Рис. 3.8 Расположение трубчатых заземлителей при устройстве многоэлектродных заземлений а) в ряд; б) в форме креста; в) в форме круга, г) в форме прямоугольника Рис. 3.9. Стальной вкладыш для забивки труб
3.14. Чтобы не повредить края трубы при забивке в грунт, в верхний конец ее вставляют стальной вкладыш с головкой, которая опирается своими заплечиками на срез трубы (см. рис. 3.9). 3.15. Нижний конец трубы, забиваемый в грунт, предварительно сплющивают, как показано на рис. 3.7. 3.16. Трубы многоэлектродного заземлителя объединяют между собой при помощи соединительной полосы или проволоки, привариваемой или припаиваемой к верхней части каждой трубы. 3.17. Перед забивкой заземлителей в грунт для каждого из них копают яму глубиной 0,8 м. Заземлитель забивают в грунт в центре ямы так, чтобы верхний конец возвышался над уровнем дна ямы на 10 см (рис. 3.10). Между электродами прорывают траншею шириной 20 ¸ 30 см, глубиной 0,7 м. На дно этой траншеи укладывают соединительную проволоку, как это показано та рис. 3.10. 3.18. После забивки электродов соединительные проводники от заземлителей свивают между собой с шагом скрутки 0,1 ¸ 0,25 м. При устройстве рабочих заземлений во всех грунтах, а защитных - в агрессивных соединительные провода на всем протяжении до выхода на поверхность изолируют от земли двухслойным покрытием асфальтового лака. После выполнения указанных работ траншею засыпают землей. Вместо проводов могут использоваться соединительные полосы или шины (см. рис. 5.1). 3.19. К спуску от кабельных ящиков или защитных коробок и устройств на глубине 0,5 м от поверхности земли поочередно припаивают подводящие провода от заземлителей (см. рис. 3.10).
Рис. 3.10. Соединение трубчатых заземлителей проводами
ЗАГЛУБЛЕННЫЕ И ГЛУБИННЫЕ ЗАЗЕМЛИТЕЛИ
3.20. Заглубленные (от 3 до 10 м) и глубинные заземлители (свыше 10 м) устраиваются в тех случаях, когда посредством многоэлектродного заземления невозможно добиться требуемой величины сопротивления заземления. Иногда с помощью многоэлектродных заземлений можно обеспечить необходимую величину сопротивления заземления, однако глубинные и заглубленные заземлители требуют меньших затрат ручного труда и материалов. Расчет заглубленных и глубинных заземлителей осуществляется согласно пп. 2.29 - 2.33. 3.21. Заземлители из прутка длиной до 10 м целесообразно погружать в землю неразрезными посредством ввертывания. Для ввертывания используются переносные вращательные станки, например, двигатель от пилы «Дружба», электрические сверлилки, электродрель с редукторной приставкой и т.д. Для облегчения ввертывания конец прутка специальным образом видоизменяется (рис. 3.11 ).
Рис. 3.11. Нижний конец прутка при ввертывании глубинных заземлителей Рис. 3.12. Сварка секций глубинных заземлителей с помощью отрезка уголка
3.22. Заземлители длиной от 10 до 15 м выполняются секционными. Длина каждой секции 1,5 ¸ 2,5 м. Работа начинается с забивки первого электрода, затем к нему присоединяется второй электрод и т.д. Для забивки используется вибромолот типа ВМ-2, изготовляемый Комбинатом производственных предприятий треста «Межгорсвязьстрой». При забивке стержней в твердых грунтах вибромолот должен быть усилен. С этой целью проделываются следующие операции: - обмотки статора заливаются эпоксидной смолой; - к наголовнику привариваются дополнительные ребра жесткости; - закрепляющее устройство электрода усиливается. Возможны и другие средства вибропогружения. Соединение секций осуществляется либо сваркой (рис. 3.12 ) (в случае электродов из уголков), либо свинчиванием (пруток). В последнем случае секции заранее снабжаются резьбой. При сочленении секций для обеспечения их надежного электрического соединения внутрь засверленного отверстия закладывается свинец. При забивке заземлителя свинец растекается по поверхности, обеспечивая механическое соединение и надежный контакт. Наиболее целесообразно применять пруток диаметрам 18 ¸ 20 мм. Секция, погружаемая первой, имеет заостренный нижний конец, на верхний конец надевается съемный боек, предохраняющий торец секции от расплющивания.
