Потенциал группового заземлителя

Поскольку электроды групповою заземлителя связаны между собой электрически, они имеют одинаковый потенциал, являющийся потенциалом группового заземлителя j _гр. Следовательно потенциал каждого электрода группового заземлителя состоит из собственного потенциала, обусловленного стеканием через него тока и потенциалов, наведенных другими электродами, например для первого электрода:

(2.19)

где - j ₀₁ собственный потенциал первого электрода, В, он равен произведению тока I₁, А, стекающего через этот электрод в землю, на сопротивление его растеканию R₁, Ом

(2.20)

п - количество электродов в групповом заземлителе; j _нi - потенциал, наведенный на первом электроде одним из соседних, В, который определяется из уравнения потенциальной кривой этого соседнего электрода с учетом расстояния между электродами. Например, если потенциал наводится полушаровым электродом радиусом r, то значение наведенного потенциала на другом электроде любой формы описывается уравнением (см. 2.10):

(2.21)

где j ₀ - собственный потенциал полушара, В; х — ближайшее расстояние от центра полушара до поверхности электрода, на котором определяется j _н, м.

Например, для случая, показанного на рис. 2.9 один полушаровой заземлитель наводит на другом потенциал:

(2.22)

В общем случае собственные потенциалы электродов не равны, как не равны и потенциалы, наводимые другими электродами. Однако сумма собственного и всех наведенных на электроде потенциалов для всех электродов одинакова и равна j _гр. Иначе говоря, каждый электрод, входящий в состав группового заземлителя, будет иметь потенциал, равный потенциалу группового заземлителя j _гр(рис. 2.10).

Рис. 2.10. Потенциальная кривая группового заземлителя, состоящего из трех одинаковых электродов, размещенных на одной прямой:

j_01, j₀₂ - собственные потенциалы электродов;

j_н1, j_н2 - потенциалы, наведенные другими электродами.

Если групповой заземлитель состоит из одинаковых электродов, размещенных по вершинам правильного многоугольникa, то у электродов одинаковыми оказываются токи, стекающие через них в землю, а следовательно, и собственные потенциалы и сумма наведенных на каждом из них потенциалов.

В этом случае выражение (2.19) может быть записано в виде:

(2.23)

Если одинаковые электроды группового заземлителя расположены на одинаковых расстояниях один от другого, что возможно только при двух электродах или трех, размещенных в вершинах равностороннего треугольника, то у них оказываются одинаковыми не только собственные потенциалы j₀, но и потенциалы, наводимые каждым на каждом. Для этих частных случаев выражение (2.19) принимает вид:

j _гр = j ₀ + (п-1)j _н (2.24)

где n - количество электродов (2 или 3).

При бесконечно больших расстояниях между электродами (больше 40 м) каждый из них находится вне полей растекания тока с других электродов (рис. 2.7). Поэтому наведенные потенциалы на электродах отсутствуют, а потенциал группового заземлителя, который в этом случае часто обозначается , имеет наименьшее значение, равное значению собственного потенциала электрода, входящего в состав группового заземлителя:

(2.25)

или

(2.26)

где I₁, I₂, … I₃ - токи, стекающие через электроды, A; R₁, R₂, … R₃ - сопротивления растеканию токов, Ом.

Если при этом электроды одинаковы, то и токи, стекающие через них в землю, одинаковы, т.е.

Следовательно потенциал группового заземлителя, В:

(2.27)

где R₀ - сопротивление растеканию тока единичного электрода, Ом;

I_з - ток, стекающий через групповой заземлитель, А.