Как происходит расчет заземления опор
Расчет заземления опор для проходящих над поверхностью земли трубопроводов газа и нефти осуществляется с обязательным учетом серьезных изменений в состоянии грунта по всему маршруту их следования. Таким образом, качество организации заземления во многом зависит именно от того, насколько грамотно и профессионально будет произведено исследование особенностей грунта.
Расчет сопротивления заземления для установки опор надземного трубопровода является одним из важнейших элементов при составлении общей математической модели определенного участка.
Пример проекта электроснабжения многоэтажного дома
Расчет сопротивления осуществляется одновременно с определением параметров затухания тока, который распространяется по поверхности труб при грозе и контактах с электрической магистралью.
«А» на рисунке отображает необходимое заглубление заземлителей, данная величина определяется в соответствии с электрическим сопротивлением грунта в данной местности. Другими словами, на пути следования трубопровода заземлители могут располагаться на разной глубине.
Организация дополнительной песчаной подушки, которая присутствует на рисунке, не является обязательной. В целом, контакт заземлителей с грунтом может осуществляться только через поверхность бетонного короба, длина которого будет зависеть от сопротивления грунта в месте расположения.
Расчет параметров растекания тока с заземлителей может быть произведен следующими методами:
- Решение уравнения, с подстановкой параметров, актуальных для однородного грунта, без наличия специально песчаной подушки.
- Для расчета в местности с грунтом, отличающимся высоким сопротивлением, бетонный короб принимают за эквипотенциальное тело.
- При примерно равном удельном сопротивлении грунта и бетона, в качестве основных заземлителей будут выступать стальные стойки, через которые ток будет поступать на поверхность бетонного короба.
- За основу для всех подобных расчетов следует брать формулу емкости отдельных заземлителей, располагаемых в однородном грунте.
- Формула расчета заземления:
В которой:
e – диэлектрическая проницаемость;
e0 – постоянная;
С - обозначенная емкость.
Расчеты заземления по формулам
На основе данной формулы можно получить примерное сопротивление сопротивления, но только в том случае, если местность отличается однородным грунтом. Но даже при наличии неоднородного состава почвы с помощью данной формулы можно получить приемлемые по точности результаты относительно вопросов необходимого заглубления заземлителей, по величине тока и т.д.
Чтобы произвести расчет заземления трансформаторной подстанции, рекомендуется применять аналитические формулы, позволяющие значительно упростить вычисления.
В качестве примера можно рассмотреть частный случай, когда заземляемой части опоры характерны следующие размеры:
a’ – 0,275м,
2b – 0,25м,
a – 0,425м.
В качестве грунта в первом варианте рассматривается песчаная, влажная почва, с удельным сопротивлением на уровне 500 Ом, а во втором варианте – влажный суглинок с грунтовыми водами, удельное сопротивление – 50 Ом.
В первом случае для расчета емкости бетонного короба примеряется соотношение:
Данному соотношению соответствует геометрическое приближение в виде цилиндра и вытянутого сфероида.
Этим объектам соответствуют формулы:
Сфероид:
Цилиндр:
С помощью приведенных выше формул можно произвести оценку емкости бетонного короба, для этого по каждой формуле в отдельности проводятся вычисления для определения емкости вписанных в короб и описанных около него объектов. В итоге емкость бетонного короба может быть найдена с помощью следующей формулы:
Особенности вычислений и расчетов заземления опор
При проведении расчетов для поиска необходимого сопротивления заземления, следует учитывать, что полученные в ходе вычислений данные могут быть рассмотрены исключительно, как оценочные или предварительные, с помощью которых может проводится поиск величины потенциалов при соприкосновении трубопровода к электрическим сетям и токоведущим поверхностям, а также при возникновении грозовых разрядов. Расчеты позволяют также точно определить параметры напряжения прикосновения, а также шаг в электрическом поле на заземлении и вывести предварительное значение сопротивления заземлителей.
Все это дает возможность получить ориентировочные параметры электромагнитных волн для трубопроводов еще на стадии составления электропроекта.
Для опор на действующих трубопроводах проведение предварительных расчетов не нужно, следует сразу производить измерения реального сопротивления для составления необходимой документации.
Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для расчёта стоимости проектирования сетей электроснабжения:
