Вертикальные электролитические электроды компании "Хакель Рос" в многослойной земле

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: D_В = 0,054 м;

- длина электрода: L_В = 3 м;

- коэффициент солевой обработки: C = 0,2;

- количество электродов: N_В = 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 D_Г = 0,5*B =0,02 м;

- длина проводника: L_Г = N_B * s = 4 * 6,6 = 26,4 м;

- глубина заложения проводника: Т_O = 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: r_{1_В} = 700*1,2 = 840 Ом м;

- поправочный коэффициент для горизонтального проводника: 1,5;

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

- толщина слоя: Н₁ = 1,8 м;

- длина рабочей части вертикального электрода в слое: L_{1_B} = 1,8 м.

2-й слой:

- тип грунта: супесок;

- удельное сопротивление слоя: r₂ = 300 Ом м;

- удельное сопротивление слоя для вертикального электрода: r_{2_В} = r₂ = 300 Ом м;

- удельное сопротивление слоя для горизонтального проводника: r_{2_Г} = r₂ = 300 Ом м;

- толщина слоя: Н₂ = 2 м;

- длина рабочей части вертикального электрода в слое: L_{2_B} = 1,2 м.

3-й слой:

- тип грунта: суглинок;

- удельное сопротивление слоя: r₃ = 100 Ом м;

- удельное сопротивление слоя для вертикального электрода: r_{3_В} = r₃ = 100 Ом м;

- удельное сопротивление слоя для горизонтального проводника: r_{3_Г} = r₃ = 100 Ом м;

- толщина слоя: Н₃ = 5 м;

- длина рабочей части вертикального электрода в слое: L_{3_B} = 0 м.

Грунт - наполнитель для вертикального электрода:

- тип грунта: МОЗ;

- удельное сопротивление грунта-наполнителя: r_{Н_0} = 0,5 Ом м;

- расчетное удельное сопротивление грунта-наполнителя: r_{Н_В} = r_{H_0} = 0,5 Ом м.

Приведение многослойного грунта к двухслойной модели для вертикального электрода.

Расчетная глубина двухслойной модели земли:

Hрасч.в = 1,3*L_В = 1,3*3 = 3,9 м.

Толщина верхнего слоя двухслойной модели земли:

H_{1Э_В} = L_В = 3 м.

Толщина нижнего слоя двухслойной модели земли:

H_{2Э_В} = Нрасч.в-Н_{1Э_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:

r_{1Э_В}/r_{2Э_В} = 488,37 / 277,78 = 1,758.

Относительная глубина заложения вертикального электрода:

H_{1Э_В}/L_B = 3/3 = 1.

Отношение эквивалентных удельных сопротивлений многослойного грунта и нижнего слоя двухслойной модели для вертикального электрода (при r_{1Э_В}/r_{2Э_В}=1,758; H_{1Э_В}/L_B=1):

r_{Э_В}/r_{2Э_В} = 1,568.

Эквивалентное удельное сопротивление многослойного грунта для вертикального электрода:

r_{Э_В = rЭ_В}/r_{2Э_В} * r_{2Э_В} = 1,568*277,78 = 435,56 Ом м.

Приведение многослойного грунта к двухслойной модели для горизонтального проводника.

Расчетная глубина двухслойной модели земли:

Hрасч.г = 0,2*L_Г+T_O, м, но не более 10 м;

Hрасч.г = 0,2*26,4+0,5 = 5,78 м.

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

Толщина верхнего слоя двухслойной модели земли:

H_{1Э_Г} = H₁ = 1,8 м.

Эквивалентное удельное сопротивление верхнего слоя двухслойной модели земли:

r_{1Э_Г} = r_{1_Г} = 1050 Ом м.

Толщина нижнего слоя двухслойной модели земли:

H_{2Э_Г} = Нрасч.г-Н_{1Э_Г}, м;

H_{2Э_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:

r_{1Э_Г}/r_{2Э_Г} = 1050 / 200,5 = 5,237.

Относительная глубина заложения горизонтального проводника:

(H_{1Э_Г}-T_O)/L_Г = (1,8-0,5)/26,4 = 0,049.

Отношение эквивалентных удельных сопротивлений многослойного грунта и нижнего слоя двухслойной модели для горизонтального проводника (при r_{1Э_Г}/r_{2Э_Г}=5,237; (H_{1Э_Г}-T_O)/L_Г=0,049):

r_{Э_Г}/r_{2Э_Г} = 4,143.

Эквивалентное удельное сопротивление многослойного грунта для горизонтального проводника:

r_{Э_Г} = r_{Э_Г}/r_{2Э_Г} * r_{2Э_Г} = 4,143*200,5 = 830,67 Ом м.

Сопротивление одного вертикального электрода:

Коэффициент использования вертикальных электродов:

h_В = F(N_В; s/L_В);

h_В = F(4; 2,2) = 0,79.

Общее сопротивление вертикальных электродов:

Сопротивление только горизонтального проводника:

Коэффициент использования горизонтального проводника:

h_Г = F(N_В; s/L_В);

h_Г = 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.