Расчет сопротивления электролитического заземлителя. Определение коэффициента эффективности

Компания «ВОЛЬТ-СПБ» — разработчик и производитель электролитического заземления для использования в высокоомных грунтах (с сопротивлением от 100 Ом·м) или в условиях ограниченной площади для размещения заземляющего устройства (ЗУ). В настоящее время линейка активных соляных (электролитических) заземлителей «ВОЛЬТ-СПБ» состоит из обслуживаемых электродов «УДАВ» и «ПИТОН», и необслуживаемых «Н-УДАВ» и «10 Ом».

Автор: Андрей Дорожей, ведущий специалист коммерческого отдела ООО «ВОЛЬТ-СПБ»

В своей работе мы сталкивается с поступающими от проектных организаций и служб заказчиков вопросами, связанными с методикой расчета количества необходимых для проекта заземлителей. Обычно вопросы возникают по поводу дополнительного коэффициента, которого нет в традиционных методиках расчёта на классические заземлители [1, 2]. Это относится к С_э — коэффициенту понижения сопротивления активного соляного электрода (АСЭ), которое достигается путем замены околоэлектродного грунта низкоомным катализатором и образования электролита из солевого наполнителя для лучшего растекания тока.

При разработке АСЭ рассматривались несколько научных работ. Одним из первых, кто изучал вопрос организации ЗУ в грунтах с высоким удельным сопротивлением, был доцент Харьковского политехнического университета А.Л. Вайнер. Принцип снижения удельного сопротивления заземлителя за счёт замены грунта вокруг него на более проводимые материалы и обработка земли вокруг заземлителя подробно изложены в его работе [4]. Еще одним документом, где разобран принцип работы электролитических заземлителей, является Руководство [3] - в нем описаны конструкция (использование трубного перфорированного электрода заземления, заполненного солью) и способы расчёта заземлителей. Компания «ВОЛЬТ-СПБ», опираясь на результаты вышеперечисленных исследований [3,4], начала разработку конструкции АСЭ и приступила к выведению коэффициента эффективности АСЭ. Многолетние опыты, теоретические расчёты и опытно-промышленная эксплуатация в различных грунтах и климатических зонах позволили нам убедиться в значении С_э равному 0,125. Неоднократное подтверждение значения этого коэффициента позволило нам упростить расчёты, сведя их методике расчета классических заземлителей, но с применением С_э. Именно практический способ определения коэффициента эффективности мы считаем корректным. Выведенный инженерами «ВОЛЬТ-СПБ» С_э является гарантированным коэффициентом эффективности АСЭ при правильно выполненных расчётах и соблюдении инструкции по монтажу, что уже не раз подтверждалось протоколами замеров сопротивления более чем на 90 крупных объектах, оборудованных нашими заземлителями [5]. Также стоит отметить, что принцип работы АСЭ — это несколько объеденных способов достижения необходимого заземления в высокоомных грунтах, указанных в п. 1.7.106−1.7.107 ПУЭ [6]. К сожалению, в настоящее время в РФ не существует лицензионных программ, которые рассчитывали бы АСЭ, но мы ведем работы по созданию подобного инструмента.

В части применения коэффициентов использования заземлителей К_и мы согласны с С.В. Носковым, что применение табличных коэффициентов в расчетах -наиболее простой и доступный способ. «ВОЛЬТ-СПБ» следует указаниям [2] и рекомендует располагать электроды на расстоянии не менее одной длины относительно друг друга, что позволяет сократить площадь монтажа контура заземления, уменьшить длину горизонтального проводника и количество соединений.

Именно применение относительно высоких, но подтвержденных практикой и временем, коэффициентов эффективности использования при расчете количества АСЭ, позволяет сократить затраты потребителей на организацию заземляющих контуров в высокоомных грунтах по сравнению с традиционными заземлителями.

Редкие расхождения расчетных и фактических значений сопротивления при сдаче объекта в эксплуатацию, как правило связаны с неточным определением удельного электрического сопротивления грунта на этапе инженерно-геологических изысканий. Каждый такой случай изучается нашими специалистами в рамках СМК ISO 9001:2015 и СТО Газпром 9001−2018, после чего разрабатываются план корректирующих мероприятий и технические решения для получения расчетных значений.

Отметим, что именно «ВОЛЬТ-СПБ» был первым производителем электролитического заземления, который разработал и в 2018 г. ввел в эксплуатацию необслуживаемые электроды серии «Н-УДАВ» с соляным модулем-резервуаром, позволяющий эксплуатировать электролитический заземлитель без дозаправки весь срок службы — не менее 30 лет. В рамках повышения качества выпускаемой продукции, в конце 2019 года специалистами «ВОЛЬТ-СПБ» была создана новая модификация необслуживаемого электрода горизонтального исполнения «10 Ом» — модель с улучшенными характеристиками (обеспечено поддержание постоянного уровня влаги вокруг заземлителя в засушливых грунтах) и увеличенным гарантийным сроком службы. Успешный опыт внедрения электродов «Н-УДАВ» и «10 Ом» задал новый вектор развития рынка электролитического заземления и подтолкнул другие компании к разработке своих версий необслуживаемых заземлителей. «ВОЛЬТ-СПБ» — единственный из производителей электролитического заземления в РФ, кто получил сертификат соответствия СДС ИНТЕРГАЗСЕРТ на АСЭ. Наше оборудование включено в единый реестр МТР ПАО «Газпром», что подтверждает соответствие технических параметров электродов и качество производства высоким требованиям ключевого предприятия страны.

Медленный процесс актуализации российской НТД не позволяет утверждать, что в ближайшее время будет согласована к применению та или иная методика расчета электролитического заземления. В настоящее время основным способом верификации расчетов есть и будет успешный опыт эксплуатации АСЭ. Мы считаем, что не стоит ждать изменений, сложа руки — необходимо внедрять новые решения во внутренние стандарты организаций, которые должны заменить давно устаревшие методики расчёта и способы организации ЗУ.

Литература

1. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования / Под ред. Ю. Г. Барыбина и др. М.: Энергоатомиздат, 1991. 464 с.: ил.;
2. Карякин Р.Н. Заземляющие устройства электроустановок: справочник. 2-е изд. М.: Энергосервис, 2006. 518 с.: ил.;
3. Руководство по проектированию, строительству и эксплуатации заземлений в установках проводной связи и радиотрансляционных узлов. М.: Связь, 1971. 88 с.;
4. Вайнер А.Л. Заземления. Харьков: ОНТИ НКТП. Гос. научно-техн. изд-во Украины, 1938. 286 с.: ил.;
5. География поставок «ВОЛЬТ-СПБ». — URL: https://zmeya-spb.ru/o-kompani… (дата обращения: 08.09.2020);
6. Правила устройства электроустановок. 7-е изд.