Рис. 3.13 Устройство глубинных заземлений в районах вечной мерзлоты
3.23. Способы, изложенные в пп. 3.21 и 3.22, пригодны для сравнительно мягких грунтов с удельным сопротивлением до 1000 ом × м. В каменистом или скальном грунте установка глубинных заземлителей возможна лишь после предварительного бурения бурильным агрегатом СБУ-150 ЗИФ или СБУ-300 ЗИФ, устанавливаемым на автомашинах типа ЗИЛ, станком ударно-канатного бурения БУ-20-2М, агрегатом АВБ-ТМ-100 на гусеничном ходу и т.д. Для уменьшения затраты металла обсадная труба устанавливается только в самом начале скважины (на длине примерно 3 м), а заземлитель выполняется из стальной полосы сечением 4 ´ 40 мм2, которая опускается в скважину под действием груза в виде удлиненной болванки весом 40 ¸ 50 кг, укрепленной на конце полосы (рис. 3.13). Сама скважина заполняется тонкодисперсной смесью глины и 10 ¸ 15% соли. Влажность смеси доводится до такой степени, при которой еще не теряется свойство сыпучести.
4. УСТРОЙСТВО ЗАЗЕМЛЕНИЙ У АБОНЕНТОВ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ СВЯЗИ И РАДИОТРАНСЛЯЦИОННОЙ СЕТИ
4.1. Для защиты абонентов воздушных линий связи от опасных напряжений у каждого из них устанавливают разрядники. Сопротивления заземлений для таких разрядников должны быть не больше величин, приведенных в ГОСТ 464-68. 4.2. В случае, когда одно заземление используется для разрядников нескольких абонентов, сопротивление этого заземления в зависимости от числа проводов также не должно превышать величин, указанных в ГОСТ 464-68. 4.3. Для защиты абонентов радиотрансляционных линий разрядники устанавливают в следующих пунктах (см. «Правила строительства и ремонта воздушных линий связи и радиотрансляционных сетей», ч. IV ): - на опорах абонентской линии через каждые два пролета (80 ¸ 120 м); - на опорах, имеющих отводы в помещения с большим скоплением людей (школы, ясли, больницы, клубы, сельсоветы и др.), а также в помещения животноводческих ферм; - на ближайшей к абонентской установке опоре, если длина отвода превышает один пролет (50 м). Сопротивление заземления разрядников должно быть не больше величины, указанной в ГОСТ 464-68. 4.4. Заземление у абонентов линий связи и абонентов радиотрансляционных сетей может быть выполнено с помощью стального оцинкованного провода, уложенного в землю (рис. 4.1), или труб. Допускается также использование для заземлений разрядников, установленных у абонентов, водопроводной сети (рис. 4.2).
Рис. 4.1. Устройство заземления с использованием в качестве заземлителя водопроводной трубы Рис. 4.2. Устройство заземления у абонентского пункта СТС
4.5. Выбор типа заземлителя для устройства заземления у абонентов зависит от местных условий. В городах укладка протяженного заземлителя связана с рытьем канавы, что часто сопряжено с некоторыми трудностями. Поэтому в городских условиях целесообразно использовать для заземления стальные вертикальные электроды - трубы или уголки. Трубы и уголки закапывают в грунт и делают вывод проводника от заземлителя так же, как было показано выше. 4.6. Заземление из стального провода, уложенного в землю, (следует применять там, где имеется возможность рыть канаву, т.е. на всей сети СТС и радиотрансляционной абонентской сети. 4.7. При использовании для заземления на абонентских пунктах водопроводной сети подводящий проводник присоединяют к водопроводной трубе в соответствии с рис. 4.1. Для создания хорошего контакта трубу, хомутик и свинцовые прокладки предварительно зачищают до металлического блеска. Водомер должен быть зашунтирован перемычкой, включенной между двумя контактными хомутиками, установленными по обе его стороны.
