Заземление и молниезащита. Расчет заземляющих устройств

Большинство печатных изданий справочного характера предлагает рассчитывать заземлители на основе коэффициентов использования. Суть дела сводится к параллельному сложению сопротивлений заземления элементарных электродов (вертикальный стержень или горизонтальная шина) с последующим делением полученного результата на упомянутый коэффициент. Как правило, специалист не может оценить достоверность расчета, поскольку величина коэффициента экранирования, извлекаемого из справочных таблиц, оказывается существенно меньше единицы, а происхождение самих таблиц авторами справочных пособий не разглашается.

Теория расчета заземляющих устройств при постоянном или медленно меняющемся токе давно и хорошо разработана. Она полностью тождественна теории расчета полей электростатических зарядов и использует методологические основы, развитые еще в начале прошлого века. Фактически задача сводится к определению потенциала заземляющего устройства с учетом всех источников тока в грунте. При этом эффективными оказывается принцип наложения и  метод зеркальных отражений, благодаря которым удается достоверно учесть влияние границы грунт- воздух и слоистую структуру грунта.

Строгое решение большинства практических задач безусловно требует применения компьютерной техники, разработки алгоритмов и программного обеспечения. Такие вещи трудно освоить за краткое время семинара. Поэтому во главу угла ставится анализ фундаментальных свойств заземляющих устройств и оценка их количественных характеристик, которая может быть выполнена “на пальцах”. Предполагается количественно оценить влияние глубины размещения электродов, влияние двухслойного грунта, экранирующий эффект в многоэлектродной конструкции.

Везде, где это возможно, предлагаются методологические подходы для оценки сопротивление заземления вручную; устанавливаются границы применения полуэмпирических расчетных соотношений. Особое внимание будет уделено расчету сопротивления заземления железобетонных конструкций, где в качестве заземляющих электродов используется близко расположенные элементы металлической арматуры.

В заключение предполагается кратко осветить методологию расчета импульсных характеристик заземлителей, в отношении которой в последнее время появилось много спекулятивных решений.