Горизонтальная сетка с вертикальными электродами в многослойном грунте

(с приведением к 2-слойной модели земли).

Заземляющее устройство представляет собой горизонтальную сетку с вертикальными электродами, размещенными по её периметру.

Параметры горизонтальной сетки:

- длина ячейки сетки: А = 5 м;

- ширина ячейки сетки: В = 5 м;

- количество ячеек по горизонтали (длине сетки): Nа = 4 шт.;

- количество ячеек по вертикали (ширине сетки): Nb = 3 шт.;

- длина горизонтальных проводников сетки:

Lг = Na*A*(Nb+1) + Nb*B*(Na+1), м;

Lг = 4*5*(3+1) + 3*5*(4+1) = 155 м;

- площадь сетки:

S = Na*A*Nb*B, м ²;

S = 4*5*3*5 = 300 м ²;

- расчетное число ячеек на сторону горизонтальной сетки (частота сетки):

- глубина заложения сетки: Т = 0,5 м.

Конструкция заземлителя - сталь полосовая 0,04x0,004 м с шириной полосы В = 0,04 м, что соответствует диаметру D = 0,5*B = 0,02 м.

Параметры вертикальных электродов:

- длина электрода: Lв = 5 м;

- количество электродов: Nв = 14 шт.;

- среднее расстояние между электродами:

Отношение длины вертикального электрода к корню квадратному из площади горизонтальной сетки (относительная длина вертикального электрода):

Lв / S ^1/2 = 5 / 300 ^1/2 = 0,288675.

Отношение глубины заложения горизонтальной сетки к корню квадратному из ее площади:

T / S ^1/2 = 0,5 / 300 ^1/2 = 0,02887.

Многослойный грунт в месте расположения заземляющего устройства:

- 1-й слой: песок; удельное сопротивление r₁ = 400 Ом м; поправочный коэффициент 1,5; с учетом поправочного коэффициента r₁ = 400*1,5 = 600 Ом м; толщина слоя Н₁ = 1,5 м; длина рабочей части вертикального электрода в слое L₁ = 1 м;

- 2-й слой: супесок; удельное сопротивление r₂ = 300 Ом м; толщина слоя Н₂ = 2,4 м; длина рабочей части вертикального электрода в слое L₂ = 2,4 м;

- 3-й слой: суглинок; удельное сопротивление r₃ = 120 Ом м; толщина слоя Н₃ = 2,1 м; длина рабочей части вертикального электрода в слое L₃ = 1,6 м;

- 4-й слой: глина; удельное сопротивление r₄ = 50 Ом м; толщина слоя Н₄ = 3 м; длина рабочей части вертикального электрода в слое L₄ = 0 м.

Приведение многослойного грунта к двухслойной модели.

Расчетная глубина двухслойной модели земли:

Hрасч. = 1,3*(Lв+T) = 1,3*(5+0,5) = 7,15 м.

Толщина верхнего слоя двухслойной модели земли:

H_1Э = Lв+T = 5+0,5 = 5,5 м.

Толщина нижнего слоя двухслойной модели земли:

H_2Э = Нрасч.-Н_1Э = 7,15-5,5 = 1,65 м.

Эквивалентное удельное сопротивление верхнего слоя двухслойной модели:

Эквивалентное удельное сопротивление нижнего слоя двухслойной модели:

Отношение эквивалентных удельных сопротивлений верхнего и нижнего слоев двухслойной модели земли:

r_1Э/r_2Э = 230,77 / 71,21 = 3,2407.

Отношение среднего расстояния между вертикальными электродами к длине электрода (относительное расстояние между вертикальными электродами):

с/Lв = 5 / 5 = 1.

Относительная глубина заложения вертикального электрода:

(H_1Э-T)/Lв = (5,5-0,5)/5 = 1.

Отношение эквивалентных удельных сопротивлений многослойного грунта и нижнего слоя двухслойной модели (при r_1Э/r_2Э = 3,2407; с/Lв = 1; (H_1Э-T)/Lв = 1):

r_Э/r_2Э = 1,996.

Эквивалентное удельное сопротивление многослойного грунта:

r_Э = r_Э/r_2Э * r_2Э = 1,996*71,21 = 142,14 Ом м.

Коэффициент подобия:

Коэффициент, учитывающий снижение сопротивления заземляющего устройства от частоты сетки, относительной длины вертикальных электродов и относительного расстояния между ними (при m = 3,474; Lв/S ^1/2 = 0,288675; c/Lв = 1):

d = 0,444.

Коэффициент, учитывающий влияние глубины заложения на снижение сопротивления заземляющего устройства (при c/Lв = 1; Т/S ^1/2 = 0,02887):

dH = 0,956.

Сопротивление растеканию заземляющего устройства:

Масштаб 1 : 200.

Главный вид.

Вид слева.

Вид сверху.

Литература.

Заземление и зануление электроустановок промышленных предприятий. Технические решения. Шифр В578.2. Тяжпромэлектропроект. Волгоград. 1991.

Руководство по защите электрических сетей 6-1150 кВ от грозовых и внутренних перенапряжений РД 153-34.3-35.125-99. Разработан АО НИИПТ и АО ВНИИЭ. 1999.