5. УСТРОЙСТВО ЗАЗЕМЛЕНИЙ ДЛЯ ТЕЛЕГРАФНЫХ И ТЕЛЕФОННЫХ СТАНЦИЙ, УСИЛИТЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ И РАДИОТРАНСЛЯЦИОННЫХ УЗЛОВ БЕЗ ПРИМЕНЕНИЯ КОКСОВОЙ ЗАСЫПКИ ЭЛЕКТРОДОВ
5.1. На каждой телеграфной, телефонной станции и усилительных пунктах с собственными источниками питания устраивают три обособленных заземления: рабочее и два измерительных. При нормальной эксплуатации все три заземления соединяют параллельно друг с другом. Станции и подстанции радиотрансляционных узлов оборудуются одним защитным заземлением. 5.2. Общее сопротивление параллельно соединенных заземлений должно удовлетворять нормам, приведенным в ГОСТ 464-68. Для станций и подстанций радиотрансляционных узлов сопротивление заземлений должно быть не более 10 ом. Величины сопротивлений отдельных заземлений не должны отличаться друг от друга более чем в два раза. 5.3. Расстояние между отдельными заземлениями, а также между подводящими проводами от заземляющих устройств, находящимися в грунте, должно быть не менее 20 м. 5.4. Для заземления телеграфных и телефонных станций, усилительных пунктов и радиотрансляционных узлов используют преимущественно вертикальные заземлители. В некоторых случаях допускается применение листовых заземлителей. 5.5. Каждое заземление из вертикальных заземлителей должно соответствовать указаниям разд. 3. Между собой электроды одного и того же заземления после забивки их в грунт соединяют стальной полосой сечением не меньше 40 ´ 4мм2, которую при помощи накладок приваривают к трубам (рис. 5.1). Соединительную полосу укладывают в траншею глубиной 0,1 ¸ 1,2 м. 5.6. Вывод от заземления в здание станции делают жгутом из стальных проволок или стальным канатиком, изолированным от земли асфальтовым или каким-либо другим изолирующим и водостойким лаком. В качестве подводящего провода может быть использована также шина, привариваемая к трубам. Допускается применение кабелей в пластмассовой оболочке. 5.7. К соединительной полосе подводящий канатик или жгут из проводов может быть присоединен одним из следующих способов: 1. На жгут или канатик надевают стальной наконечник, который сжимают двумя хомутами. Место соединения канатика или жгута с наконечником пропаивают; наконечник прикрепляют к соединительной полосе хомутом и приваривают к ней (рис. 5.2). Рис. 5.1. Соединение стальной полосой трубчатых заземлителей после забивки их в грунт
Место пайки наконечника, а также подводящего канатика или жгута дважды покрывают асфальтовым лаком на всем протяжении прокладки в земле. 2. Непосредственно сваркой. 3. Берут стальную полосу длиной 1 м и сечением 30 ´ 10 мм, один конец которой залуживают на расстоянии 90 мм. Затем из готавливают удлиненный алюминиевый наконечник под кабель необходимого сечения. Залуженные полосу и наконечник стягивают тремя болтами и место стыка пропаивают. На месте монтажа контура заземления стальную полосу приваривают к соединительной полосе данного контура, а в наконечник вставляют жилы кабеля и спрессовывают пресс-клещами в 5 - 6 местах. По окончании стыковки место стыка стальной полосы и наконечника помещают в чугунную муфту МЧ-70 и заливают гудроном. Последовательность выполнения стыка стальной полосы с наконечником и необходимые размеры приведены на рис. 5.3.
Рис. 5.2. Присоединение подводящего канатика или жгута из проволок к соединительной полосе Рис. 5.3. Устройство стыка стальной полосы и наконечника
5.8. Изолированный от земли канатик или жгут из стальных проволок при прокладке вверх по стене здания защищается от механических повреждений на высоте до 2,5 м над поверхностью земли. Для защиты используют угловое железо, которое должно быть опущено в землю на глубину не менее 0,5 м. 5.9. Изолированные от земли подводящие проводники вводят в здание через отверстие в стене. При этом проводники не должны касаться металлических частей зданий и при прокладке через стены зданий должны быть защищены шлангом из изолирующего материала (резиновая трубка, эбонитовая и т.п.). Внутри здания они должны быть также изолированы. К стене проводники крепят через каждые 30 см. 5.10. Провода от отдельных заземляющих устройств, заведенные в здание станции или усилительного пункта с собственными источниками питания, присоединяют к трем установленным на одном щитке однополюсным рубильникам с закороченными на станционной стороне клеммами. От щитка заземлений «землю» подводят к точкам заземления установок связи, силовому оборудованию для присоединения к нетоковедущим частям, к экранам, разрядникам и т.п. (см. «Рекомендации по вопросам оборудования заземлений и заземляющих проводок ЛАЦ и НУП»). 5.11. При размещении телефонных и телеграфных станций в высотных зданиях с массивным стальным каркасом, присоединенным к заземлению с малым сопротивлением (0,25 ¸ 0,3 ом), не требуется особых заземлений для установок связи, так как все заземляемые точки станций присоединяют к заземлению каркаса здания. В том случае, когда металлический каркас высотного здания представляет собой одно целое с точки зрения электрической проводимости, он может быть использован в качестве подводящего провода от заземляющего контура. 5.12. Размещение заземляющих устройств около усилительных пунктов, питаемых дистанционно, см. в «Рекомендациях по вопросам оборудования заземлений и заземляющих проводок в ЛАЦ н НУП».
