В публикации по тонкостям внедрения инноваций электролитического заземления1 был затронут вопрос о расчетах потребности электродов для организации сложного заземляющего устройства (ЗУ) в высокоомных грунтах (р≥100 Ом*м), который напрямую определяет экономическую целесообразность данной технологии. При этом указано на применение различных методов расчета, которые могут использоваться также с целью недобросовестного занижения потребности оборудования. Подобный подход возможен как по причине некоторой некомпетентности проектировщика в новых технологиях, так и по «добросовестному заблуждению» или умыслу поставщика.
Авторы:
- Д. А. Белов, коммерческий директор;
- А. С. Грибанов, технический директор.
В результате, после ввода ЗУ в эксплуатацию, монтажник не получает нормируемые показатели сопротивления контура и вынужден (или «принужден») дополнительно купить и установить, как правило, ту же продукцию. В результате поставщик получит дополнительный доход, то есть коммерческую выгоду сверх «обосновывающего расчета потребности». Эта тема получим широкий резонанс в заинтересованных организациях.
Используя более чем 20-летний опыт разработчика и производителя активного/солевого заземления в России постараемся разъяснить читателю некоторые тонкости расчета. Учет ниже приведенных факторов и методик позволяет предприятию «Бипрон» не ошибаться в своих обоснованиях и оказывать квалифицированную помощь в проектах. Именно поэтому полагаем, что разговор будет полезен, интересен и даже выгоден.
Наиболее конструктивная критика2 использования для электролитического заземления методик расчета, основанных как на традиционной технологии (заземлители из металлических штырей), так и с применением в них условного понижающего коэффициента (K=8/10) вполне обоснована. В мотивированных выводах публикации автор-проектировщик утверждает, что несовершенство методик расчета сложных ЗУ с большим количеством солевых электродов зачастую занижает результат в 2 и более раза. В качестве основных ошибок он доказывает не только заблуждение в применение расчета сопротивления «одиночного электрода» (без учета размера скважины/траншеи с замещенным грунтом), но и отсутствие поправок на существенные факторы, например, коэффициент использования (Kп), определяющий взаимное влияние множеств; электродов в общем контуре заземления.
Если принять во внимание, что используемое в практических расчетах значение удельного сопротивления минерального активатора грунта (засыпки) (Pмаг≤) принимается равным 0,5 Ом*м, а в обосновании к.т.н. Н. Нестерова данный коэффициент был принят за 1,0 Ом*м, то результат вывода также уменьшится вдвое и составит занижение расчета примерно на 25% от реальной потребности, что вполне соответствует встречающейся на рынке негативной практике.
Максимально корректным является применение расчета по методике3, рассматривающей электролитический заземлитель как многоэлектродную конструкцию, общее сопротивление которой складывается из сопротивлений двух условных цилиндров, образованных собственно электродом заземления и скважиной/траншеей для электрода с активирующей засыпкой. Данная методика предусмотрена
Какие особенные поправки необходимо знать при расчете
1. Коэффициент обработки грунта электролитом [С] принимается в значении 0,2/0,6.
При этом абсолютно соглашаясь с выводами автора вышеупомянутой критической статьи о наибольшей эффективности электродов меньшей длины, отметим правило применения этой переменной в зависимости от типа их размещения: вертикальные (в скважине) — 0,2/0,4; горизонтальные (в траншее) — 0,4/0,6. Выбор конкретного значения зависит от способности грунта к насыщению электролитом (не путать с удельным сопротивлением), например, на ММГ для вертикальных электродов: супесь (0,2) — глина (0,4). Определение данной зависимости подробно изложено в классических рекомендациях периода СССР4.
2. Коэффициенты использования: а) горизонтального полосового электрода (магистральной шины) (Кп — таблица 1) и 6) электродов группового заземления 6ез учета влияния полосы связи (Кбп — таблица 2).
