Расчет глубинного заземлителя: Глубинный заземлитель | elesant.ru

Содержание

Расчет заземления -Статьи

Расчет заземления (расчет сопротивления заземления) для одиночного глубинного заземлителя на основе модульного заземления производится как расчет обычного вертикального заземлителя из металлического стержня диаметром 14,2 мм.

Формула расчета сопротивления заземления одиночного вертикального заземлителя:

Для готовых комплектов модульного заземления ZANDZ формула расчета сопротивления упрощается до вида:

 — для комплекта ZZ-000-015
 — для комплекта ZZ-000-030

Для расчета взяты следующие величины:
L = 15 (30) метров
d = 0,014 метра = 14 мм
T = 8 (15,5) метров: с учетом заглубления электрода на глубине 0,5 метра

Расчет заземления: практические данные

Стоит обратить внимание на тот факт, что получаемые практически результаты ВСЕГДА отличаются от теоретических расчетов заземления.

В случае глубинного / модульного заземления — разница связана с тем, что в формуле расчета чаще всего используется НЕИЗМЕННОЕ ОЦЕНОЧНОЕ удельное сопротивление грунта НА ВСЕЙ глубине электрода. Хотя в реальности, такого никогда не наблюдается.

Даже если характер грунта не меняется — его удельное сопротивление уменьшается с глубиной: грунт становится более плотным, более влажным; на глубине от 5 метров часто находятся водоносные слои.

Фактически, получаемое сопротивление заземления будет ниже расчетного в разы (в 90% случаев получается сопротивление заземления в 2-3 раза меньше).

Расчет заземления в виде нескольких электродов

Расчет заземления (расчет сопротивления заземления) для нескольких электродов модульного заземления производится как расчет параллельно-соединенных одиночных заземлителей.

Формула расчета с учетом взаимного влияния электродов — коэффициента использования:

Вклад соединительного заземляющего проводника здесь не учитывается.

 

Расчет необходимого количества заземляющих электродов

Проведя обратное вычисление получим формулу расчета количества электродов для необходимой величины итогового сопротивления сопротивления (R):

Вклад соединительного заземляющего проводника здесь не учитывается.

Расстояние между заземляющими электродами

При многоэлектродной конфигурации заземлителя на итоговое сопротивление заземления начинает оказывать свое влияние еще один фактор — расстояние между заземляющими электродами. В формулах расчета заземления этот фактор описывается величиной «коэффициент использования».

Для модульного и электролитического заземления этим коэффициентом можно пренебречь (т.е. его величина равна 1) при соблюдении определенного расстояния между заземляющими электродами:

  • не менее глубины погружения электродов — для модульного
  • не менее 7 метров — для электролитического

 

Соединение электродов в заземлитель

Для соединения заземляющих электродов между собой и с объектом в качестве заземляющего проводника используется медная катанка или стальная полоса.

Сечение проводника часто выбирается — 50 мм² для меди и 150 мм² для стали. Распространено использование обычной стальной полосы 5*30 мм.

Для частного дома без молниеприемников достаточно медного провода сечением16-25 мм².

Расчет элементов заземления для БИМ



1. Протяженный контур заземления, состоящий только из горизонтального электрода


Заполните все поля!

2. Протяженный контур заземления, состоящий из горизонтального и вертикальных электродов

Введите требуемое (заданное) нормированное значение сопротивления заземляющего устройства «R»

[Ом]


Замерьте и введите значение сопротивления существующего заземляющего устройства «Rс» . Если существующее заземляющее устройство отсутствует, нажмите на окошко.

[Ом]


Существующее заземляющее устройство отсутствует

Введите значение удельного сопротивления верхнего слоя грунта «ρ1»

на глубине 0,5-1,0 м, расположения горизонтального электрода заземления.


Введите значение эквивалентного удельного сопротивления грунта «ρ2»

измеренное (или определенное по таблицам) на глубине заложения вертикальных электродов «H»
Примечание. С увеличением глубины удельное сопротивление грунта уменьшается. Значение «H» принимается от 1,5 до 30 м, кратное 1,5 м (длина стержня заземления «ИГУР»). Чем больше глубина заложения, тем эффективнее глубинный электрод заземления. Оптимальной глубиной принимается глубина заложения 20 м.


Введите значение глубины заложения вертикальных электродов «H»

[м], на которой измерено значение эквивалентного удельного сопротивления грунта.


Введите предполагаемое расстояние между вертикальными электродами заземления «L1»

[м]


Примечание. При глубине заложения вертикальных электродов заземления «H» оптимальное расстояние между ними составляет L1≥5H. При этом коэффициент «К», корректирующий дальнейшие расчеты, связанные с негативным влиянием взаимного сближения отдельных вертикальных электродов, в этом случае принимается за «1». При сближении вертикальных электродов на расстояние 1Н≤L1≤5H, К=1,2. В случае сближения вертикальных электродов на расстояние, меньшее глубины их заложения (0,5Н<L1<H), К=1,4

Выбрать соответствующий коэффициент влияния «К»:
L1≥5H, К=1,01Н≤L1≤5H, К=1,20,5Н<L1<H, К=1,4

Рассчитать необходимое количество вертикальных электродов заземления и общую длину (L

0), м контура заземления.


Заполните все поля!

3. Протяженный контур заземления, состоящий из горизонтального и вертикальных глубинных электродов. Определение электрических характеристик глубинных слоев грунта посредством погружения пробного вертикального электрода заземления (прямое электродное зондирование).

Введите требуемое (заданное) нормированное значение сопротивления заземляющего устройства «R»

[Ом]


Введите измеренное сопротивление существующего заземляющего устройства «Rс», включая все существующие естественные и искусственные заземлители, связанные между собой. Если существующее заземляющее устройство отсутствует, нажмите на окошко.

Существующее заземляющее устройство отсутствует

Введите предполагаемое значение глубины погружения пробного вертикального глубинного электрода «Н»

[м]
Примечание. С увеличением глубины удельное сопротивление грунта уменьшается. Значение «H» принимается от 1,5 до 30 м, кратное 1,5 м (длина стержня заземления «ИГУР»). Чем больше глубина заложения, тем эффективнее глубинный электрод заземления. Оптимальной глубиной принимается глубина заложения порядка 20 м.


Введите предполагаемое расстояние между вертикальными электродами заземления «L1»

[м]
Примечание. При глубине заложения вертикальных электродов заземления «H» оптимальное расстояние между ними составляет L1≥5H. При этом коэффициент «К», корректирующий дальнейшие расчеты, связанные с негативным влиянием взаимного сближения отдельных вертикальных электродов, в этом случае принимается за «1». При сближении вертикальных электродов на расстояние 1Н≤L1≤5H, К=1,2. В случае сближения вертикальных электродов на расстояние, меньшее глубины их заложения (0,5Н<L1<H), К=1,4


Введите значение измеренного сопротивления пробного вертикального электрода заземления «R1»

[Ом] , на глубине погружения первого 1,5-метрового стержня.


Введите значение измеренного сопротивления пробного вертикального электрода заземления «Rп»

[Ом] , глубиной «H»


Выбрать соответствующий коэффициент влияния «К»:
L1≥5H, К=1,01Н≤L1≤5H, К=1,20,5Н<L1<H, К=1,4


Заполните все поля!

Сопротивление заземления — быстрый расчет в программе

Сопротивление заземления — это комплексный показатель, включающий в себя сопротивление грунта, сопротивление заземлителя и сопротивление проводников. Две последние величины зачастую имеют малые значения, поэтому рассмотренный параметр можно определить как силу противодействия растеканию тока в грунте, передающегося земле через установленные стальные заземлители.

Данный обзор направлен на раскрытие темы сопротивления заземления и рассмотрения программы, предназначенной для подбора типовой конструкции заземлителя под нужное сопротивление растеканию электрического тока. Ссылка и подробное описание программы приведены в конце публикации. А в начале — теоретические моменты и нормативная база.

Нормативные документы, регламентирующие сопротивление заземления

Сопротивление заземления нормируется рядом нормативных документов. Выделим основные положения:

  • ПУЭ 7 (п.1.7.101): Для трехфазного напряжения 380 В или однофазного 220 В, сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали трансформатора (вместе со всеми естественными заземлителями и повторными заземлителями на отходящих линиях, если линий не менее двух) должно быть не более 4 Ом. При тех же напряжениях, сопротивление заземлителя, расположенного в непосредственной близости от нейтрали трансформатора должно быть не более 30 Ом.
    (п.1.7.103):
    Общее сопротивление всех повторных заземлений каждой линии трёхфазного напряжения 380 В или однофазного 220 В должно быть не более 10 Ом. Сопротивление заземлителя каждого из повторных заземлений этих линий должно быть не более 30 Ом.
  • ПТЭЭП, приложение 3.1, таблица 36: Сопротивление заземляющего устройства при трехфазном напряжении 380 В или однофазном 220 В должно быть не более 30 Ом.
  • Технический циркуляр № 31/2012: При питании от ВЛИ (воздушная линия электропередачи напряжением до 1 кВ с применением самонесущих изолированных проводов СИП) сопротивление повторного заземления у потребителя выбирается из условия обеспечения надежного срабатывания УЗО при повреждении изоляции (однофазное замыкание на землю) при отключенном PEN проводнике ответвления от ВЛИ. Сопротивление рассчитывается по току надежного срабатывания УЗО, равному 5 IΔn, но должно быть не более 30 Ом. При удельном сопротивлении грунта более 300 Ом×м допускается увеличение сопротивления до 150 Ом.

Анализируя вышеописанные пункты, можно сделать вывод, что отдельно взятое повторное заземление у частного дома должно иметь сопротивление растеканию электрического тока не более 30 Ом при условии, что вместе с остальными повторными заземлениями воздушной линии даст суммарное сопротивление не более 10 ом, а с основным заземлением на трансформаторе — не более 4 ом. Помимо этого лучше сделать повторное заземление на вводе с сопротивлением не более 10 Ом на случай потери контакта в нулевом проводе ответвления к дому.

Переходя от системы TN к TT, когда здание имеет собственное заземление, никак не соединенное с заземленной нейтралью трансформатора, нужно руководствоваться пунктом 1.7.59 ПУЭ 7. В нем говорится, что требования к такому заземлению ниже, поскольку в этом случае в здании обязательна установка УЗО. Заземление должно иметь сопротивление, которое при утечке 50 В гарантированно даст ток выше тока срабатывания этого УЗО. Однако технический циркуляр № 31/2012 уточняет, что в случае схемы ТТ параметры повторного заземления выбираются такими же, как и для схемы TN — не более 30 Ом.