6. УСТРОЙСТВО РАБОЧИХ ЗАЗЕМЛЕНИЙ ИЗ ЭЛЕКТРОДОВ В КОКСОВОЙ МЕЛОЧИ И АРМИРОВАННЫХ ЗАВОДСКИХ ЭЛЕКТРОДОВ
6.1. При устройстве рабочих заземлений НУП, дистанционно питаемых по системе «провод - земля», анодных заземлений установок катодной защиты от коррозии линейно-кабельных сооружений связи, а также других заземлений, находящихся в процессе эксплуатации под положительным потенциалом относительно земли, т.е. подвергающихся в процессе эксплуатации растворению вследствие электролиза, между электродами и землей целесообразно укладывать слой коксовой мелочи. 6.2. Применение стальных электродов в коксовой засыпке, а также армированных электродов типа ЗКА-140 заводского изготовления исключает необходимость использования для снижения величины сопротивления заземления соли, которая разрушающе действует на стальные электроды. 6.3. Целесообразность использования коксовой засыпки или армированных заводских электродов определяется конкретными условиями устройства заземлений в каждом отдельном случае, исходя из величины удельного электрического сопротивления грунта, требуемой величины сопротивления заземления, необходимого срока службы заземления без замены электродов на основе технико-экономических расчетов. 6.4. Устройство заземлений с использованием коксовой мелочи выполняется по расчетам и чертежам проектной организации. 6.5. Земляные работы по устройству заземлений в коксовой мелочи могут быть выполнены ручным или механизированным способом. Для рытья траншей предусмотрены траншейные экскаваторы типа ЭТЦ-161 и роторные экскаваторы типа ЭТР-132, ЭТР-141 и ЭР-6. Для бурения вертикальных скважин могут быть использованы буровые установки типа БГМ-2 на автомашине ЗИЛ-157, БКМА-1/35 на ЗИЛ-164, БМА-157 на ЗИЛ-157, БМУ-2 на ГАЗ-63Л, а также разработанная КФ ЦНИИС машина типа ЭНСКЗ-2, имеющая специальные приспособления для забивки электродов. 6.6. Монтаж и установка заземлителей выполняются в соответствии со строительными нормами и правилами по устройству заземлений (СНиП III-Е1-62) при строгом соблюдении правил техники безопасности и противопожарной охраны. 6.7. Устройство одиночного вертикального заземлителя (см. рис. 2.17) производится в следующем порядке. В конце траншеи, подготовленной для соединительного кабеля, шины или провода, на глубине 0,7 м механизированным или ручным способом бурится скважина глубиной 2,5 м и диаметром 0,25 м. На дно скважины насыпается слой коксовой мелочи высотой 15 см. В скважину, по центру, опускается электрод и засыпается коксовой мелочью, которая затем утрамбовывается через каждые 30 см. К верхнему концу электрода приваривается соединительный кабель или провод. Место подключения кабеля к электроду тщательно изолируется изоляционной массой (черт. М-618.01.20 - «Гипросвязь»). Выступающая из скважины верхняя часть электрода засыпается коксовой мелочью с таким расчетом, чтобы высоты засыпки была не менее 10 см. Незаполненная часть скважины засыпается землей и утрамбовывается. 6.8. Устройство горизонтального электрода (см. рис. 2.18) производится в следующем порядке. Механизированным или ручным способом роется траншея шириной 0,25 м и глубиной 1,2 м до места соединения с подводящим кабелем пли проводом. (Длина траншеи определяется длиной горизонтально устанавливаемого электрода). На дно траншеи насыпается слой коксовой мелочи высотой 15 см и утрамбовывается. По центру траншеи укладывается металлический электрод (полоса), к концу которого с помощью сварки подключается соединительный кабель или провод. Место подключения соединительного кабеля к электроду тщательно изолируется изоляционной массой. Уложенный в траншею электрод (полоса) засыпается коксовой мелочью высотой 10 см, которая затем утрамбовывается. Незаполненная коксовой мелочью траншея засыпается землей и также утрамбовывается. 6.9. Устройство многоэлектродных заземлений (см. рис. 2.19) производится в следующем порядке. Механизированным или ручным способом по периметру контура заземления роется траншея глубиной 0,7 м и шириной 0,23 м. В местах установки вертикальных электродов в траншее бурятся скважины глубиной 2,5 м и диаметром 0,25 м. В скважины засыпается слой коксовой мелочи высотой 15 см, который затем утрамбовывается. В подготовленные скважины по центру опускаются вертикальные электроды. Установив последние так, чтобы их верхние концы выступали в траншее на 15 см, в скважину засыпают коксовую мелочь, которую затем утрамбовывают через каждые 30 см. До укладки соединительной полосы в траншею засыпается коксовая мелочь слоем 15 см и утрамбовывается. Поверх коксовой мелочи укладывается соединительная стальная полоса, которая путем сварки соединяется с вертикальными электродами. Контур заземления при помощи сварки подключается к соединительному кабелю. Подключение заземления рекомендуется выполнять в месте соединения вертикального электрода с соединительной полосой. Места подключения соединительной полосы к вертикальным электродам и соединительного кабеля к контуру заземления тщательно изолируются изоляционной массой. После подключения соединительного кабеля к контуру заземления и изоляции мест подключения в траншею досыпается слой коксовой мелочи высотой 10 см и утрамбовывается. Оставшаяся незасыпанная часть траншеи также засыпается и трамбуется. 6.10. Устройство многоэлектродных заземлений из вертикально устанавливаемых армированных электродов заводского изготовления (см. рис. 2.20) производится в следующем порядке. По периметру контура заземления механизированным или ручным способом роется траншея глубиной 0,7 м и шириной 0,25 м. В траншее в местах установки вертикальных электродов на глубину 2,3 м бурятся скважины диаметром 0,25м. В скважины опускаются электроды. Образовавшиеся зазоры между электродом и скважиной засыпаются грунтом и трамбуются. После установки электродов в траншею к каждому из них при помощи сварки подключаются изолированные медные проводники, общее сечение которых должно быть не менее 16 мм2 и которые соединяются между собой пайкой. Узлы соединения проводов необходимо тщательно изолировать слоем битума, затем липкой поливинилхлоридной лентой в два слоя и снова битумом. Соединительный кабель подключается к узлу соединения контура заземления. Место его подключения тщательно изолируется битумом и двумя слоями липкой поливинилхлоридной ленты. После подключения соединительных проводов и кабеля скважины и траншея засыпаются землей и утрамбовываются. 6.11. По окончании работ по устройству контура заземления измеряется его сопротивление. Измеренная величина не должна превышать расчетную с учетом коэффициента промерзания.
