Сопротивление заземляющего устройства

Связь металлоконструкций электроустановок и корпусов электроприемников с землёй осуществляется посредством устройства заземлителей – электродов из труб, уголков, прутков, а также соединяющих их полос, которые располагают в земле. Соединение заземляемых частей электроустановок с заземлителем выполняют с помощью заземляющих проводников.

Совокупность заземлителей и заземляющих проводников называется заземляющим устройством.

Кривая I напряжения по отношению к земле на различных расстояниях от электрода заземления (рис. 11.8) имеет вид экспоненты, благодаря явлению растекания тока в земле (сечение земли по мере удаления от заземлителя увеличивается). Кривая II распределения напряжения прикосновения является инверсией этой кривой напряжения. Уже на расстоянии 20 м плотность тока становится незначительной (следовательно, точки нулевого потенциала располагаются дальше 20 м от электрода). Сопротивление, которое оказывает току земля на участке растекания тока, называется сопротивлением растекания.

Термин «земля» в данной главе, согласно ПУЭ, следует понимать как площадь, ограниченная зоной растекания тока. Поверхность за зоной растекания – зона нулевого потенциала.

В практике (что удобнее) относят сопротивление растеканию не к земле, а к заземлителю. Сопротивление последнего:

R₃ = U₃ / I₃,

где U₃ – напряжение заземлителя относительно нулевого потенциала;

R₃ – сопротивление растеканию заземлителя.

Оно не должно превышать определенной величины, чтобы осуществлять защитные функции, и состоит из сопротивления заземлителя и заземляющей сети. Его не следует смешивать с сопротивлением заземлителя как проводника.

Сопротивление заземляющей сети в большинстве случаев составляет незначительную долю общего сопротивления заземления, но может иметь значение при больших расстояниях между заземлителем и заземляемыми объектами. В этом случае сопротивление заземляющего устройства определяется как сопротивление от заземленного объекта до заземлителя, для которого оно является наибольшим. Соединение контуров, расположенных далеко друг от друга, не имеет смысла.

Величина реактивной составляющей заземляющей сети зависит от материала и расстояния между проводами фаз и мало зависит от их сечения.

При увеличении расстояния между фазными проводниками реактивная составляющая возрастает. В условиях с заземленной нейтралью напряжением до 1000 В и при устройстве выносных заземлений это будет иметь значение. Растекание постоянного и переменного токов в земле происходит по-разному. У постоянного тока оно зависит от прилегающего к электроду непосредственно участка грунта, у переменного – от индуктивного сопротивления петли линия – земля.