Также стоит отметить, что система заземления TT допускается только в том случае, если состояние воздушной линии настолько плохое, что не может обеспечить надежную работу основного заземления по схеме TN. В большей степени это относится к линиям, выполненным неизолированными проводами.

Конструкция контура заземления (заземлителя)

Контур заземления состоит из вертикально вбитых в землю металлических электродов (уголков, труб, круглой стали), соединенных между собой горизонтальным металлическим соединителем (полосой, уголком, трубой, арматурой, круглой сталью).

В качестве вертикальных электродов используется уголок 5 × 50 × 50 мм, а в качестве горизонтального соединителя — полоса 4 × 40 мм. Заземлители располагают либо в ряд, либо замкнутым контуром. Они вбиваются в дно траншеи или ямы глубиной около 0,5 — 0,7 м на глубину 1,5 — 3,5 метра. Не забитым оставляется только участок 20 см заземлителя. Расстояние между вбитыми электродами принимается кратными длине электродов.

Все соединения рекомендуется делать сваркой внахлест с проваркой швов и обязательным покрытием мест сварки антикоррозийной защитой. Остальная поверхность заземлителя не должна иметь какого-либо покрытия или окраски. После монтажа всех элементов, горизонтальный соединитель выводится в нужном месте из земли для последующего соединения с заземляющим проводником.

Материалы для контура заземления:

Элемент ⁄ материал Сталь черная Сталь оцинкованная Сталь горячего цинкования, нержавеющая сталь
Круглая сталь электрода ∅16 мм ∅12 мм ∅16 мм
Круглая сталь горизонтального соединителя ∅10 мм ∅10 мм ∅10 мм
Прямоугольная или угловая сталь 4 мм, сечение не менее 100 мм² 3 мм, сечение не менее 75 мм² 3 мм, сечение не менее 90 мм²
Труба ∅32 мм, толщина стенки 3,5 мм ∅25 мм, толщина стенки 2 мм ∅25 мм, толщина стенки 2 мм

Следует разделять заземление защитное и функциональное. Последнее выполняется для правильной работы и защиты от помех специального оборудования. Заземляющий проводник, соединяющий заземлитель функционального заземления с шиной заземления, должен иметь сечение не менее:

  • Для медного — 10 мм².
  • Для алюминиевого — 16 мм².
  • Для стального — 75 мм².

В быту чаще всего устраивается защитное заземление. И для соединения заземлителя с шиной заземления, достаточно использовать проводник сечением равным тому, что приходит в дом до расщепления PEN. Если к дому приходит СИП 16 мм², то заземляющий проводник должен быть эквивалентным ему по проводимости (медь — 10 мм²). Также следует руководствоваться следующим правилом по подбору проводника, соединяющего защитное заземление с шиной — он должен иметь сечение не менее:

  • Для медного — 6 мм².
  • Для стального — 50 мм².
  • Алюминиевые проводники в качестве заземляющих проводников не используются.

Заземлители также можно использовать из меди или стали с медным покрытием или оболочкой. Они заводского изготовления, и применимы для глубинного монтажа.

Методика расчета сопротивления заземления

Вычисления в программе заземлитель проводятся по формулам, изложенным в «Справочнике по проектированию электрических сетей и электрооборудования» под редакцией Ю.Г.Барыбина.

Рассмотрим все используемые формулы:

Описание вводимых данных в программе Заземлитель

Интерфейс программы состоит из шести блоков, в которых задаются исходные данные для расчета. Рассмотрим их подробно:

Климатический район
Каждому климатическому району соответствуют значения средних минимальных и средних максимальных температур, среднегодового количества осадков и продолжительности замерзания воды. При наведении курсором на каждый район появится подсказка, облегчающая выбор. Если вашего района в списке нет, найдите его характеристики в открытом доступе и сопоставьте с имеющимися вариантами.
Почва
Данный параметр позволяет выбрать удельное сопротивление почвы согласно ее составу. Настройка позволяет разделить пласт на два слоя, указав для каждого свой состав. В полях выбора дается список названий грунтов с цифрой приблизительного удельного сопротивления каждого при летних температурах. Удельное сопротивление зависит от множества факторов. Если вам известно точное значение удельного сопротивления вашего грунта, вы можете его задать в соответствующее поле напрямую. Исходя из удельных сопротивлений указанных типов грунтов и толщины верхнего пласта грунта, программа высчитывает эквивалентное удельное сопротивление и удельное сопротивление с учетом повышающего коэффициента выбранной климатической зоны.
Заглубление
Данный параметр указывает глубину, на которой будет располагаться верхняя точка горизонтального электрода (соединителя). Обычно траншею для заглубления копают на глубину 0,7 м. В этом случае, горизонтальный электрод будет заглублен на 0,7 − 0,2 (не вбитая часть) = 0,5 м.
Размер вертикальных электродов
В данном пункте можно выбрать форму заземлителя в виде уголка или круглую, что почти не влияет на итоговое сопротивление заземлителя. В поле «ширина» устанавливается ширина полки уголка или диаметр круга. Арматура для вертикальных электродов обычно не применяется, поскольку ее трудно забивать в землю из-за ребер. В поле «длина» выбирается длина электрода. Чаще всего — 2,5-3 м. В нижней части блока показывается сопротивление одного электрода заданной длины и ширины.
Расположение вертикальных электродов
Электроды обычно соединяют контуром в том случае, если их много, и заземление устраивается по всему периметру здания. Если заземлитель состоит из небольшого количества электродов (3 — 4), их можно соединить в ряд. В два нижних поля блока вводится предположительное количество электродов и кратность интервала. Например, при кратности 2 и длине электродов 2,5 метра расстояние между ними должно быть равным 5 метрам. Чем больше расстояние между электродами, тем выше коэффициент их использования. Но на практике для небольших зданий чаще всего используют минимальную кратность. В схемах, где значение кратности существенно меньше единицы, контур не в полной мере раскрывают свой потенциал.
Размер горизонтального соединителя
К горизонтальному заземлителю предъявляются меньшие прочностные требования, поэтому в качестве материала для его изготовления помимо уголка, трубы или круглой стали можно использовать арматуру или полосу. В поле «размер» задается ширина полосы, ширина полки уголка или диаметр круглого соединителя. Ниже выводится длина всего соединителя в зависимости от количества соединяемых электродов и схемы заземлителя. Также в блоке отображается коэффициент использования соединителя, а в последней строке — итоговое сопротивление горизонтального соединителя.

Введя все исходные данные для контура, в правом нижнем углу отобразится рассчитанное общее сопротивление растеканию электрического тока для всего заземлителя.

Программа Заземлитель скачать бесплатно

Программа Заземлитель распространяется свободно и не требует традиционной установки. Вам нужно просто распаковать архив и запустить программу.

Интерфейс программы Заземлитель

Официальная страница программы расчета заземления — novikov.gq/products/groundingdevice/groundingdevice.html, где можно также скачать дополнительные темы для интерфейса.

Вертикальный, глубинный заземлитель: монтаж, установка, схемы использования.

Что такое глубинный заземлитель и для чего он нужен?

Традиционный контур заземления требует много места на участке. При создании контура данного типа велик объем земляных работ.

Эти два фактора-  много места, обилие земляных работ, являются большим недостатком классической системы заземления.

 

Большинства перечисленных недостатков лишен вертикальный, глубинный заземлитель  или по научному — модульно-штыревая система заземления. Глубинные заземлители изготавливаются в промышленных условиях из омедненной стали и представляют собой комплект элементов. Срок службы подобно заземлителя достигает 30 лет.

 

Он обеспечивает стабильные значения сопротивления растеканию тока в любое время года из-за забивания вертикальных электродов на большую глубину — до 30 м.

Все не так просто, в данной системе на первый взгляд. Данная система более дорогая — это ее основной недостаток. Стоимость материалов и работ по устройству подобного заземлителя выше, чем традиционного.

Но если сравнивать срок службы, высокую надежность, отсутствие необходимости проводить регулярный контроль, то окажется, что затраты вполне себя окупают.

Конструкция заземлителя.

 

Состоит из отдельных стержней d = 016 мм, соединенных посредством резьбовых муфт.

Специальная упрочненная сталь позволяют использовать их как глубинные, с возможностью погружения на глубину порядка 20 м, задействуя при этом глубинные слои грунтов с низким удельным сопротивлением. Это способствует быстрому достижению нормированных значений сопротивления заземляющих устройств.

Материал и конструкция заземлителя устойчивы к коррозии благодаря защитному цинковому покрытию, полученному методом горячего оцинкования, что обеспечивает долговечность заземляющего устройства в течение всего срока эксплуатации электроустановки.

Заземлитель в сборе представляет собой совокупность отдельных стержней, соединенных между собой посредством муфт, погружаемых на глубину от 1,5 м до 20 м в зависимости от требуемого значения сопротивления заземления.

Коррозионная стойкость обеспечивается защитой стержней цинковым покрытием, получаемым методом горячего оцинкования толщиной не менее 80 мкм. Для погружения стержней в грунт используется виброударный инструмент с энергией удара в пределах 25–50 Дж.

Монтаж глубинного,вертикального заземлителя.

  • Приготовить приямок. Небольшая яма — глубиной 50-70 см, 
  • Достать первый стержень, навентить наконечники( сверху и снизу),острый в землю, второй нужен для ударного инструмента, обработать специальной пастой( антикоррозийной, токапроводящей).

 

  1. собранную первую часть стержня  установить вертикально на дно выкопанного приямка.
  2. при помощи перфоратора и крепких рук  погрузить в грунт 1-ю часть стержня до такой глубины, чтоб над поверхностью земли оставалась его часть длиною 250 мм.
  3. вытащить из коробки следующий стержень и произвести такие же мероприятия что из первым.
  4. работаем пока не кончится комплект.

 

Что нужно сделать после устройства контура заземления.

После окончания работ по устройству контура необходимо провести замеры.

 С помощью приборов убедиться, что контур укладывается в параметры, установленные нормативной документацией.

Такие измерения выполняются лицензированной электролабораторией.

