Заземление какой-либо части электроустановки или другой установки называют преднамеренное гальваническое соединение этой части с заземляющим устройством.
Защитным заземлением называют заземление частей электроустановки с целью обеспечения электробезопасности. Защитное заземление применяется в сетях напряжением до 1кВ как с изолированной нейтралью, так и заземленной нейтралью.
Заземляющим устройством называют совокупность заземлителя и заземляющих проводников.
Заземлителем называют проводник или совокупность металлических соединённых между собой проводников, находящихся в соприкосновении с землей. Заземляющим проводником считают проводник, соединяющий заземлённые части с заземлителем. В зависимости от места размещения заземлителя относительно заземляемого оборудования различают два типа заземляющих устройств: выносное и контурное.
Выносное заземляющее устройство характеризуется тем, что заземлитель его вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или сосредоточен на некоторой части этой площадки. Поэтому выносное заземление называют также сосредоточенным.
Контурное заземление характеризуется тем, что его одиночные заземлители размещают по контуру (периметру) площадки. Такое заземление также называют распределённым.
Заземлители могут быть двух видов: искусственные – предназначенные исключительно для целей заземления, и естественные – находящиеся в земле металлические предметы иного назначения.
Для искусственного заземления применяются обычно вертикальные и горизонтальные электроды.
В качестве естественных заземлителей используют проложенные в земле водопроводные трубы, металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящихся в соприкосновении с землёй.
Если естественных заземлителей недостаточно, применяются искусственные заземлители: заглублённые в землю вертикальные электроды из труб, уголков или прутковой стали и горизонтально проложенные в земле на глубине не менее 0,5м полосы.
Рекомендуется использовать прутковые заземлители – стержни диаметром 12-14 мм и длиной 5м.
В расчётах модно пользоваться упрощённой формулой для пруткового электрода диаметром 12мм и длиной 5м:
Расчетное сопротивление грунта:
где: ρ = 100 Ом.м – удельное сопротивление грунта, измеренное при нормальной влажности (лит. [10], табл. 8.1);
Ксез = 1,35 – коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта.
Рассчитаем заземляющее устройство компрессорной станции, сопротивление которого должно быть не более 4Ом. Заземляющее устройство выполняется общим, поэтому последнее требование является определяющим для расчета, то есть Rз <4Ом.
Заземляющее устройство выполнено в виде контура из полосовой стали 40×4мм, проложенной на глубине 0,7м вокруг оборудования компрессорной станции, и стержней, длиной 5м, диаметром 12мм, общая длина полосы 160мм, предварительной число стержней 16 штук.
Сопротивление одного стержня равно:
где: ηв = 0,46 – коэффициент использования вертикальных заземлителей, зависящий от расстояния между ними, их длины и числа (лит. [3]). Определяем сопротивление заземляющей полосы по формуле:
где: l – длина полосы, b – ширина полосы, t – глубина заложения, м.
Находим сопротивление горизонтальных заземлителей с учетом коэффициента использования полосы ηг по формуле:
Определим необходимое сопротивление вертикальных заземлителей с учетом использования соединительной полосы:
Определим уточненное количество вертикальных заземлителей: