Calcolatore della resistenza delle barre di terra

Questo calcolatore determina la resistenza a terra delle aste interrate per una singola asta nuda, per un'asta singola racchiusa in calcestruzzo e per letti di aste (aste multiple) sia nude che racchiuse in calcestruzzo. Per i letti di aste non viene considerato l'effetto dei conduttori orizzontali interrati, pertanto i risultati sono conservativi.

Le semplici equazioni utilizzate sono tratte direttamente o derivate dalla Sezione 14.6 della IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding (IEEE Std 80-2013). Le limitazioni delle equazioni includono il fatto che trattano solo terreni uniformi e non sono adatte, ad esempio, a terreni a due o più strati; inoltre, non trattano aste separate in modo non uniforme.

Il software SafeGrid Earthing è in grado di calcolare la resistenza del dispersore interrato per qualsiasi dimensione o forma della rete di terra con un elevato grado di precisione.

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Resistenza dell'asta di messa a terra

Questo calcolatore trova la resistenza dell'asta di un'asta singola o di più aste di una griglia sepolte in un modello di terreno uniforme. Inoltre, trova la resistenza degli elettrodi quando sono rivestiti di calcestruzzo.

Equazioni:

1. Asta singola

La formula comunemente utilizzata per calcolare la resistenza di una singola asta [1] è:

Dove:

ρ: la resistività del terreno (Ω.m).
_Lr: lunghezza dell'asta.
d: diametro dell'asta di terra.

2. Asta singola incassata nel calcestruzzo

In un terreno ad alta resistività, è meglio aggiungere uno strato supplementare di calcestruzzo alle aste, poiché il calcestruzzo ha una resistività inferiore, da 30Ω.m a 200Ω.m, a seconda del livello di umidità. Pertanto, funziona come un terreno a bassa resistività attorno alle aste, che offre una protezione aggiuntiva.
Possiamo ottenere la resistenza delle aste racchiuse nel calcestruzzo utilizzando l'equazione di Fagan e Lee [2]:

Dove:

_ρc: la resistività del calcestruzzo (Ω.m)
_Dc: il diametro dell'involucro di calcestruzzo (m)

3. Letto ad asta

Schwarz [1] ha utilizzato la seguente formula per determinare la resistenza di un letto di aste:

Dove:

A: area della griglia (m^2)
_nr: numero di aste posizionate nell'area A.
_k1: coefficiente.

In seguito, Kercel [3] ha formulato un'equazione per calcolare il coefficiente di una griglia rettangolare in funzione dell'area della griglia (lunghezza e larghezza).
La formula del coefficiente è:

Dove:

a: la lunghezza della griglia (m)
b: la larghezza della griglia (m)

4. Letto di aste incastrate nel calcestruzzo

Dalla (3) si ha:

Sostituendo la (1) nella (5) si ha:

Per un'asta incassata nel calcestruzzo, sostituiamo la (2) con la (6). Si ha quindi:

Dare la formula di un letto di aste per aste incassate nel calcestruzzo (Figura 1).

Riferimenti:

[1] "Guida IEEE per la sicurezza della messa a terra delle sottostazioni CA". IEEE Power and Energy Society. USA. 2013, p. 204

[2] Fagan, E.J. e Lee, R. H., "The use of concrete-enclosed reinforcing rods as grounding electrodes", IEEE Transactions on Industry and General Applications, IGA-6: No. 4, Jul. 1970.

[3] Kercel, S. W., "Design of switchyard grounding systems using multiple grids" IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, vol. PAS-100, no. 3, pp. 1341-1350, marzo 1981.