На контур выдаются:

  • паспорт;
  • протокол испытаний;
  • акт скрытых работ;
  • акт приемки в эксплуатацию.

Молниезащита и заземление

Заземление – это техническая система или комплекс мер, представляющие собой преднамеренное соединение зданий и электроустановок с землёй или её эквивалентом. Оно предназначено для снижения электрического напряжения прикосновения до значения, безопасного для человека. Главная цель устройства  — защитить людей от поражения электрическим током, а электроустановки от повреждения. Меры по защите зданий, промышленного и бытового электрического оборудования предпринимаются в обязательном порядке. Защитное заземление позволяет исключить или снизить до минимума опасность травм и аварий. 

Защитное заземление зданий  многоэтажных домов, общественных, офисных и производственных строений имеет сложное устройство в силу их большого объёма и распределённости электрической схемы, оснащённости электроприборами и числа пользователей. Дополнительный фактор данного вида строительства заключается в том, что дома подвержены влиянию атмосферного электричества. В них необходимо провести монтаж заземления, чтобы обезопасить от прямого попадания либо вторичного воздействия молний. В таких случаях речь идёт о контурах заземления как части системы молниезащиты.

Назначение

Основное назначение – отведение электрического тока при помощи заземляющих шин и электродов оптимального сечения, перераспределение его в земляном грунте. Заземляющая схема осуществляет выравнивание потенциалов между установленными токоотводами и управление ими на территориях, где присутствуют люди. Защитное заземление является серьёзным фактором безопасности в быту и на производстве.

Основные показатели

Главный показатель, определяющий способность заземляющего устройства выполнять свои функции — сопротивление растеканию. Максимально допустимые значения удельных сопротивлений для  устройства и сечения его элементов прописаны в нормативной документации. Параметры заземляющих элементов не должны нарушаться при проектировании, выборе материала для проводников (электродов) и последующем монтаже. Выбор заземляющих материалов и схемы монтажа зависит от ряда параметров, в том числе от сопротивления грунта.

Проектирование

Грамотные защитные мероприятия начинаются с качественного проекта. Проект должен учитывать особенности постройки дома и отвечать нормативным документам. Оптимальный вариант — когда заземляющие конструкции закладывается в момент общего проектирования дома или дачи. Тогда можно использовать внутренние элементы сооружения в качестве составляющих защитной заземляющей системы — это снизит стоимость монтажа заземления.

Компания «МЗК-Электро» выполняет расчет заземления, проектирование, сборку и обслуживание молниезащиты и элементов заземляющих контуров, в качестве составной части системы и отдельной услуги.

Типы

Заземление зданий и электроустановок различного напряжения сооружают по одному из трех типов: кольцевому, глубинному или фундаментному. Выбор вида контура и материалов для заземлителя для конкретного строения производится с учётом его размеров и назначения, возможностей и ограничений монтажа, степени насыщенности электрооборудованием и ряда других причин. При необходимости можно соединять между собой несколько систем заземления (с учетом риска возникновения коррозии). Любое заземление зданий необходимо соединить с шиной уравнивания потенциалов.

Кольцевое заземление дома

Устройство

Кольцевой тип заземлителя иначе называют поверхностным. Такой заземлитель представляет собой замкнутую металлическую кольцевую заземляющую шину, проложенную по периметру постройки. Не менее 80% его длины должно контактировать с грунтом. Как правило, заземляющий контур прокладывают ниже точки промерзания земляного грунта (около 0,5 метра), на расстоянии от защищаемого объекта не меньше 1 метра. Монтаж заземления в районах с высокой вероятностью возникновения коррозии требует использования заземлителя кольцевого типа из нержавеющей стали. В таких случаях от коррозии должны быть защищены также резьбовые соединения элементов, расположенные ниже поверхности земли.

Шины кольцевого заземлителя изготавливаются из следующих материалов:

  • Горячеоцинкованная или нержавеющая сталь,
    — плоский проводник, размер 40х4 мм,
    — круглый проводник, сечением 10 мм,
  • Медь, круглый проводник, диаметром 8 мм.

Кольцевое заземление зданий является одним из самых эффективных видов устройства. Таким методом можно оборудовать дачи или загородные дома. Кольцевой контур из металла равномерно распределяет ток по периметру здания, а между токоотводами образуется равное напряжение. К недостаткам можно отнести только длительный и трудоемкий процесс монтажа.

Глубинный заземлитель

Устройство

Данный вид представляет собой несколько металлических стержней, вертикально погружённых в грунт на определенную глубину и соединённых с заземляющей шиной-контуром. Расчёт заземления и заглубления производится методом определения величины сопротивления.

Длина контура также зависит от характеристик грунта. Рекомендуется к каждому отдельному токоотводу заземляющего контура подсоединять один глубинный заземлитель длиной не менее 9 метров, прокладываемый на расстоянии не менее 1 метра от защищаемого объекта. По DIN V VDE V 0185 для категорий молниезащиты III и IV длина заземлителя должна составлять минимум 2,5 метра. Монтаж заземления производится с помощью бензо-, электро- или пневмомолотов (в зависимости от конкретного типа грунта). При оборудовании защиты в частном доме возможна установка заземляющих стержней вручную. Соединения, расположенные в земляном грунте, необходимо обезопасить от коррозии и подсоединить к шине уравнивания потенциалов.

Материалы для изготовления кольцевого контура:

  • Оцинкованная или нержавеющая сталь,
    — плоский проводник, размер 40х4 мм,
    — круглый проводник, диаметр 20 мм,
  • Оцинкованная сталь, труба, сечением 25 мм,

Важным элементом глубинного заземления является модульно-штыревая система. При этом монтаж модульных заземлителей производится штырями (стержнями), заглубленными один за другим с помощью ударного электроинструмента. В отдельных случаях в процессе установки это позволяет достигать глубины более 30 метров. Основной фактор, влияющий на глубину укладки и количество стержневых заземлителей — удельное сопротивление грунта. Профессиональный расчет заземления позволит определить все параметры системы максимально точно.

Соединение между стержнями и шиной создаётся резьбовое или безрезьбовое. Площадь, которую занимают элементы схемы при производстве работ по устройству модульно-стержневого контура, минимальна. Это позволяет производить монтаж заземления даже в подвалах строений.

Модульный принцип устройства заземления является альтернативой классической схеме. Устройство по классическому принципу основано на том, что вертикальные стержни-заземлители сравнительно небольшой длины забиваются друг за другом по прямой линии или хаотично, с учётом расстояния для снижения экранирования.

Измерение сопротивления растеканию желательно производить по мере работы, после каждого вбитого штыревого элемента. К сожалению, при самостоятельном устройстве заземлителя в загородном коттедже или на даче аппаратура для измерения сопротивления растеканию, как правило, отсутствует, и заземляющая конструкция делается «на глаз». В общем случае число вертикальных заземлителей и длина горизонтального проводника зависят от искомого результата. При этом необходимо знать удельное сопротивление грунта. Соответственно, для грунта с большим удельным сопротивлением понадобится в несколько раз больше заземлителей.

Важнейшее преимущество глубинной системы — ее доступность и простота установки. Монтаж такого контура можно осуществить самостоятельно. Заземление зданий дачного типа чаще всего делают именно таким способом. К недостаткам этого варианта можно отнести несколько меньшую, по сравнению с другими типами заземлителей, эффективность устройства при обслуживании электроустановок.

Фундаментный заземлитель

Устройство

Фундаментный заземлитель размещается в железобетонном фундаменте сооружения. Этот тип контура задействуется в тех случаях, когда из фундамента выведены арматурные стержни для присоединения токоотводов. Электроды при монтаже устройства соединяют с арматурой, чаще всего резьбовым соединением или муфтой, на расстоянии около 3 метров. При этом запрещается использовать в грунте клинообразные зажимы. Для устройства фундаментного контура лучше всего применять ленточные держатели, установленные с интервалом в 2 метра. При монтаже заземляющего оборудования в районах с высокой вероятностью возникновения коррозии необходимо устанавливать фундаментный заземлитель из нержавеющей стали.

Материалы для изготовления фундаментных заземлителей:

  • Горячеоцинкованная или нержавеющая сталь,
    — плоский проводник, размер 40х4 мм,
    — круглый проводник, сечением 10 мм,
  • Медь, круглый проводник, диаметр 8 мм.

К преимуществам фундаментного контура относится высокая экономичность и простота реализации, минимальное заглубление, отсутствие необходимости укладки дополнительных заземляющих шин. К сожалению, на этапе заливки железобетонного фундамента строители очень часто забывают как о молниезащите, так и о защитном заземлении в целом. По этой причине фундаментное заземление зданий используется реже остальных видов.

При выборе варианта реализации для промышленного здания, многоэтажного дома, загородного коттеджа, дачи или другого строительного объекта, включая кровлю, с любыми значениями напряжения, необходимо произвести точный расчёт заземления и правильно подобрать материалы. Лучше всего доверить работу по выбору, расчёту и монтажу систем электробезопасности грамотным специалистам, имеющим соответствующее образование и опыт работы.

Специалисты компании «МЗК-Электро» выполнят монтаж заземления быстро, квалифицированно и качественно, рационально использовав средства заказчика, рассчитав оптимальную схему и использовав надёжные заземляющие элементы из каталогов известных производителей.

Смотрите также фотогалерею заземления

Расчёт заземления — онлайн калькулятор

    

Верхний слой грунта:

Песок сильно увлажненный (60)Песок умеренно увлажненный (130)Песок влажный (400)Песок слегка влажный (1500)Песок сухой (4200)Песчаник (1000)Супесок (300)Супесь влажная (150)Суглинок сильно увлажненный (60)Суглинок полутвердый, лессовидный (100)Суглинок промерзший слой (190)Глина (при t > 0°С) (60)Торф при t = 0°С (50)Торф при t > 0°С (40)Солончаковые почвы (при t > 0°С) (25)Щебень сухой (5000)Щебень мокрый (3000)Дресва (при t > 0°С) (5500)Садовая земля (40)Чернозем (50)Речная вода (1000)Гранитное основание (при t > 0°С) (22500)Песок сильно увлажненный (60)Песок сильно увлажненный (60)Песок сильно увлажненный (60)Песок сильно увлажненный (60)

Климатический коэффициент:

Климатическая зона I (Верт. — 1.9; Горизонт. — 5.75)Климатическая зона II (Верт. — 1.7; Горизонт. — 4.0)Климатическая зона III (Верт. — 1.45; Горизонт. — 2.25)Климатическая зона IV (Верт. — 1.3; Горизонт. — 1.75)Климатическая зона I (Верт. — 1.9; Горизонт. — 5.75)Климатическая зона I (Верт. — 1.9; Горизонт. — 5.75)Климатическая зона I (Верт. — 1.9; Горизонт. — 5.75)Климатическая зона I (Верт. — 1.9; Горизонт. — 5.75)

Нижний слой грунта:

Песок сильно увлажненный (60)Песок умеренно увлажненный (130)Песок влажный (400)Песок слегка влажный (1500)Песок сухой (4200)Песчаник (1000)Супесок (300)Супесь влажная (150)Суглинок сильно увлажненный (60)Суглинок полутвердый, лессовидный (100)Суглинок промерзший слой (190)Глина (при t > 0°С) (60)Торф при t = 0°С (50)Торф при t > 0°С (40)Солончаковые почвы (при t > 0°С) (25)Щебень сухой (5000)Щебень мокрый (3000)Дресва (при t > 0°С) (5500)Садовая земля (40)Чернозем (50)Речная вода (1000)Гранитное основание (при t > 0°С) (22500)Песок сильно увлажненный (60)Песок сильно увлажненный (60)Песок сильно увлажненный (60)Песок сильно увлажненный (60)

Количество верт. заземлителей:

1 вертикальный заземлитель2 вертикальных заземлителя3 вертикальных заземлителя4 вертикальных заземлителя5 вертикальных заземлителей6 вертикальных заземлителей7 вертикальных заземлителей8 вертикальных заземлителей9 вертикальных заземлителей10 вертикальных заземлителей11 вертикальных заземлителей12 вертикальный заземлителей13 вертикальных заземлителей14 вертикальных заземлителей15 вертикальных заземлителей16 вертикальных заземлителей17 вертикальных заземлителей18 вертикальных заземлителей19 вертикальных заземлителей20 вертикальных заземлителей1 вертикальный заземлитель1 вертикальный заземлитель1 вертикальный заземлитель1 вертикальный заземлитель

Глубина верхнего слоя грунта, H (м):

Длина вертикального заземлителя, L1 (м):

Глубина горизонтального заземлителя, h3 (м):

Длина соединительной полосы, L3 (м):

Диаметр вертикального заземлителя, D (м):

Ширина полки горизонтального заземлителя, b (м):

 

Удельное электрическое сопротивление грунта (ом/м):

Сопротивление одиночного верт. заземлителя (ом):

Длина горизонтального заземлителя (м):

Сопротивление горизонтального заземлителя (ом):

Общее сопротивление растеканию электрического тока (ом):

 

*Формат ввода — х.хх (разделитель — точка)

Пример расчета защитного заземления с картинками

Автор Alexey На чтение 7 мин. Просмотров 539 Опубликовано Обновлено

В системе заземления TN-С-S, защитные функции выполняет заземляющий провод PE, поэтому расчёт повторного заземления в точке разделения PEN затруднён из-за сложности получения параметров воздушных линий и повторных заземлителей.

Без данных, которые находятся у энергоснабжающих служб, подобные расчеты не будут иметь обоснованной точности, строясь лишь на догадках. Тем более, часто бывает, что представители компании, обеспечивающей энергоснабжение, заверяют в ненужности повторного заземления в месте разделения PEN провода, иногда даже препятствуют этому.

Поэтому в отношении частного дома, для расчёта максимальной эффективности заземления нужно брать за основу систему TT, где заземляющий контур не связан с сетевым нулевым проводом.

Система заземления ТТ

Предназначение расчёта заземления

Приступая к расчётам, нужно учесть, что из-за неоднородности почвы и других неучтённых факторов, реальное сопротивление заземления может не совпасть с расчётным. Данные несовпадения случаются даже с лабораториями, имеющими специальное оборудование для анализа грунтов.

Поэтому после проведения работ всегда проверяют сопротивление заземления, и если нужно, добавляют электроды. Целью расчёта сопротивления контура заземления является электробезопасность, условие которой состоит в снижении напряжения прикосновения до безопасного уровня при пробое изоляции и контакте фазного провода с корпусом заземляемого электроприбора.

Безопасным считается максимально допустимое напряжение прикосновения Uп.д.= 40В. Первым этапом расчета будет определение значения тока однофазного замыкания на землю Iкзф.

Поскольку речь идёт о заземлении для частного дома, которое ПУЭ не регламентируется, то Iкзф нужно принять таким, при котором вводный защитный автомат гарантированно отключится за очень быстрое время.

Обозначение вертикального заземлителя

Максимально эффективные значения сопротивления контура заземления

Будет большой ошибкой считать Iкзф равным номинальному току автомата, при котором, согласно время-токовой характеристике, он никогда не сработает, так как реальный порог срабатывания автомата начинается, когда протекающий ток в 1,13 раза больший, чем номинальный, и при этом могут пройти десятки минут до отключения нагрузки.

Время-токовая характеристика срабатывания автоматического выключателя

Значение Iкзф выбирают из графика время-токовой характеристики, чтобы время было не больше нескольких долей секунд. Для автоматов типа С, срабатывание автомата в пределах секунды определяется условием превышения номинального тока раз в пять – десять, в зависимости от температурных условий.

То есть, если на вводе стоит автомат 16А, то заземление должно обеспечивать ток замыкания фазы на землю Iкзф=160А, чтобы защита сработала практически моментально. Исходя из данных условий определяется значение допустимого сопротивления заземления:

Rзд≤ U/ Iкзф,

где U – напряжение сети. Rзд≤220/160=1,375 Ом. Чтобы при этом выполнялось требование по обеспечению напряжения прикосновения, то Rзд≤ Uп.д./ Iкзф¬. То есть Rзд≤40/160=0,25 Ом.

Допускаемые значения сопротивления заземления, согласно нормативам

Вышеприведённое расчётное значение сопротивления рассчитано, исходя из максимальных параметров, и как будет рассчитано ниже, достижение данного параметра контура заземления будет весьма трудным и затратным делом, особенно, если удельное сопротивление почвы неблагоприятное.

Ещё более труднодостижимым будет данный параметр, если номинал автомата будет большим. Поэтому, в системе TT, согласно ГОСТ30339-95 / ГОСТ Р50669-94 обязательным является использование УЗО с током утечки IΔn≤30мА, при котором Rзд≤ 47 Ом. При IΔn=100мА Rзд≤14 Ом, а при IΔn=300мА Rзд≤4 Ом.

Данное требование ГОСТ касается мобильных зданий, где энергопитание может быть осуществлено только по системе TT, оно является намного более требовательным, чем норматив ПУЭ 1.7.59, где Rзд*IΔn<50В, при котором Rзд получается 1666 Ом.

Устройство треугольного заземлителя

В быту сопротивление заземления, равное 4 Ом считается хорошим, ввиду того, что оно гарантированно обеспечит срабатывание достаточно мощных автоматов защиты в течении нескольких десятков секунд, что удовлетворяет требованиям противопожарной безопасности.

Среднее удельное сопротивление некоторых грунтов

Удельное сопротивление почв

Расчет защитного заземления состоит в определении материала и параметров заземлителей, их количества, взаимного расположения и способа укладки, при котором сопротивление заземляющего контура не должно превышать нормируемое сопротивление Rзд. Материалом служит металлопрокат из оцинкованной или омеднённой стали или чистой меди.

Для круглого профиля одиночного заземлителя его сопротивление рассчитывают по формуле:

Где — ρ – удельное сопротивление почвы Oм*м; L – длина, d – диаметр заземлителя, м; T – заглубление заземлителя, равное расстоянию от его середины до поверхности грунта, м; ln – логарифм, данная функция присутствует в инженерном калькуляторе Windows.

Удельное сопротивление грунтов измеряют при помощи лабораторного оборудования на месте, или выбирают исходя из таблицы, умножая на расчётный коэффициент 1,75.

Влияние сезонных колебаний климата

На практике также приходится учитывать неоднородность грунта, разброс его характеристик относительно сезонных изменений климата и влажности.

Таблица — климатические зоны промерзания грунта

Удельное сопротивление выбирают, учитывая поправочный сезонный коэффициент ψ, который выбирают, исходя из таблицы, равным Kl для вертикального заземлителя, или ψ= Kг для горизонтального.

При этом эквивалентное, реальное значение удельного сопротивления ρэкв для вертикальных электродов вычисляют, используя коэффициент Kl ρэкв=ρ* Kl, а для горизонтальных заземлителей Kгρэкв=ρ* Kг, которые прокладывают на глубине 0,5 — 0,8м.

Двухслойный грунт

Вертикальные заземлители также принято вбивать в дно траншеи, чтобы их верхушки были ниже точки промерзания грунта. При этом, по мере углубления электрода, слой почвы меняется, поэтому ρэкв вычисляют как среднее значение удельного сопротивления для двух слоев грунта, исходя из глубины заглубления заземлителей:

Где ρ1, ρ2 – удельное сопротивление нижнего и верхнего слоя соответственно; t – глубина траншеи; H – высота верхнего слоя почвы, сезонный коэффициент ψ (из таблицы).

Для расчёта сопротивления заземления глубинного заземлителя пользуются упрощённой формулой:

Сопротивление растекания для горизонтального заземлителя (полосы, соединяющей вертикальные электроды):

Где Lг – длина полосы, b – ширина, ηг – коэффициент взаимного экранирования горизонтальных заземлителей. Как правило, заземление делают по контуру вокруг дома, поэтому сопротивление горизонтального заземлителя Rг будет предопределено, и общее сопротивление вертикальных электродов будет равно:

Количество вертикальных заземлителей:

Где ηг коэффициент экранирования (использования) для вертикальных электродов.

Эффект экранирования вертикальных заземлителей

В таблице приведены зависимости коэффициентов использования заземлителей относительно расстояния между ними, расположенными в ряд или по контуру.

Коэффициент использования заземлителей

Пример расчёта

Допустим, требуется Rзд=4 Ом в доме, располагающемся в тёплой четвёртой климатической зоне. Грунт — сверху чернозем H=0,9м, снизу глина. Длина траншеи вокруг дома (квадрат) Lг =40м, глубина t=0,5м. Используется полоса 4*40мм, круглый стержень L=2м, d=0,02м. Требуется рассчитать количество вертикальных электродов заземления и расстояние между ними.

