ЗАЗЕМЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1995 года по МПК H01R4/66 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для заземления электроустановок с помощью горизонтальных (стержневых или полосовых) заземляющих устройств.

Известны различные конструкции заземляющих устройств, выполненных из горизонтальных заземлителей в виде заземляющих сеток, закладываемых в грунт на различную глубину [1] Недостатками конструкции этих устройств являются значительная металлоемкость и трудоемкость заложения их в грунт.

Известно заземляющее устройство, состоящее из горизонтального электрода-заземлителя, уложенного в землю на дно траншеи на глубину h 0,7 м, и проводника, жестко присоединенного одним концом к электроду-заземлителю, другим к электроустановкам [2] Недостатками конструкции этого заземляющего устройства являются значительная длина электрода-заземлителя и большой объем земляных работ по формированию траншеи для укладки его в грунт.

Задачами изобретения являются уменьшение длины траншеи и объема земляных работ по ее формированию для усадки горизонтального электрода-заземлителя в грунт.

Поставленные задачи достигаются выполнением горизонтального электрода-заземлителя в виде пружины.

Новизна заключается в том, что горизонтальный электрод-заземлитель выполняется в виде пружины наружным диаметром и шагом, равным ширине траншеи длиной
L_пр= L_тр= 0,64
(1) где L_пр и L_тр длина соответственно пружины и траншеи;
ρ удельное сопротивление грунта;
К повышающий коэффициент климатической зоны;
R_д допускаемое сопротивление заземляющего устройства.

На фиг. 1 схематически изображено заземляющее устройство; на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1.

Вывод формулы (1) произведен следующим образом.

Величина сопротивления горизонтального электрода-заземлителя определяется с помощью формулы
R_э= ≅ R_д
(2) здесь L_э длина электрода-заземлителя.

Приравняв параметры R_э R_g и разрешив выражение (2) относительно параметра L_э, получаем
L_э=
(3)
Длина пружинного электрода-заземлителя равна
L_пр L_тр b_т ˙ n_b (4) где b_т шаг пружинного электрода-заземлителя;
n_b число витков пружинного электрода-заземлителя,
n_в=
(5) здесь Δ L_э развернутая длина одного витка пружинного электрода-заземлителя.

ΔL_э=
(6) где D_с средний диаметр пружинного электрода-заземлителя.

Приняв при некотором допущении D_cD (D наружный диаметр пружины), имеем
ΔL_э=
(7) или при b_т D
ΔL_э= b 3,3b_т
(8)
Решая совместно равенства (8), (5) и (4), находим
L_пр= L_тр= 0,64
Последняя формула справедлива при b_т D.

Расчеты показывают, что применение такого пружинного электрода-заземлителя дает уменьшение длины траншеи и объема земляных работ по ее формированию в три раза.

Заземляющее устройство состоит из проводника 1 (фиг. 1 и 2), идущего от электроустановки (на фиг. 1 и 2 не показана) и горизонтального электрода-заземлителя 2, выполненного в виде пружины и заложенного в траншею на глубину h.

Работа заземляющего устройства происходит следующим образом. При пробое электрического тока на корпус электроустановки ток по проводнику 1 (фиг. 1 и 2) поступает в горизонтальный электрод-за- землитель 2 и уходит в землю, растекаясь в ней относительно продольной оси электрода-заземлителя во все стороны одинаково.

Сущность изобретения: заземляющее устройство выполнено в виде пружины, расположенной в траншее. Диаметр и шаг пружины равны ширине траншеи. Длина пружины выбирается из определенной зависимости. 2 ил.

ЗАЗЕМЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее горизонтальный электрод-заземлитель, заложенный в грунт в траншею на некоторую глубину, и проводник, жестко присоединенный одним концом к горизонтальному электроду-заземлителю, другим
к электроустановке, отличающееся тем, что горизонтальный электрод-заземлитель выполнен в виде пружины наружным диаметром и шагом, равным ширине траншеи, длиной

где L_пр и L_тр длина соответственно пружины и траншеи;
ρ удельное сопротивление грунта;
K повышающий коэффициент климатической зоны;
R_д допускаемое сопротивление заземляющего устройства.