Вертикальные электролитические электроды компании "Хакель Рос" в многослойной земле.

 

 

 

Заземляющее устройство располагается в многослойной земле и представляет собой совокупность вертикальных электролитических электродов компании "Хакель Рос", соединенных между собой горизонтальным проводником. При этом вертикальные электроды помещены в высокопроводящий грунт-наполнитель.

 

Параметры вертикальных электролитических электродов:

- шифр электрода: ЗЭМ-ХР-3-В;

- материал электрода: медь;

- диаметр электрода: DВ = 0,054 м;

- длина электрода: LВ = 3 м;

- коэффициент солевой обработки: C = 0,2;

- количество электродов: NВ = 4 шт.;

- расстояние между электродами: s = 6,6 м;

- порядок размещения электродов: контур;

- разность полудлин наполнителя и электрода: dL_в = 0,15 м.

 

Параметры горизонтального проводника:

- конструкция проводника: сталь полосовая 0,04x0,004 м с шириной полосы В = 0,04 м, что соответствует диаметру DГ = 0,5*B =0,02 м;

- длина проводника: LГ = NB * s = 4 * 6,6 = 26,4 м;

- глубина заложения проводника: ТO = 0,5 м.

 

Многослойный грунт в месте расположения заземляющего устройства.

1-й слой:

- тип грунта: песок;

- удельное сопротивление слоя: r1 = 700 Ом м;

- поправочный коэффициент для вертикального электрода: 1,2;

- удельное сопротивление слоя для вертикального электрода с учетом поправочного коэффициента: r1 = 700*1,2 = 840 Ом м;

- поправочный коэффициент для горизонтального проводника: 1,5;

- удельное сопротивление слоя для горизонтального проводника с учетом поправочного коэффициента: r1_Г = 700*1,5 = 1050 Ом м;

- толщина слоя: Н1 = 1,8 м;

- длина рабочей части вертикального электрода в слое: L1_B = 1,8 м.

2-й слой:

- тип грунта: супесок;

- удельное сопротивление слоя: r2 = 300 Ом м;

- удельное сопротивление слоя для вертикального электрода: r2 = r2 = 300 Ом м;

- удельное сопротивление слоя для горизонтального проводника: r2_Г = r2 = 300 Ом м;

- толщина слоя: Н2 = 2 м;

- длина рабочей части вертикального электрода в слое: L2_B = 1,2 м.

3-й слой:

- тип грунта: суглинок;

- удельное сопротивление слоя: r3 = 100 Ом м;

- удельное сопротивление слоя для вертикального электрода: r3 = r3 = 100 Ом м;

- удельное сопротивление слоя для горизонтального проводника: r3_Г = r3 = 100 Ом м;

- толщина слоя: Н3 = 5 м;

- длина рабочей части вертикального электрода в слое: L3_B = 0 м.

 

Грунт - наполнитель для вертикального электрода:

- тип грунта: МОЗ;

- удельное сопротивление грунта-наполнителя: rН_0 = 0,5 Ом м;

- расчетное удельное сопротивление грунта-наполнителя: rН_В = rH_0 = 0,5 Ом м.

 

Приведение многослойного грунта к двухслойной модели для вертикального электрода.

Расчетная глубина двухслойной модели земли:

Hрасч = 1,3*LВ = 1,3*3 = 3,9 м.

Толщина верхнего слоя двухслойной модели земли:

H1Э_В = LВ = 3 м.

Толщина нижнего слоя двухслойной модели земли:

H2Э_В = Нрасч1Э_В = 3,9-3 = 0,9 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 для вертикального электрода:

r1Э_В/r2Э_В = 488,37 / 277,78 = 1,758.

Относительная глубина заложения вертикального электрода:

H1Э_В/LB = 3/3 = 1.

Отношение эквивалентных удельных сопротивлений многослойного грунта и нижнего слоя двухслойной модели для вертикального электрода (при r1Э_В/r2Э_В=1,758; H1Э_В/LB=1):

rЭ_В/r2Э_В = 1,568.

Эквивалентное удельное сопротивление многослойного грунта для вертикального электрода:

rЭ_В = rЭ/r2Э_В * r2Э_В = 1,568*277,78 = 435,56 Ом м.

 

Приведение многослойного грунта к двухслойной модели для горизонтального проводника.

Расчетная глубина двухслойной модели земли:

Hрасч = 0,2*LГ+TO, м, но не более 10 м;

Hрасч = 0,2*26,4+0,5 = 5,78 м.

Так как ТO<H1, то верхний слой двухслойной модели земли полностью располагается в слое № 1 многослойного грунта.

Толщина верхнего слоя двухслойной модели земли:

H1Э_Г = H1 = 1,8 м.

Эквивалентное удельное сопротивление верхнего слоя двухслойной модели земли:

r1Э_Г = r1_Г = 1050 Ом м.

Толщина нижнего слоя двухслойной модели земли:

H2Э_Г = Нрасч1Э_Г, м;

H2Э_Г = 5,78-1,8 = 3,98 м.

Эквивалентное удельное сопротивление нижнего слоя двухслойной модели:

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

r1Э_Г/r2Э_Г = 1050 / 200,5 = 5,237.

Относительная глубина заложения горизонтального проводника:

(H1Э_Г-TO)/LГ = (1,8-0,5)/26,4 = 0,049.

Отношение эквивалентных удельных сопротивлений многослойного грунта и нижнего слоя двухслойной модели для горизонтального проводника (при r1Э_Г/r2Э_Г=5,237; (H1Э_Г-TO)/LГ=0,049):

rЭ_Г/r2Э_Г = 4,143.

Эквивалентное удельное сопротивление многослойного грунта для горизонтального проводника:

rЭ_Г = rЭ_Г/r2Э_Г * r2Э_Г = 4,143*200,5 = 830,67 Ом м.

 

Сопротивление одного вертикального электрода:

Коэффициент использования вертикальных электродов:

hВ = F(NВ; s/LВ);

hВ = F(4; 2,2) = 0,79.

Общее сопротивление вертикальных электродов:

Сопротивление только горизонтального проводника:

Коэффициент использования горизонтального проводника:

hГ = F(NВ; s/LВ);

hГ = F(4; 2,2) = 0,58.

Сопротивление горизонтального проводника с учетом влияния вертикальных электродов:

Общее сопротивление заземляющего устройства:

 

Масштаб 1 : 150.

 

Главный вид.

Вид слева.

Вид сверху.

 

 

Литература.

Hakel. Каталог продукции 2014. Заземляющие устройства.

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.