Вычисляем сопротивление горизонтальной полосы, которая залегает в чёрноземе:

Данное значение слишком велико и не удовлетворяет требуемое значение Rзд=4 Ом, поэтому нужно продолжить вычисления и рассчитать общее сопротивление вертикальных заземлителей:

Далее рассчитываем эквивалентное удельное сопротивление грунтов. Нужно помнить о поправочном расчётном коэффициенте 1,75 – для наглядности вычисления с ним заключены в дополнительные скобки:

Середина заглублённого электрода:

Рассчитываем одиночный вертикальный заземлитель:

Находим количество вертикальных заземлителей:

Данное значение округляем до двенадцати электродов, и равномерно их распределяем по контуру на расстоянии 40/12=3,33 м друг от друга.

В данном примере показан расчёт сопротивления заземления, устанавливаемого в благоприятных грунтах. Для других типов грунтов процесс вычислений не отличается, но воплощение рассчитанного контура становится дороже в разы.

Расчет сопротивления заземляющего электрода одиночного стержня — Принципы проектирования и испытания заземляющего электрода

Понимание расчета сопротивления заземляющего электрода одиночного стержня и его связи с конструкцией системы заземляющих электродов является ключом к пониманию фундаментальных принципов проектирования, измерений и расчетов сопротивления заземления и удельного сопротивления грунта. Это нижеследующее является первой частью нашей серии испытаний и принципов проектирования заземляющих электродов, состоящей из четырех частей, которые основаны на нашем техническом документе «Принципы проектирования и испытания заземляющих электродов».«Вы можете скачать полный технический документ здесь.

  1. Теория оболочки
  2. Удельное сопротивление почвы и измерения
  3. Расчет сопротивления заземляющего электрода одиночного стержня
  4. Измерение сопротивления электродов

Расчет сопротивления заземляющего электрода одиночного стержня

Сопротивление заземления можно рассчитать по эмпирическим формулам, с помощью номограмм или с помощью программного обеспечения.

Примеры доступных для использования формул содержатся в Стандарте защиты от молний AS1768, Приложение C.Приведенные ниже формулы, взятые из AS1768, являются двумя наиболее часто используемыми.

1. Одиночная вертикальная штанга длиной L и диаметром d метра, вершина штанги на уровне поверхности:

Где

R = сопротивление, Ом
ρ = удельное сопротивление грунта, Ом · м
L = скрытая длина заземляющего электрода, в метрах
d = диаметр заземляющего электрода, в метрах
Примечание. Уравнение обычно называют «модифицированной формулой Дуайта».’

2. Трос прямой горизонтальный длиной L и диаметром d метра, на поверхности:

Для тонкого полоскового заземляющего электрода диаметр можно заменить полушириной полоски.

Традиционно программы были способны выполнять двухслойные модели удельного сопротивления грунта. Это означает, что измеренное удельное сопротивление нужно было усреднить до двух значений с соответствующими глубинами. Современное программное обеспечение может принимать в качестве входных данных значения удельного сопротивления нескольких слоев.

На самом деле реальная ценность программного обеспечения заключается не столько в вычислении значений сопротивления для одного или нескольких электродов, сколько в том, что это можно легко сделать с помощью формул. Однако они могут быть эффективными при вычислении сопротивления нескольких заземляющих электродов, ступенчатого напряжения и напряжения прикосновения, а также для моделирования подачи тока короткого замыкания.

Другой метод расчета сопротивления одиночного заземляющего стержня, когда известны его размеры и удельное сопротивление, заключается в использовании номограмм. В примере на Рисунке 1 заземляющий стержень длиной 7 м и диаметром 10 мм будет обеспечивать сопротивление 7.6 Ом, если показание 4-точечного теста Веннера составляет 1 Ом.

Рисунок 1: Номограмма для расчета сопротивления одиночного заземляющего стержня

Расчет сопротивления заземляющего электрода нескольких заземляющих стержней

Когда заземляющие стержни используются параллельно, сначала может показаться, что сопротивление можно рассчитать по простому уравнению 1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3…

Однако, если внимательнее присмотреться к теории оболочки, рассмотренной ранее, становится очевидным, что расстояние между заземляющими стержнями может иметь некоторое влияние на суммарное сопротивление.Это связано с тем, что полусферические оболочки каждого электрода будут перекрывать друг друга, и площадь перекрытия должна быть компенсирована. В крайнем случае, если два электрода накладываются друг на друга, размер предлагаемой ими оболочки будет аналогичен оболочке, предлагаемой одним электродом. То есть сопротивление двух электродов будет таким же, как у одного электрода, если они установлены полностью рядом.

Правила большого пальца и коэффициенты использования используются в повседневных вычислениях для быстрого вычисления параллельных сопротивлений без чрезмерного анализа.

Например, когда два электрода расположены на расстоянии одного электрода друг от друга, достигается 85-процентное использование их параллельного сопротивления. Когда эти электроды расположены на расстоянии двух электродов, достигается 92% использования. Иногда мы видим на практике практическое правило, согласно которому расстояние между электродами должно быть как минимум в два раза больше глубины электрода, исходя из этого использования.

До появления программного обеспечения для выполнения расчетов использование номограмм было обычным методом расчета сопротивления нескольких заземляющих стержней.Нет причин, по которым их нельзя использовать сегодня для быстрых вычислений.

Рисунок 2: Параллельные заземляющие стержни

На рисунке 3 показана номограмма, которую можно использовать для разработки многоэлектродной системы, если сопротивление одного электрода было известно путем расчета или измерения.

Расчет сопротивления электродов для системы с несколькими заземляющими стержнями является тривиальным делом при использовании современного программного обеспечения. По сути, это вопрос ввода удельного сопротивления грунта, размеров электродов и разметки сетки, и он выдаст число без особых хлопот.

Рисунок 3: Сопротивление заземления нескольких заземляющих стержней

Загрузить технический документ nVent ERICO по принципам проектирования и тестирования заземляющих электродов

Загрузите представленный ниже технический документ, в котором изложены фундаментальные принципы конструкции заземляющих электродов, измерений и расчетов сопротивления заземления и удельного сопротивления грунта. составляют основу для понимания существующей практики заземления и будут служить руководством для инженера, пытающегося понять суть конструкции заземляющего электрода.

Загрузить информационный документ

Инженеры-электрики: ваш источник новостей и советов по электротехнике

Будьте в курсе новых тенденций, советов и информации, подписавшись на блог nVent ERICO. Наши эксперты по электротехнике и продукции регулярно публикуют новую информацию, а также публикуют такие статьи на лучших ресурсах.

Сопротивление заземляющего электрода

Заземление электрических систем необходимо для правильного функционирования и защиты жизни и оборудования в случае неисправностей.Заземляющий электрод (соединение системы заземления с землей) является неотъемлемой частью любой системы.

Оценка сопротивления электродов и их функционирования на стадии проектирования гарантирует, что предложены работающие решения, улучшит работу и потенциально снизит стоимость любой установки.

Общий расчет сопротивления электрода

Теоретический пример

Сфера радиуса r , полностью окруженная:

Метод — предположим, что ток I, затем вводится в электрод в некоторой точке, удаленной от электрода, плотность тока составляет:

Если удельное сопротивление земли составляет r , электрическое поле составляет:

Путем интегрирования электрического поля от поверхности электрода до бесконечности , напряжение электрода равно:

Кажущееся сопротивление R г , теперь можно найти из:

Сопротивление и расстояние от электрода


Вклад сопротивления v Расстояние Вокруг заземляющего электрода сопротивление почвы представляет собой сумму последовательных сопротивлений виртуальных оболочек земли, распространяющихся наружу от электрода.Ближайшие к электроду оболочки имеют наименьшую площадь поверхности и, следовательно, наибольшее сопротивление.

На рисунке показан вклад земли в общее сопротивление электрода на увеличивающихся расстояниях от поверхности электрода. Как видно из рисунка, 67% общего сопротивления приходится на расстояние 0,3 М от электрода.

В местах с высоким удельным сопротивлением снижение удельного сопротивления в области, близкой к электроду, за счет использования материалов, улучшающих грунт (химическая обработка или использование бетона), повысит эффективность системы заземления.

Сопротивление заземления

Следующая формула (источник: IEEE Std.142: 1991) позволяет рассчитать сопротивление заземления.

s
Полусфера, радиус a
Один стержень заземления, длина L, радиус a
Два стержня заземления, s 9017 L, шаг
Два заземляющих стержня, S
Скрытый горизонтальный провод, длина 2L, глубина s / 2
Правый угол поворота провода, длина плеча L, глубина s / 2
Трехконечная звезда, длина плеча K, глубина s / 2
Четырехконечная звезда, длина плеча L, глубина s / 2
Шестиконечная звезда, удлиненная h плеча L, глубина s / 2
Восьмиконечная звезда, длина плеча L, глубина s / 2

Кольцо проволоки, диаметр кольца D, диаметр проволока d, глубина s / 2

Заглубленная горизонтальная полоса, длина 2L, сечение a на b, глубина s / 2, B

Заглубленная горизонтальная круглая пластина, радиус a, глубина s / 2
Скрытая вертикальная круглая пластина, радиус a, глубина s / 2


Где:
R — сопротивление в Ω
ρ — удельное сопротивление в Ом.см
d — расстояния — в см

Несколько стержней заземления

Коэффициент зазора
1,29

3

длина 9

Расстояние между стержнями на расстоянии одного стержня:

Кол-во стержней F
2 1,16
4 1,36
8 1.68
12 1,80
16 1,92
20 2,00
24 2,16
2,16

3

3 длина

Материалы для улучшения заземления

Материалы для улучшения заземления (GEM) — это метод, при котором земля, непосредственно окружающая заземляющий электрод, заменяется материалом с низким сопротивлением.Цель состоит в том, чтобы уменьшить удельное сопротивление заземляющего электрода. GEM можно использовать в областях, где удельное сопротивление заземления очень велико и возникают проблемы при попытке достичь требуемого сопротивления электрода.