7. УСТРОЙСТВО ЗАЗЕМЛЕНИЙ В РАЙОНАХ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ
7.1. В районах вечной мерзлоты на сопротивление заземлений влияют следующие факторы, действующие на температурный режим грунта: 1. Растительность, в особенности мох, который мешает прохождению тепла в глубь почвы летом и не препятствует проникновению низких температур зимой. На местности, покрытой растительностью, граница вечной мерзлоты близка к поверхности земли. 2. Снеговой покров, который имеет такое же теплоизолирующее значение для почвы при промерзании, как слой песка в два-три раза большей толщины, поскольку теплопроводность снега ничтожна. Высота снегового покрова в большей степени определяет температуру почвы, чем средняя годовая температура воздуха. Если площадка над заземлителем лишена снега, то сопротивление заземлений зимой увеличивается по сравнению с летним в 15 - 25 раз. Своевременное нанесение снега толщиной 30 см позволяет свести это увеличение до 5 раз, а при слое снега толщиной 60 см указанное сопротивление увеличивается зимой в три раза. Такого же эффекта можно достигнуть, применяя настилы из теплоизолирующего материала (например, древесных опилок, шлака и т.д.). 3. Водоемы, являющиеся резервуарами тепла и сильно изменяющие термический режим грунтов. Сопротивление заземления, строенного в дне незамерзающего водоема, имеет наименьшие колебания - увеличивается зимой примерно в 1,5 ¸ 2 раза. 4. Здания, оказывающие экранирующее действие и изменяющие температурный режим земли, прилегающей к зданию с севера и с юга. С северной стороны граница мерзлоты поднимается, а с южной - опускается по сравнению с обычным уровнем вечной мерзлоты в данном районе. 5. Влажность и концентрация ионов солей. 6. Удельное сопротивление основы грунта. 7.2. Мерзлые грунты обладают высоким удельным сопротивлением. Верхние слои земли в районах вечной мерзлоты в летние месяцы оттаивают на глубину от 1 до 3 м. В табл. 7.1 и 7.2 приведены ориентировочные значения удельных сопротивлений грунтов в районах вечной мерзлоты при различной температуре и влажности 10 ¸ 40%.
