Распределение тока в грунте вокруг заземлителя

При равномерном распределении тока в грунте вокруг заземлителя через все концентрические полусферы направлен ток замыкания на землю, плотность которого δ убывает по мере увеличения диаметра полусферы. На некотором расстоянии х от заземлителя δ составит величину:

δ=I3/2πx2

По известной плотности тока определяется напряженность электрического поля в зоне растекания зарядов:

Формула

где ρ — удельное сопротивление грунта, Ом*м.

Падение напряжения U, обусловленное током I3 в сопротивлении грунта между электродом и произвольной точкой внутри земли на расстоянии х от заземлителя, определяется по разности потенциалов между этими точками:

Формула

где D — диаметр заземлителя, м.

При расстояниях, значительно больших D, можно пренебречь вторым членом, тогда

Формула

где R3= ρ/πD—сопротивление заземлителя.

Эти сопротивления будут различными для заземлителей с различной геометрией; соответствующие формулы приводятся в учебной и справочной литературе, [1], [15].

Режим нейтрали

В электрических системах часто практикуется два основных режима работы нейтралей: заземленная и изолированная.

Вид выполнения связи нейтралей машин и трансформаторов с землей определяет в значительной степени уровень электроизоляции электроустановок и от этого зависит выбор коммутационной аппаратуры, .величины допустимых перенапряжений и способы их ограничения, величина токов при однофазных к. з. на землю, условия работы релейной защиты, электробезопасности и т. д.

Выбор режима работы нейтрали в установках с напряжением выше 1000 В

К установкам с напряжением выше 1000 В с большими токами замыкания на землю (в которых ток однофазного замыкания на землю превышает 500 А) относятся электротехнические установки с нейтралями, присоединенными к заземляющим устройствам непосредственно через малое сопротивление (трансформаторы тока и другие аппараты, имеющие малые сопротивления), т. е. установки с глухозаземленной нейтралью. В этих установках любое замыкание на землю является коротким замыканием и сопровождается большим током к. з. Применение глухого заземления нейтрали стабилизирует напряжение фаз по отношению к земле.

При применении глухого заземления нейтрали ток однофазного к.з. достигает нескольких десятков килоампер и для ограничения размеров повреждений требуется возможно быстрое отключение поврежденного участка. Наконец, вследствие того, что при глухозаземленных нейтралях части электроустановок, находящихся под напряжением, непосредственно соединены с землей, необходимо предусматривать возможность появления значительных шаговых напряжений.


«Электроснабжение строительно-монтажных работ», Г.Н. Глушков

Определение общего сопротивления всего заземляющего контура

Определение общего сопротивления всего заземляющего контура требует учета взаимного экранирующего влияния одиночных вертикальных заземлителей и горизонтальных соединительных полос. Для этого служат коэффициенты использования ηв и ηг, приведенные в таблице ниже. Коэффициенты использования вертикальных заземлителей ηв и горизонтальных соединительных полос ηг Количество вертикальных заземлителей Отношение a/l1 1 2 3 ηв ηг ηв ηг ηв ηг 4…

Размещение вертикальных заземлителей

Намечая размещение вертикальных заземлителей по периметру замкнутого контура на расстоянии друг от друга порядка 5 м  (а = 5, d/l= 2), находим по таблице, что ηв = 0,69. Смотрите таблицу — Сопротивление (Ом) растеканию зарядов свинцовых оболочек кабелей, уложенных на глубине 0,7 м (удельное сопротивление грунта ρ = 1*102 Ом*м) Сопротивление, Ом, всех заземлителей растеканию…

Сопротивление свинцовых оболочек кабелей в траншее

Если в траншее находится несколько кабелей, то общее сопротивление их свинцовых оболочек растеканию зарядов Rк, Ом, с учетом взаимного экранирующего влияния, определяют из формулы Rк = Rou/√n где Rou — сопротивление растеканию зарядов свинцовой оболочки одного кабеля, Ом; n — число кабелей в траншее. Общее сопротивление естественных заземлителей растеканию зарядов определяют по формуле где Rc…

Определение напряжения под которым может оказаться человек

Напряжение, под которым может оказаться человек, аналитически определить невозможно, оно будет зависеть от множества факторов (в частности от соотношения заземления у приемников и источников электроэнергии). Если численные значения сопротивлений обоих заземлений будут невелики, то на величину напряжения, под которым может оказаться человек, будет влиять соотношение параметров сети и ряд других факторов. Вот почему для сетей…

Голые заземляющие проводники, проложенные в земле

Голые заземляющие проводники, проложенные в земле, выполняют одновременно роль заземлителей. Сопротивление заземляющих устройств растеканию зарядов зависит от удельного сопротивления грунта, так как основное сопротивление растеканию зарядов оказывает грунт. Приближенные средние значения удельных сопротивлений грунта ρ (Ом*м) приведены ниже: Грунт – 102*1. Песок – 102*7. Супесь – 102*3. Чернозем – 102*2 Суглинок, каменистая глина (верхний слой…