Расчет сопротивления

Сопротивление, R , выраженное в омах, вертикального электрода, окруженного заполнением материала
, приблизительно определяется следующим уравнением [2] :

Учитывая :
ρ — удельное сопротивление грунта (Ом.м)
ρ c — удельное сопротивление заполняющего материала (Ом · м)
d — диаметр электрода (м)
D — диаметр заполнения (м)
L — длина электрода (м)

Проблемы и проблемы

Обработка GEM может быть непостоянной и ее следует регулярно проверять. Это особенно верно в отношении химической обработки, которая может со временем проникнуть в окружающую почву, в результате чего сопротивление заземляющего электрода возрастет до неприемлемых уровней.Некоторые виды обработки GEM могут также иметь коррозионное воздействие на заземляющий электрод или другие негативные последствия для окружающей среды.

Ссылки

  • [1] IEE Std. 142-1991, Заземление промышленных и коммерческих энергосистем, Институт инженеров по электротехнике и электронике
  • [2] BS 7430: 1998, Свод правил заземления, Британский институт стандартов

(PDF) Исследования по измерению и моделированию удельного сопротивления земли площадок заземления глубоких скважин высокого напряжения постоянного тока

м.Цзин и др.: Исследования по измерению удельного сопротивления земли и моделирование площадок для заземляющих электродов высокого напряжения постоянного тока

с результатами измерения сопротивления заземления,

, можно сделать следующие выводы:

1) С учетом текущего метода FP с Из-за недостаточного зондирования

и того, что метод МП чувствителен к помехам, в этой статье предлагается комплексный метод измерения удельного сопротивления земли

глубинного заземляющего электрода с использованием FP, CSAMT

и Методы МТ, которые могут более эффективно покрыть

глубиной в десятки километров от поверхности площадки заземляющих электродов

до земли.

2) Путем инверсии и анализа результатов различных методов измерения

, модель удельного сопротивления земли глубинного заземляющего электрода

получается путем интегрирования

точности измерения мелкого пласта FP,

измерения глубина МП и детальная структура проводимости CSAMT около электрода.

3) Проведено измерение сопротивления заземления

фактических глубинных заземляющих опор

.Результаты сравнительного эксперимента и моделирования

показывают, что абсолютная погрешность модели сопротивления земли

, предложенной в этой статье, составляет 0,064 при расчете

сопротивления заземления глубинного заземляющего электрода

. Доказано, что модель сопротивления земли

имеет хорошую надежность.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

[1] М. Марзинотто, Г. Маццанти и М. Нерви, «Возврат на землю / море с электродными системами

для передачи постоянного тока высокого напряжения», Int.J. Electr. Power Energy

Syst., Vol. 100, pp. 222–230, сентябрь 2018 г.

[2] Рабочая группа СИГРЭ, WGB4.61. Общие рекомендации по проектированию HVDC Elec-

trode. Париж, Франция: CIGRE, 2017.

[3] З. Ванцзюнь, «Заземляющий электрод высоковольтной передачи постоянного тока», в High Volt-

age Direct Current Transmission Engineering Technology, 2-е изд. Пекин,

Китай: China Electric Power Press, 2010, гл. 13. С. 374–432.

[4] Л. Бинг, С. Цзянь, Х.Шанмао и З. Ран, «Новый прогресс в исследованиях технологии передачи

HVDC в южной электросетевой корпорации Китая

tion», в Proc. Int. Конф. High Voltage Eng. Appl., Нью-Йорк, Нью-Йорк, США,

сен 2016, стр. 1–5.

[5] Х. Цзиньлян и З. Ронг, «Технология заземления передачи постоянного тока высокого напряжения»,

в Технология заземления энергосистем, 1-е изд. Пекин, Китай: Science

Press, 2007, гл. 9. С. 312–364.

[6] Б. Ван, Ю. Х. Ван, Л.Дж. Дин, П. Сюн, X. Y. Ли. «Краткое изложение заземляющего электрода HVDC

и связанных вопросов» в Proc. CSU-EPSA, т. 24,

2012, стр. 66–72.

[7] Дж. Хе, Г. Ю, Дж. Юань, Р. Цзэн, Б. Чжан, Дж. Цзоу и З. Гуань, «Снижение сопротивления заземления

подстанции методом глубокого заземления». , » IEEE

Trans. Мощность Del., Т. 20, нет. 2, pp. 738–744, Apr. 2005.

[8] Y. Teng, X. Wen, H. Cai, L. Jia, G. Liu, S. Hu, and H. Lu, ”Анализ

конструктивные параметры и электрические характеристики заземления глубоких скважин постоянного тока

электрод.Англ., Т. 2019, вып. 16, pp. 2366–2370, март 2019 г.

[9] X.-S. Вэнь, Ю. Тенг, Х.-С. Цай, С.-М. Ху, М.-Х. Цзин, Ю. Чжан, Х. Мэй,

Л. Лань, и Х.-Л. Лу, «Экспериментальное исследование характеристик выделения газа —

характеристик заземляющих электродов постоянного тока для глубоких скважин», IEEE Access, vol. 7,

pp. 57450–57458, 2019.

[10] Б. Арнлов, «HVDC 2000 — новое поколение высоковольтных преобразователей постоянного тока

станции», Fuel Energy Abstr., Vol. 4, вып. 3, стр. 273, 1996.

[11] Рабочая группа СИГРЭ, 14.21-TF2, Общие рекомендации по проектированию заземляющих электродов

для линий постоянного тока высокого напряжения. Париж, Франция: CIGRE, 2007.

[12] Ф. Давалиби и Н. Барбейто, «Измерения и расчеты характеристик

систем заземления в многослойных грунтах», IEEE Trans.

Power Del., Об. 6, вып. 4, pp. 1483–1490, Oct. 1991.

[13] Дж. Ма и Ф. П. Давалиби, «Анализ систем заземления в почвах с конечными объемами

с разным сопротивлением», IEEE Power Eng.Rev., т. 22,

нет. 3, pp. 63–64, Apr. 2002.

[14] B. Zhang, R. Zeng, J. He, J. Zhao, X. Li, Q. Wang и X. Cui, ‘Numerical

анализ распределения потенциала между заземляющими электродами системы HVDC

с учетом влияния глубоких слоев земли », ИЭТ Генер. Трансм.

Распределение, т. 2, вып. 2, стр. 185, 2008.

[15] В. Ли, З. Пан, Х. Лу, Х. Чен, Л. Чжан и X. Вэнь, «Влияние удельного сопротивления земли

на глубине земли на распределение возвратных токов высоковольтного постоянного тока». , » IEEE

Trans.Мощность Del., Т. 32, нет. 4, pp. 1844–1851, август 2017 г.

[16] Р.Д. Саути, М. Сиахранг, С. Фортин и Ф.П. Давалиби, «Использование измерений потенциала падения

для улучшения оценок удельного сопротивления глубокого грунта. » IEEE

Trans. Ind. Appl., Vol. 51, нет. 6, стр. 5023–5029, ноябрь 2015 г.

[17] А. Манглик, С. Верма, Д. Муралидхаран и Р. Сасмал, «Электрические

и электромагнитные исследования площадок заземляющих электродов высокого напряжения постоянного тока в

. Индия // УФН.Chem. Земля, части A / B / C, т. 36, нет. 16, pp. 1405–1411,

Jan. 2011.

[18] M. Jing, X. Wen, Z. Pan, H. Lu, H. Cai, S. Hu, G. Liu, and L. Jia,

«Исследование нового типа метода исследования удельного сопротивления Земли для глубинного заземляющего электрода HVDC

», в Proc. IEEE Int. Конф. High Voltage Eng.

Заяв. (ICHVE), АФИНЫ, Греция, сентябрь 2018 г., стр. 1–4.

[19] Л. Каньяр, «Основы теории магнитотеллурического метода геофизической разведки

», Геофизика, т.18, нет. 3, pp. 605–635, 1953.

[20] М. А. Гольдштейн и Д. В. Стренгуэй, «Магнитотел-

звуковой частоты с заземленным электрическим дипольным источником», Геофизика, т. 40, нет. 1,

pp. 669–683, 1975.

[21] К. Окада, «Геофизические исследования на золотом руднике Хисикари, Кагосима,

Япония», Leading Edge, vol. 19, нет. 7, pp. 744–750, 2000.

[22] Г. Нимек и Р. Кох, «Прогрессивная геофизическая разведка на урановом месторождении Ши-Крик», Leading Edge, vol.27, нет. 1,

pp. 52–63, 2008.

[23] Д. Э. Бурнер, Дж. А. Райт и Дж. Г. Терлоу, «Tensor CSAMT изучает

на руднике Бучанс в центральном Ньюфаундленде», Geophysics, vol. 58, нет. 1,

pp. 12–19, 1993.

[24] Н. Карлсон, К. Зонге, Г. Ринг и М. Рекс, «Картирование потоков жидкости в

, операция по выщелачиванию меди в Аризоне, США. » Leading Edge, т. 19, нет. 7,

pp. 752–755, 2000.

[25] PE Wannamaker, » Tensor CSAMT съемка серных источников

Термическая зона

, Валлес Кальдера, Нью-Мексико, Соединенные Штаты Америки, Часть

I: Влияние на структуру западной кальдеры // Геофизика.62,

нет. 4, pp. 451–465, 1997.

[26] MJ Unsworth, X. Lu и MD Watts, «Исследование CSAMT на поле Sel-

: Характеристика потенциального места захоронения радиоактивных отходов»,

Геофизика, т. 65, нет. 7, pp. 1070–1079, 2000.

[27] Технический кодекс для проектирования системы заземления HVDC,

Стандарт

DL / T 5224-2014, Министерство строительства, Народная Республика

Китая, China Electric Power Press, Пекин, Китай, (на китайском языке), 2014.

[28] Б. Чжан, Х. Цуй, Л. Ли и Дж. Хе, «Оценка параметров горизонтальной многослойной Земли

методом комплексных изображений», IEEE Trans. Power Del.,

об. 20, нет. 2, pp. 1394–1401, Apr. 2005.

[29] Руководство IEEE по измерению удельного сопротивления земли, импеданса земли и потенциалов поверхности земли

системы заземления, стандарт IEEE 81-2012

(пересмотр стандарта IEEE Std. 81-1983), декабрь 2012 г., стр. 1–86.

[30] Х. Шанхао, «Ручное измерение проводки постоянного тока заземления глубоких скважин, сопротивление

», Proc.IEEE Int. Конф. High Voltage Eng. Прил. (ICHVE),

АФИНЫ, Греция, сентябрь 2018 г., стр. 1–4.