Таблица 7.1
Таблица 7.2
7.3. Удельное сопротивление грунтов в районах вечной мерзлоты при оттаявшем деятельном слое измеряют обычными методами (см. разд. 8), а при мерзлом деятельном слое - с использованием в качестве вспомогательных электродов обсадных труб геологических скважин или обрабатывая вспомогательные электроды раствором поваренной соли. 7.4. В районах вечной мерзлоты получили распространение выносные и глубинные (скважинные) виды заземлений. 7.5. Площадки для контура заземления следует выбирать в защищенных от ветра местах. 7.6. При устройстве заземления около здания контур заземления следует располагать с южной его стороны. 7.7. В зимнее время принимаются меры по утеплению поверхности земли в месте расположения заземлителей. Одной из таких мер является засыпка площадки над контуром заземления теплоизолирующими материалами (например, древесными опилками, шлаком и др.) слоем толщиной до 0,5 м. Засыпка производится в конце осени до наступления морозов. Весной настил обязательно снимается до осени. Снежный покров поверх настила является дополнительным теплоизолирующим средством. Для задержания снега вокруг площадки рекомендуется установить щиты. 7.8. Выносные заземления устраиваются: - в рудных жилах, расположенных в непосредственной близости от объекта и имеющих значительно меньшее удельное сопротивление, чем грунт в месте сооружения объекта; - в водоемах, прудах, озерах, реках, море и т.д.; - в талых грунтах - таликах. 7.9. При устройстве заземлений в непромерзающих до конца водоемах и артезианских скважинах стержневые заземлители располагаются в грунте дна. Допускаются также заземления в виде металлических решеток и гребенок, опускаемых на дно рек, озер или каких-либо других непромерзающих водоемов. При этом количество заземлителей, требующееся для получения необходимой величины сопротивления, уточняется в процессе выполнения работы по устройству заземления. Удельное сопротивление грунта на дне озер, расположенных вблизи промышленных районов, составляет 40 ¸ 60 ом × м, а удаленных от промышленных районов - 100 ¸ 300 ом × м. За расчетную величину следует принимать удельное сопротивление дна, увеличенное для пресной воды в среднем на 30%, а для морской воды уменьшенное на 30%. Сопротивление заземления, оборудованного в дне водоема, остается в течение года стабильным. При отсутствии близко расположенных естественных водоемов делается искусственный водоем с размерами, определяемыми размерами контура, и глубиной не менее 1,5 м (рис. 7.1). 7.10. Заземлители в таликах могут быть как выносными, так и глубинными. Талики - это слой талого грунта, встречающийся в толще вечномерзлых слоев. Талики могут встречаться в виде горизонтальных слоев, вертикальных «труб» и линз. 7.11. Применяя горячий раствор соли, можно получить искусственные талики. Для этого раствор под давлением нагнетается на глубину 3 ¸ 5 м. Раствор соли смещает температуру замерзания. 7.12. Вынос заземления может быть сделан в рудное месторождение промышленного масштаба. В этом случае заземлителем является сама жила или рудное месторождение, а забиваемые заземлители выполняют роль электрического контакта. Рис. 7.1. Устройство контура заземления на дне пруда
Сопротивление заземления в данном случае определяется, по формуле , (7.1) где r - удельное сопротивление грунта вечной мерзлоты, ом × м; l - ориентировочная длина рудной жилы, м; а - ширина рудной жилы, м. Если рудное месторождение имеет вид линзы, то расчет сопротивления может быть сделан по формуле , (7.2) где D - примерный диаметр линзы, м. Электроды забиваются в центр месторождения. 7.13. Если оттаивающий в летнее время верхний слой грунта в районах вечной мерзлоты обладает высоким удельным сопротивлением, то для снижения сопротивления растеканию тока его обрабатывают поваренной солью (см. п. 2.55). Количество соли берется из расчета 16 кг на 1 м стержневого заземлителя и 32 кг для протяженного. 7.14. С целью еще большего снижения сопротивления заземления грунт-заполнитель обрабатывается поваренной солью. Обработка производится следующим образом. Для каждого стержневого заземлителя вырывается котлован радиусом 1,5 ¸ 2 м и глубиной 2,5 ¸ 3 м, который затем засыпается до 0,8 м глубины привозным грунтом с хорошей проводимостью и прослойками поваренной соли толщиной до 1,0 см через каждые 20 ¸ 25 см, обильно смачиваемыми водой. 7.15. Заземления для молниеотводов и заземления для защиты кабелей от ударов молнии следует делать протяженными и располагать в поверхностном слое земли. 7.16. Хорошие результаты могут быть получены при использовании в районах вечной мерзлоты глубинных заземлителей, которые оборудуются согласно рис. 3.13. Расчет глубинных заземлителей приведен в пп. 2.29 - 2.33, а их практическое выполнение - в пп. 3.20 - 3.23. 7.17. При устройстве заземлений в грунтах с высоким удельным сопротивлением (каменистые грунты) необходимо иметь в виду, что основную роль в создании сопротивления растеканию тока играют близлежащие к заземлителю слои грунта. Поэтому снижения сопротивления заземления можно добиться понижением удельного сопротивления грунта в небольшой области вокруг заземлителя. При этом примерно одинакового результата можно достигнуть, применяя обработку этого грунта как веществами со сравнительно высокой проводимостью (например, углем), так и веществами с более низкой проводимостью (глиной). 