Целью расчета заземления является определить число заземляющих стержней и длину полосы, которая их соединяет.

Для перевода круглого металла (пруток, труба) в полосу: b = 2·d, где b — ширина полосы м м., d — диаметр прутка, трубы в м. и соответственно на оборот, полосу в диаметр: d = 0,5·b; для перевода уголка в диаметр: d = 0.95·b, где b — ширина полки уголка в м.

1. Расстояния между заземляющими стержнями берется из соотношения их длины (см. рис. 2), то есть:

a = 1хL; a = 2хL; a = 3хL

где, a — расстояния между заземляющими; L — длина стержня (электрода), 1 — 3 соотношение.

2. Сопротивление растекания тока одного вертикального заземлителя (стержня):

где, ρ_экв — эквивалентное удельное сопротивление грунта вычислим по формуле: ρ_экв = Ψ·ρ, Ψ — повышающий коэффициент климатической зоны, ρ — удельное сопротивление грунтаОм·м; L – длина стержня, м; d – его диаметр, м; Т – расстояние от поверхности земли до середины стержня, м. (см. рис. 3, h¹= 0,5l + t), H — толщина верхнего слоя грунта при неоднородном грунте (двухслойном). Ниже на рис. 4 формулы и расположения электродов для расчёта с применением логарифмов:

Рис. 4 (прим. где h¹= T)

3. В неоднородном грунте (двухслойный), эквивалентное удельное сопротивление грунта находится по формуле:

где – Ψ — сезонный климатический коэффициент (таблица 5); ρ₁, ρ₂ – удельное сопротивления верхнего и нижнего слоя грунта соответственно, Ом·м (см. таблицу 5); Н – толщина верхнего слоя грунта, м; t — заглубление вертикального заземлителя (глубина траншеи) t = 0,5 — 0.8 м.

4. Количество необходимых заземлителей определяется по формулам:

4.1 методом приближения (как пользоваться данным методом расскажем в примерах позже):

где, k_исп — отношение расстояния между заземляющими стержнями (см. пункт 1), R₁ = R₀ — (см. пункт 2), R_нор — нормативные требования сопротивления (ПУЭ 1.7.101. или 1.7.103. см. страницу заземлители заземляющего устройства ).

4.2 с помощью таблиц (без учета сопротивления горизонтального заземления):

где, Ψ – коэффициент сезонности вертикального заземлителя (см. таблица 6, страница глубина промерзания грунта); R_н — нормируемое сопротивление растеканию тока заземляющего устройства, см. таблицу 8, ниже):

Таблица 8

где, А, Б, В и Г — условное обозначение категорийности в помещениях по взрывоопасности

4.3 расчёт предварительное количество стержней вертикального заземления без учета сопротивления горизонтального заземления находится по формуле:

где коэффициент спроса (использования) принимаем η = 1; далее по таблице 3 выберем по числу электродов n — при отношение расстояние между электродами к их длине a = 1хL, R_н — нормируемое сопротивление и коэффициент спроса (использования) — η;

где с найденным коэффициентом спроса η, методом интерполяции снова уточняем количество электродов n.

Полученное при расчете число заземлителей округляется до ближайшего большего в таблице 3.

5. Находим сопротивление растекания тока для горизонтального заземлителя:

где, LГ, b – длина и ширина горизонтального заземлителя; Ψ – коэффициент сезонности горизонтального заземлителя; ηГ – коэффициент спроса горизонтальных заземлителей (см. таблицу 3, заземлители заземляющего устройства); где, LГ — длину самого горизонтального заземлителя найдем исходя из количества заземлителей:

L_г= а · (n — 1) — в ряд; L_г= а · n — по контуру;

где, а – расстояние между заземляющими стержнями, n₀ — количество заземлителей.

6. Далее определим общее сопротивление вертикального заземлителя с учетом сопротивления растеканию тока горизонтальных заземлителей и коэффициентов:

где, R_об — общее сопротивление заземлителей; Rв — вертикального; R_Г — горизонтального, η_В и η_Г — коэффициенты использования вертикального и горизонтального заземлителя, n — шт количество вертикальных заземлителей.

Примечание автора: в примерах могут использоваться и другие формулы, непротиворечив взятому обозначению в этой статье.

Ø Стержневые и тросовые молниеотводы. Зоны защиты. Заземление.