[31] Дж. Гуэмес и Ф. Эрнандо, «Метод расчета сопротивления заземления

заземляющих сетей с использованием FEM», IEEE Trans. Мощность Del., Т. 19, нет. 2,

pp. 595–600, Apr. 2004.

[32] С. Джорджес и Ф. Слауи, «Моделирование и моделирование рассеивания тепла

из-за заземляющих электродов HVDC с использованием метода конечных элементов», в

Proc.IEEE Innov. Smart Grid Technol.-Asia (ISGT ASIA), май 2014 г.,

стр. 476–480.

[33] Z. Zhang, Y. Dan, J. Zou, G. Liu, C. Gao и Y. Li, «Исследование распределения тока разряда

заземляющих электродов», IEEE Access,

т. 7, pp. 59287–59298, 2019.

[34] Дж. Ли, Т. Юань, К. Янг, В. Сима, К. Сан и М. Зан, «Численный

и экспериментальное исследование заземления. электродный импульс —

закономерность распределения тока с учетом явления нестационарной ионизации

», IEEE Trans.Мощность Del., Т. 26, вып. 4, pp. 2647–2658,

Oct. 2011.

[35] W. Sima, B. Zhu, T. Yuan, Q. Yang, J. Wang, «Конечно-элементная модель

Импульсные характеристики заземляющего электрода в сложной структуре грунта

на основе преобразования геометрических координат », IEEE Trans. Power Del.,

об. 31, нет. 1, pp. 96–102, февраль 2016 г.

ТОМ 8, 2020 г. 23785

L O R E S C O

По вертикали Калькулятор сопротивления
Этот калькулятор определит полное сопротивление земли для нескольких, равноотстоящих, вертикальные электроды.Сопротивление можно рассчитать как для мелкой, так и для глубокой электроды работают параллельно с поправкой на взаимное влияние между системы.

По горизонтали Калькулятор сопротивления
Этот калькулятор определит полное сопротивление земли. для одиночного, непрерывного, горизонтального цилиндрического или прямоугольного электрод.

Лореско Калькулятор веса продукта
Этот калькулятор определит вес засыпки, необходимый для заполнить определенный объем (цилиндрический или прямоугольный) для любого Loresco товар.

Лореско Калькулятор сопротивления сети
Этот калькулятор определит сопротивление заземления для сетки-стержня. комбинации.

Заявление об отказе от ответственности: Loresco International приложила все усилия, чтобы результаты генерируется различными калькуляторами, доступными на этом сайте верны и действительны в пределах ограничений, указанных для каждый калькулятор.Однако ни Loresco International, ни любой из ее сотрудников гарантирует и не принимает на себя никакой ответственности за использование этих калькуляторов. Использование этих калькуляторов и выбор конкретных входных параметров часто требует инженерных решение в каждом конкретном случае. Пользователю рекомендуется обратиться за квалифицированной инженерной помощью по использованию калькуляторов и применение результатов, полученных с помощью калькуляторов.В пользователя также предупреждают, что полученные результаты основаны на при определенных упрощающих предположениях, которые могут или не могут быть действительным для конкретного случая.

Справочная информация по электрическому заземлению

Справочная информация по электрическому заземлению

Справочная информация

Для

Loresco Grid Resistance (Сопротивление сетки Loresco) Калькулятор

Ввод данных

Примечание. Не используйте запятые во вводе. значения.Если десятичная дробь не введена, это

.

предположительно находится справа от введена самая правая цифра.

Английские или метрические единицы: Вы можете выбрать метрическую или английскую единицы ввода с помощью единицы ввода. выберите кнопку перед вводом переменных. Например, если вы хотите для ввода переменных в английских единицах и английских единицах (футы и дюймы) рядом с слотами для ввода входных переменных, просто введите правильные номера и продолжайте. Однако, если вы хотите войти в далее отображаются переменные в английских единицах и метрических единицах (м и см). к слотам ввода входной переменной, щелкните левой кнопкой мыши на Кнопка «Английские единицы».Примечание: необходимые единицы для Удельное сопротивление измеряется в Ом-см независимо от выбранных единиц ввода.

Общая длина сетевых проводников, (м или футы): Введите общую длину проводников сети в метрах или ноги.

Ср. Длина заземляющих стержней, (м или футов): Введите среднюю длину стержней заземления или заземления. колонны засыпки, если они используются, в метрах или футах. Если засыпка заземления столбец, следует ввести общую длину засыпки независимо от длины заземляющего стержня или контактного электрода внутри засыпки.

Удельное сопротивление почвы верхнего слоя, (Ом-см): Введите среднее удельное сопротивление верхнего слоя грунт вокруг заземляющей сетки в Ом-см. В этом ценность почвы удельное сопротивление от поверхности до глубины H, как определено полевые испытания. Удельное сопротивление почвы может варьироваться от 100 до высокий 1000000 Ом-см или более. Независимо от входных единиц Если выбрано, единицы измерения удельного сопротивления должны быть в Ом-см.

Удельное сопротивление почвы более глубокого слоя, (Ом-см): Введите среднее удельное сопротивление более глубокого слоя грунт вокруг заземляющего электрода в Ом-см.В этом ценность удельное сопротивление грунта с глубины H вниз, как определено полевые испытания. Удельное сопротивление почвы может варьироваться от 100 до высокий 1000000 Ом-см или более. Независимо от входных единиц Если выбрано, единицы измерения удельного сопротивления должны быть в Ом-см.

Если грунт имеет постоянное удельное сопротивление глубина больше или равна средней глубине стержня, одиночный грунт используется модель слоя удельного сопротивления. В этом случае введите тот же удельное сопротивление как для верхнего, так и для более глубокого слоев, и введите любое значение для толщины верхнего слоя H.

Для того, чтобы эта приблизительная модель была быть действительным, удельное сопротивление более глубокого слоя должно быть равно или меньше удельного сопротивления верхнего слоя. Если глубокий слой удельное сопротивление меньше удельного сопротивления верхнего слоя, оно должно не менее 20% от удельного сопротивления верхнего слоя.

Диаметр проводников сетки, (см или дюйм): Введите диаметр проводников сетки в сантиметрах или дюймы. Если вокруг проводов сетки введите эквивалентный диаметр засыпки.

Диаметр шлифованной штанги или засыпки Колонны, (см или дюймы): Введите диаметр одиночного заземляющего стержня или столбца засыпки, если он используется, в сантиметрах или дюймах. Опять же, это диаметр засыпки заземления LORESCO, если она используется, или фактический диаметр электрода, если засыпка не используется.

Количество заземляющих стержней: Введите общее количество установленных заземляющих стержней. Если Loresco засыпка заземления столбцов, введите количество столбцов засыпки.Невзирая на количество или тип электродов, установленных в одном отверстии, или колонна засыпки заземления, это считается одним стержнем.

Если нет заземляющих стержней или заземления должны быть установлены колонны для засыпки, введите для этого значения ноль. В калькулятор оценит сопротивление сети без заземляющие стержни.

Глубина захоронения решетки (м или фут): Введите глубину заглубления сетки в метрах или футах. Если сетка лежит на поверхности земли, можно ввести ноль.

Толщина верхнего слоя почвы, (м или ft): Введите толщину верхнего слоя почвы в метрах или ноги. Если удельное сопротивление грунта одинаково на глубине, равной или больше средней длины стержня, один слой удельного сопротивления грунта модель используется. В этом случае необходимо ввести значение верхнего удельное сопротивление почвы как для верхнего, так и для нижнего значений удельного сопротивления требуется и введите любое число для толщины верхнего слоя, H. Для того, чтобы двухслойная модель была действительной, толщина слоя верхний слой должен составлять не менее 10% длины решетки по длинной стороне.

Длина решетки по короткой стороне, (м или фут): Введите длину короткой стороны прямоугольной области, покрытой сетки.

Длина сетки по длинной стороне, (м или фут): Введите длину длинной стороны прямоугольной области, покрытой по сетке.

Результат: Это сопротивление заземления в Ом электродной системы, описываемой входные данные. Если расчетное сопротивление выше требуемого значение, одна или несколько проектных переменных могут быть изменены, чтобы определить его влияние на ожидаемое сопротивление.

Самый последний результат вместе с входные данные отображаются в выходном столбце 1. Вы можете пересчитать повторный ввод требуемых переменных при изменении одного или всех значения входных данных для следующего расчета. В качестве дополнительных расчеты производятся, результаты вывода автоматически прокручиваются Направо. Другими словами, в любой момент вы можете сравнить два самые последние результаты расчетов.

Общая информация:

В этом калькуляторе используются методы оценки сопротивления заземления заземляющей сети либо с помощью или без крепления вертикальных заземляющих стержней, как описано в Стандарт ANSI / IEEE 80.Были разработаны конкретные используемые уравнения. для равномерного удельного сопротивления грунта S. J. Schwarz и опубликованный в его документ под названием «Аналитические выражения сопротивления Системы заземления », транзакций AIEE, том 73, часть III-B, 1954, стр. 1011-1016. Сопротивления сетки и вертикали стержни объединяются с использованием уравнений сопротивления, разработанных Р. Руденберг («Принципы и практика заземления — 1, Основные сведения о токах заземления ». Electrical Engineering, vol 64, no 1, Jan 1945, pp 1-13.) и Э. Сунде ( Эффекты земной проводимости в системах передачи . Новое Йорк: Макмиллан, 1968.). Используемая двухслойная модель основана на работе К. Дж. Блаттнер в своей статье «Исследование приводных заземляющих стержней и Четырехточечные испытания на удельное сопротивление грунта ». IEEE Transactions on Энергетические аппараты и системы , том PAS-101, № 8, август 1982 г., стр. 2837 — 2850. Наконец, константы, относящиеся к геометрии системы определяются выражениями, разработанными С. В. Керселем в его документ «Проектирование систем заземления распределительных устройств с использованием нескольких Сетки.» Транзакции IEEE в силовых аппаратах и ​​системах , том ПАС-100, № 3, март 1981 г., стр. 1341 — 1350.

Двухслойная модель удельного сопротивления исходя из предположения, что заземляющие стержни или засыпные колонны являются установлен в более глубоких почвах с более низким удельным сопротивлением, по сравнению с поверхностные почвы в местах захоронения сетки. Эта модель калькулятора предполагает что стержни забиты на такую ​​глубину, чтобы верх стержня был на глубине сетчатого захоронения, что является нормальным для большинства инсталляции.