Применение этих двух корректировок позволяет учесть влияние электродов друг на друга в сложном ЗУ в зависимости от конфигурации контура ЗУ (в ряд/по контуру) и расстояния между ними в соотношении с их длиной (рекомендуемое производителем соотношение — 2,2L). Применяемые в расчетах коэффициенты широко известным из существующих нормативных документов для традиционного заземления и, с учетом фактической погрешности при их использовании менее 2%, вполне допустимы для технологии электролитического заземления.
| Таблица 1. Коэффицент использования Кп горизонтального полосового электрода, соединяющего электролитические электроды группового заземлителя «Бипрон» | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Число электрозаземлителей Nп | Отношение расстояний между электродами к их длине | |||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | |
| Электроды размещены в ряд | Электроды размещены по контуру | |||||
| 2 | 0,85 | 0,94 | 0,96 | - | - | - |
| 4 | 0,77 | 0,80 | 0,92 | 0,45 | 0,55 | 0,70 |
| 6 | 0,72 | 0,84 | 0,88 | 0,40 | 0,48 | 0,64 |
| 10 | 0,62 | 0,75 | 0,82 | 0,34 | 0,40 | 0,56 |
| 20 | 0,42 | 0,56 | 0,68 | 0,27 | 0,32 | 0,45 |
| 40 | - | - | - | 0,22 | 0,29 | 0,39 |
| 60 | - | - | - | 0,20 | 0,27 | 0,23 |
| 100 | - | - | - | 0,19 | 0,23 | 0,33 |
| Таблица 2. Коэффицент использования Кбп электролитических электродов «Бипрон», группового заземления без учета влияния полосы связи | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Число электрозаземлителей Nбп | Отношение расстояний между электродами к их длине | |||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | |
| Электроды размещены в ряд | Электроды размещены по контуру | |||||
| 2 | 0,85 | 0,91 | 0,94 | - | - | - |
| 4 | 0,73 | 0,83 | 0,89 | 0,69 | 0,78 | 0,85 |
| 6 | 0,65 | 0,77 | 0,85 | 0,61 | 0,73 | 0,80 |
| 10 | 0,59 | 0,74 | 0,81 | 0,56 | 0,68 | 0,76 |
| 20 | 0,48 | 0,67 | 0,76 | 0,47 | 0,63 | 0,71 |
| 40 | - | - | - | 0,41 | 0,58 | 0,66 |
| 60 | - | - | - | 0,39 | 0,55 | 0,64 |
| 100 | - | - | - | 0,36 | 0,52 | 0,62 |
В заключении сегодняшней встречи нашего клуба обобщим результат: стандартизированные производителями методики расчета ЗУ из инновационных электролитических заземлителей существуют и прошли референтную апробацию. При проверке обоснований потребности поверяйте использование всех специфических коэффициентов, что позволит избежать существенного перерасхода сметных средств. Наиболее приоритетным с позиции гарантированной эффективности является выбор электродов вертикального типа меньшей длины (L=3 м.) с учетом С=0,4 и размещением на расстоянии ≥2,2L их длины между ними.
Желаем всем благотворного сотрудничества во благо нашей Родины!
Литература
- См. Инновации электролитического заземления: что это и как применить? Журнал «ЭНЕРГОРТЕХ ЭКСПО», № 22 / 2022, C. 48−49. URL: httр://eg22.рromраgеs.ru/;
- Н. Нестеров, Сопротивление электролитического заземления. Особенности расчета. Журнал «Новости Электротехники» № 1 (121) — 2 (122) / 2020. С. 72−77; URL: httр://news.elteh.ru/arh/2020/121−122/;
- Альбом типовых решений А1−2020. Защитное заземление в электроустановках из заземлителей «Бипрон»;
- См. Рекомендации по проектированию и сооружению заземляющих устройств электроустановок напряжением 0,4−35 КВ для районов Якутской АССР, под ред. Ю. Р. Дордина. Изд-во: Институт физико-технических проблем Севера «Якутагропромпроект», ЯФ СО АН СССР, Якутск, 1988, 123 с.