7.18. Сопротивление заземлителя в грунтах с высоким удельным сопротивлением может быть снижено обработкой этого грунта поваренной солью. Устройства стержневого и протяженного заземлителей в данном случае показаны на рис. 2.23 и 2.24. Количество соли берется из расчета 8 ¸ 10 кг на каждый метр стержневого заземлителя. Канавки около протяженного заземлителя (см. рис. 2.24) заполняются смесью грунта с поваренной солью из расчета 16 кг на каждый метр заземлителя (по 8 кг/м с каждой стороны заземлителя). Обработка солью позволяет снизить сопротивление заземлений в 3 - 4 раза. Каждые два-три года обработка грунта повторяется. 7.19. В местностях, где над каменистым или песчаным грунтом имеется наносный слой с хорошей проводимостью, не промерзающий на всю толщину в зимнее время, заземлители следует делать протяженными и располагать в непромерзающей части этого слоя. 7.20. Если наносный слой грунта с хорошей проводимостью отсутствует или имеет небольшую величину (до 20 см), снижение сопротивления заземления достигается следующим образом. Для каждого стержневого заземлителя в грунте делается котлован радиусом 1,5 ¸ 2,0 м и глубиной, равной длине забиваемого стержня плюс 0,8 м (см. рис. 2.21). В этот котлован устанавливается заземлитель, после чего котлован заполняется грунтом с небольшим удельным сопротивлением, который затем утрамбовывается. При устройстве заземлений, состоящих из нескольких стержней, соединение последних осуществляется после неполной засыпки котлована. В качестве грунта-заполнителя может быть применен любой грунт, имеющий удельное сопротивление в 5 ¸ 10 раз меньше, чем удельное сопротивление основного грунта. Например, если заземление устраивается в песчаном или каменистом (гранит) грунте, то заполнителями могут быть глина, торф, чернозем, суглинок, шлак и т.д. Рассмотренный способ позволяет снизить сопротивление заземления в среднем в 2,5 ¸ 3 раза. На рис. 2.22 даны кривые снижения сопротивления заземления в зависимости от удельного сопротивления грунта, вносимого в выемку. Для еще большего снижения сопротивления заземления грунт-заполнитель обрабатывается поваренной солью согласно п. 7.14. Сопротивление растеканию тока в случае окружения заземлителя грунтом с другим удельным сопротивлением находится по ф-ле (2.34).
8. ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ И УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗЕМЛИ
8.1. Для расчетов сопротивления заземлений необходимо знать величины удельных сопротивлений грунтов той местности, в которой предполагается устройство заземлений, на глубине, по крайней мере, в три раза превышающей глубину закладки заземлителя. Значения сопротивлений заземлений в установках связи и радиотрансляционных узлов должны систематически контролироваться и соответствовать нормам ГОСТ 464-68. Для непосредственного измерения значений сопротивления заземлений, а также удельного сопротивления грунтов используются специальные приборы: МС-07, МС-08, ИКС-1, АНЧ-1, ЭСК-1, АТЭ-1, «Норма» и др. Наиболее удобным в употреблении из приборов отечественного производства является «Измеритель заземления типа МС-08». При высоких удельных сопротивлениях грунта (свыше 1000 ом × м) целесообразно пользоваться прибором ИКС-1.
ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЙ ПРИБОРОМ МС-08
8.2. Измерение сопротивления заземления прибором МС-08 основывается на методе амперметра и вольтметра с применением вспомогательных электродов (зондов), удаленных на расстояние не менее 25 м от испытуемого заземлителя (рис. 8.1). 8.3. Источником тока в этой схеме служит генератор, установленный в приборе и приводимый во вращение от руки через редуктор. Конструктивно амперметр и вольтметр выполнены в виде магнитоэлектрического логометра. На валу генератора (рис. 8.2) смонтированы два синхронных коммутатора, преобразовывающих постоянный ток в переменный для внешней цепи измерения и обратно - переменный ток в постоянный для цепей логометра. Таким образом, в цепи измеряемого заземлителя протекает переменный ток, исключающий явление электролиза, а в цепях измерительного прибора - постоянный ток, что позволяет использовать чувствительную магнитоэлектрическую систему логометра. Рис. 8.1. Схема измерения сопротивления заземления Рис. 8.2. Схема прибора «Измеритель заземления МС-08»
8.4. Блуждающие переменные токи не оказывают влияния на точность измерения благодаря вращающемуся коммутатору. Исключением является случай, когда скорость вращения ручки генератора такова, что частота генератора приблизительно равна частоте блуждающего тока. Влияние переменного блуждающего тока сказывается в виде колебания стрелки измерителя, причем период и размах колебания увеличиваются по мере приближения частоты тока генератора к частоте блуждающих токов. В этом случае для исключения влияния достаточно изменить скорость вращения генератора в ту или иную сторону, добиваясь спокойного отклонения стрелки измерителя. 8.5. Постоянный блуждающий ток преобразуется коммутатором в переменный, не влияющий на магнитоэлектрический логометр. 8.6. Величина сопротивления вспомогательного заземлителя принципиально не увеличивает погрешности, однако с его увеличением падает чувствительность измерения. Вследствие этого сопротивление вспомогательного заземлителя должно находиться в пределах 300 ¸ 400 ом. 8.7. Из схемы, приведенной на рис. 8.2, видно, что прибор имеет четыре внешних зажима: два питающих (токовых), обозначенных буквами I 1 и I 2, и два измерительных (потенциальных) - E 1 и E 2. При измерении сопротивления заземляющих устройств зажимы I 1 и E 1 соединяют перемычкой и подключают к ним измеряемый заземлитель. К зажиму I 2 подключают вспомогательный токовый заземлитель, а к зажиму E 2 - вспомогательный потенциальный заземлитель (рис. 8.3 ).