Для двухслойной модели удельного сопротивления к обеспечить достаточно точные результаты, удельное сопротивление верхней слой должен быть больше или равен удельному сопротивлению более глубокого слой. Кроме того, сопротивление более глубокого слоя не может быть менее 20% удельного сопротивления верхнего слоя. Толщина верхний слой, H, также должен быть больше или равен 10% от длина решетки по длинной стороне. Наконец, толщина верхнего слоя H, должен быть больше или равен глубине сетки и меньше или равна средней длине заземляющего стержня.

Если почва относительно однородна от поверхность на глубину, равную или превышающую среднюю длину заземляющие стержни, модель удельного сопротивления одного слоя может использоваться ввод одинакового значения удельного сопротивления грунта как для верхнего, так и для более низкие значения удельного сопротивления почвы. В этом случае можно ввести любое значение. для глубины верхнего слоя H.

Исправлено: 9 марта 2000 г.



(PDF) Расчетная модель потенциала земли заземляющего электрода HVDC на основе распознавания изображений влажности почвы в поверхностном слое

подстанций.Int Trans Electr Energ Syst 2015; 25: 1875–

1883.

6. Сан С.Л., Ли Ф. и Чен Дж. Измерение удельного электрического сопротивления —

для иловых грунтов, стабилизированных известью. Rock Soil Mech 2010;

31 (1): 51–55.

7. Чжунхуа З., Лонг З. и Бо С. Исследование связи

судов между содержанием воды и удельным сопротивлением земляных руин

. Chin J Rock Mech Eng 2009; 28 (Приложение 2):

4054–4058.

8. Вэнь Х, Лю С и Ли У. Расчет для распределительных сетей постоянного тока

с учетом удельного сопротивления земли

на большой территории.High Voltage Eng 2017; 43 (7): 2331–2339.

9. Лю Л., Цзян К., Ли И и др. Трехмерная земля

Моделирование структуры удельного сопротивления вокруг заземляющего электрода постоянного тока

. Proc CSEE 2018; 38 (6): 1622–1628.

10. Лю Кью, Ли Л. и Чжэн Дж. Текущее распределение системы

HVDC при одно-максимальной работе в модели грунта com-

posite. Proc CSEE 2007; 36: 8–13.

11. Ruan L, Wen X, Kang J, et al. Моделирование сети постоянного тока сети переменного тока

с учетом удельного сопротивления грунта глубоких слоев.

Power Syst Technol 2014; 38 (10): 2888–2893.

12. Венфенг Л., Хонгенг Ю. и Сяньюн Х. Исследование влияния модели почвы

на поверхностный потенциал и метод рационального выбора модели почвы

. Acta Phys Sin

2013; 62 (14): 158–165.

13. Ян И, Лю X, Чен Т. и др. Воздействие грунтовой конструкции

, прилегающей к заземляющим электродам силовых линий сверхвысокого напряжения постоянного тока

, на смещение постоянного тока силовых трансформаторов. Мощность

Syst Technol 2012; 36 (7): 26–32.

14. Wenxia S, Donghui L и Tao Y. Влияние вертикального падения поверхности

на сопротивление заземления сетки заземления

измерения и меры по улучшению. Высокое напряжение

Технол 2018; 44 (5): 1490–1498.

15. Руан В., Ма Дж., Лю Дж. И др. Характеристики заземляющего электрода HVDC

в различных грунтовых структурах. Power System

Technology, Proceedings of Power Con 2002; 2: 962–968.

16. Telles Villas JE и Portela CM. Нагрев почвы вокруг заземляющего электрода

системы HVDC за счет взаимодействия электрических, тепловых и электроосмотических явлений

.IEEE

Trans Power Deliv 2003; 18: 967–873.

17. Мохтари М., Абдул-Малек З. и Салам З. Влияние ионизации почвы

на переходное сопротивление заземляющего электрода

в неоднородных почвенных условиях. Int Trans Electr

Energ Syst 2016, 26: 1462–1475.

18. Лю Р., Чжан К. и Чао Л. Анализ временных и

пространственных характеристик влажности почвы в Китае на основе спутниковых наблюдений с несколькими источниками

. Adv Water Sci 2017;

28 (04): 479–487.

19. Ruan T, Luo L и Yang Q. Температурные характеристики почвы —

tics test и анализ их влияния на нагрев кольцевого заземляющего электрода

постоянного тока. Proc CSEE 2013; 33 (1): 188–195.

20. Хайбо Л., Янлин З. и Чуанлян К. Экспериментальное исследование

по измерению содержания воды в обширной почве с помощью метода отражения во временной области

. Chin J Rock Mech Eng

2008; 27 (12): 2568–2574.

21. Ян И, Лю X, Чен Т. и др. Воздействие грунтовой конструкции

, прилегающей к заземляющим электродам силовых линий сверхвысокого напряжения постоянного тока

, на смещение постоянного тока силовых трансформаторов.Мощность

Syst Technol 2012; 36 (7): 26–32.

22. Чен Д., Хуанг З., Лю Дж. И др. Расчет текущего поля источника тока

в горизонтально-слоистом грунте. High

Voltage Eng 2008; 34 (7): 1379–1382.

23. Shengli Y, Xiaomin F и Jijun L. Исследование взаимосвязи

между цветом стола и качественным климатом и полу-

количественной зависимостью. Science China (серия D) 2001;

31: 175–179.

24.Руру Д., Сяосян С. и Чжихэ Х. Метод дистанционного зондирования

для определения глубокого содержания влаги в почве, поддерживаемый ГИС

. Университет Дж. Сан, 1997 г .; 5: 102–105.

25. Сяобинь К., Гуаннин В. и Лунхай Ф. Исследование влияния температуры

на удельное сопротивление почвы. Trans Chin

Electr Society 2007; 22 (9): 1–6.

26. Mi Z, Jianguo W., Songbo H, et al. Экспериментальное исследование

факторов, влияющих на измерение удельного сопротивления почвы.

Rock Soil Mech 2011; 32 (11): 3269–3275.

27. Хаджик З.З., Губер А.К., Пачепский Ю.А. и др. Педотранс-

фер выполняет функции при оценке удельного электрического сопротивления почв. Гео-

дерма 2011; 164: 195–202.

28. Дуан Х, Ван И, Ченг Дж и др. Пространственная изменчивость и соотношение

удельного сопротивления почвы и влажности воды на типичных

травяных склонах гор Юньву. Trans Chin Soci

Agricul Eng 2012; 28 (7): 130–137.

29. Nijland W., Van der Meijde M, Addink EA, et al.Обнаружение

влажности почвы и водозабора растительностью в

Средиземноморской природной территории с использованием томографии удельного электрического сопротивления

. Catena 2010; 81: 209–216.

30. Цзюньлян Г., Фэнминь Л. и Инбинь М. Мониторинг влажности почвы

искусственного леса саксаилон-аммодендрон с помощью изображений удельного сопротивления

. Trans Chin Soci Agricul Eng 2018;

34 (22): 92–101.

31. Rongbiao Z, Jiaxiang H и Tao W. Изучение метода

онлайн-определения содержания влаги на поверхности почвы на основе

обработки изображений.Trans Chin Soci Agricul Eng 2007;

10: 57–61.

32. Jinliang H и Rong Z. Технология заземления в системах питания

. Пекин: Science Press, 2007.

33. Юлианг Ю., Веньи С. и Юруи С. Разработка и эксперимент

трехуровневого датчика влажности почвы. Trans

Chin Soci Agricul Eng 2014; 30 (12): 64–71.

34. Zaihua G, Zewei Z и Tianfang X. Разработка системы онлайн-мониторинга удельного сопротивления

для слоистого грунта.Подбородок

J Scien Instr 2014; 35 (6): 1306–1314.

35. Ляньгуан Л. и Ченлян М. Расчет распределения потенциала земли

в многослойном заземлении HVDC

на основе метода конечных элементов. Power Syst Prot & Con-

троль 2015; 43 (18): 1–5.

12 Измерение и контроль

Моделирование удельного сопротивления почвы для расчета повышения температуры глубинного заземляющего электрода HVDC

Основные моменты

Модель удельного сопротивления почвы, полученная обычным методом измерения удельного сопротивления почвы, не может отражать фактическое повышение температуры глубинных заземлителей.

Для глубинных заземляющих электродов постоянного тока высокого напряжения удельное сопротивление почвы вблизи электродов оказывает большое влияние на повышение температуры.

Для расчета повышения температуры заземляющего электрода на основе данных каротажа кажущегося сопротивления создана модель местного удельного сопротивления почвы.

Моделирование и эксперименты показывают, что модель удельного сопротивления почвы, предложенная в этой статье, может обеспечить более высокую точность.

Abstract

Глубокий заземляющий электрод постоянного тока занимал гораздо меньшую площадь, чем традиционный электрод, что значительно упрощает выбор места установки. Однако из-за чрезвычайно высокой плотности тока на конце линейного заземляющего электрода повышение температуры стало важным фактором, ограничивающим развитие технологии заземления глубоких скважин. Чтобы точно оценить ситуацию нагрева заземляющего электрода для глубокой скважины, в этой статье было проведено испытание на повышение температуры поля для заземляющего электрода для глубокой скважины, и ошибка между результатом повышения температуры, рассчитанным по удельному сопротивлению почвы на большой площади. анализируются модели, полученные традиционными методами измерений.Установлено, что локальное удельное сопротивление грунта вблизи заземляющего электрода глубинной скважины определяет характеристику повышения температуры. На основе результатов аппроксимации каротажа кажущегося сопротивления предложен метод моделирования локального удельного сопротивления грунта, пригодный для расчета повышения температуры заземляющего электрода в глубокой скважине, а также расчетная модель повышения температуры заземляющего электрода с учетом температурных характеристик водонасыщенной подземной среды. и создана местная модель почвы.Результат расчета этой модели используется для сравнения с данными полевых измерений повышения температуры в реальных проектах, максимальная погрешность температуры составляет 5,5 ° C. Тенденция повышения температуры электрода хорошо согласуется с результатами испытаний, что объясняет особое явление повышения температуры в низкоомном слое. Примеры проектов доказывают эффективность и точность моделирования почвы и метода моделирования повышения температуры, предложенного в этой статье.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Весь товар подлежит гарантии и сертифицирован!Все права защищены .RU