |
60 | - | - | - | 0,39 | 0,55 | 0,64 |
80 | - | - | - | 0,37 | 0,53 | 0,63 |
100 | - | - | - | 0,36 | 0,52 | 0,62 |
studfiles.net
Видеоматериалы
Опыт пилотных регионов, где соцнормы на электроэнергию уже введены, показывает: граждане платить стали меньше
Подробнее...С начала года из ветхого и аварийного жилья в республике были переселены десятки семей
Подробнее...Более 10-ти миллионов рублей направлено на капитальный ремонт многоквартирных домов в Лескенском районе
Подробнее...Актуальные темы
ОТЧЕТ о деятельности министерства энергетики, ЖКХ и тарифной политики Кабардино-Балкарской Республики в сфере государственного регулирования и контроля цен и тарифов в 2012 году и об основных задачах на 2013 год
Подробнее...Предложения организаций, осуществляющих регулируемую деятельность о размере подлежащих государственному регулированию цен (тарифов) на 2013 год
Подробнее...
КОНТАКТЫ
360051, КБР, г. Нальчик
ул. Горького, 4
тел: 8 (8662) 40-93-82
факс: 8 (8662) 47-31-81
e-mail:
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.