Рис. 8.3. Схема измерения сопротивления заземления с помощью прибора МС-08
8.8. Вспомогательные заземлители выполняют в виде стальных стержней длиной 0,75 см и диаметром 1 см; сопротивления их обычно колеблются в пределах 50 ¸ 500 ом. При больших значениях этих сопротивлений необходимо увлажнять почву вокруг дополнительных заземлителей. 8.9. Прибор МС-08 при измерении сопротивления заземления устанавливают горизонтально на твердом основании в непосредственной близости от испытуемого заземления и присоединяют, как указывалось в п. 8.7, к измеряемому и вспомогательному заземлителям. 8.10. Все соединения выполняют изолированным проводом, протянутым непосредственно по земле. 8.11. Расстояние между измеряемым и вспомогательными заземлителями зависит от устройства испытуемого заземления. Для одиночного заземлителя оно должно быть не менее указанных на рис. 8.4.
Рис. 8.4. Расстояния между измеряемым и вспомогательным заземлителями для одиночного заземлителя при измерении прибором МС-08 Рис. 8.5. Расстояния между контурными и вспомогательными заземлителями при измерении сложных заземлителей прибором МС-08
8.12. Для сложных заземлителей, выполненных в виде контура с протяженным периметром, расстояния между контуром и вспомогательными заземлителями должны быть не менее указанных на рис. 8.5. 8.13. Перед измерением сопротивления заземления производят компенсацию сопротивления вспомогательного измерительного заземлителя. Для этого переключатель «Регулировка - Измерение» (см. рис. 8.2) переводят в положение «Регулировка» и, вращая рукоятку генератора со скоростью около 135 об/мин, путем поворота головки реостата устанавливают стрелку прибора на красную отметку шкалы. Если стрелка не устанавливается па красную отметку шкалы, необходимо принять меры для уменьшения сопротивления вспомогательного измерительного заземлителя - увлажнить окружающий грунт. 8.14. После компенсации сопротивления вспомогательного заземлителя переключатель «Регулировка - Измерение» переводят в положение «Измерение». Переключатель пределов измерения (см. рис. 8.2) ставят в положение предела 1000 ом и производят замер, вращая ручку генератора со скоростью 135 об/мин. При незначительном отклонении стрелки прибора переходят последовательно на шкалу 100 ом или 10 ом. Отсчет производят непосредственно по шкале в омах с учетом коэффициента пересчета.
Доступ к документам и консультации
от ведущих специалистов |
Содержание Предисловие1. Основные определения и общие положения2. Расчет заземлителей. Удельное сопротивление грунтаРасчетные формулы для определения сопротивления вертикальных заземлителейРасчет сопротивления горизонтальных заземлителейРасчет сопротивления многоэлектродных заземлителейЗаземлители в двухслойных грунтахГлубинные заземлителиРасчет сопротивления заземлителей, помещенных в коксовой мелочиРасчет сопротивления заземлителей при импульсных токахСрок службы рабочих заземлителей и способы продления этого срокаИскусственное уменьшение сопротивления заземлений3. Устройство заземлений на воздушных линиях связи и радиотрансляционных сетяхОбщие замечанияВертикальные многоэлектродные заземлителиЗаглубленные и глубинные заземлители4. Устройство заземлений у абонентов воздушной линии связи и радиотрансляционной сети5. Устройство заземлений для телеграфных и телефонных станций, усилительных пунктов и радиотрансляционных узлов без применения коксовой засыпки электродов6. Устройство рабочих заземлений из электродов в коксовой мелочи и армированных заводских электродов7. Устройство заземлений в районах вечной мерзлоты8. Измерения сопротивления заземляющих устройств и удельного сопротивления землиОбщие замечанияИзмерение сопротивления заземлений прибором мс-08Измерение удельного сопротивления грунтов прибором мс-08Измерения сопротивления заземлений методом «вольтметра - амперметра»Измерение удельного сопротивления грунта методом вертикального электрического зондированияОпределение электрических параметров грунта двухслойной структурыОрганизация работ по вертикальному электрическому зондированию грунта на площадках9. Контроль за состоянием заземляющих устройств10. Указания по заземлению оболочек и брони междугородных кабелей связи11. Контрольно-измерительные пункты (КИП)Приложение 1 Поставщики коксовой мелочиПриложение 2. Примеры определения действующего удельного сопротивления для грунтов с двухслойной структуройПриложение 3 Основные нормы для сопротивлений заземлений установок связи (ГОСТ 464-68)Литература |