Расчетная часть. Расчет защитного заземления имеет целью определить необходимое число вертикальных

Расчет защитного заземления имеет целью определить необходимое число вертикальных электродов при принятых их размерах и размещении на плане электроустановки, длину соединительной полосы, исходя из условия, что общее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства не превысит допустимых ПУЭ значений R_з.

Для расчета необходимы следующие исходные данные.

1. Характеристика электроустановки – рабочее напряжение, мощность питающих трансформаторов, расчетный ток заземления на землю.

2. Форма и размеры вертикальных электродов, глубина их погружения в землю, размеры соединительной полосы и план размещения заземлителей.

З. Удельное сопротивление грунта на участке, где будут установлены электроды, а также климатическая зона района.

4. Сведения о возможности использования естественных заземлителей.

Расчет производится в следующем порядке.

1. На основании исходных данных, и в соответствии с требованиями ПУЭ, определяется допустимое нормативное сопротивление заземляющего устройства (табл. 1.1).

2. Определяется расчетное значение удельного сопротивления грунта для вертикальных электродов и горизонтальной соединительной полосы:

, ,

где – удельное сопротивление грунта (принимается в зависимости от грунта, приложение 1);

Ψ_в и Ψ_г – коэффициент сезонности, учитывающий климатическую зону (принимается по приложению 2).

3. Рассчитывается сопротивление одиночного заземлителя по соответствующей формуле (приложение 3) в зависимости от типа заземлителя.

4. Определяется в первом приближению необходимое количество вертикальных электродов

.

Если число не целое, то оно округляется в большую сторону.

5. Находятся коэффициент использования η_в вертикальных электродов для найденного числа n₁ электродов с учетом расположения электродов и отношения расстояния между электродами к их длине (приложение 4).

6. Определяется сопротивление группы вертикальных электродов:

.

7. Определяется длина горизонтальной соединительной полосы L_n.

Длина полосы принимается L_n = 1,05•a•n₁ – для электродов, расположенных по контуру; L_n = 1,05•a•(n₁ – 1) – для электродов, расположенных в ряд.

8. По формулам, приведенным в приложении 3, вычисляется сопротивление растеканию тока соединительной полосы R¹_n.

9. Находится коэффициент использования η_г горизонтальной соединительной полосы для найденного числа n₁ электродов (с учетом отношения расстояния между электродами к их длине и учетом размещения электродов (приложение 5)).

10. Вычисляется сопротивление соединительной полосы с учетом коэффициента использования:

11. Результирующее сопротивление растеканию тока всего заземляющего устройства равно

.

12. Сравнивается вычисленное значение R_зу с допустимой величиной R₃. Если R_зу ≤ R_з, то оставляют число n₁. Если R_зу > R_з, то увеличивают n₁ до n₂ (принимают n₂ = n₁ + (1...3)) и расчет повторяют для n₂ c пункта 5. Если и при n₂ имеет место R_зу > R_з, то методом последовательного увеличения добиваются того, чтобы R_зу < R_з.

Варианты для выполнения расчета защитного заземления представлены в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Варианты для выполнения расчета защитного заземления

Исходные данные	Вариант
Напряжение электроустановки, В
Мощность питающих трансформаторов, кВА
Расчетный ток замыкания на землю, I3, А	–	–
Форма вертикальных электродов	Т Р У Б А
Размеры вертикальных заземлителей, м
– длина				3,5	4,0
– диаметр	0,05	0,06	0,06	0,075	0,075
Глубина заложения t, м	–	0,6	0,7	0,6	0,8
Расстояние между вертикальными электродами, м				3,5	8,0
Форма соединительной полосы	полоса	полоса	круглая	круглая	полоса
Размеры полосы d или b, м	0,04	0,05	0,01	0,01	0,06
Род грунта	Задается преподавателем
Климатическая зона	Выбирается студентом
Конфигурация заземлителя	Выбирается студентом

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Приближенные значения удельных сопротивлений различных грунтов

Вид грунта	Удельное сопротивление ρгр Ом • м
возможные пределы колебаний	при влажности 10… 20 % к весу грунту
Глина	8...70
Чернозем	9…63
Садовая земля	30…60
Суглинок	40…150
Супесь	150…400
Песок	400…700

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Признаки климатических зон и соответствующие им коэффициенты сезонности Ψ для однородного грунта

Характеристика климатической зоны и тип заземлителя	Климатические зоны СССР
Признаки климатических зон
Средняя многолетняя низшая температура (январь), ^оС	-20…-15	-14…-10	-10…0	0…+5
Средняя многолетняя высшая температура (июль), ^оС	+10…+18	+18…+22	+22…+24	+24…+25
Среднегодовое количество осадков, см				30…50
Продолжительность замерзания вод, дни	190…170
Коэффициент сезонности Ψ
Вертикальные электроды длиной 2…3 м при глубине заложения вершин 0,5…0,8 м	1,8…2,0	1,5…1,8	1,4…1,6	1,2…1,4
Горизонтальные электроды при глубине заложения 0,8 м	4,5…7,0	3,5…4,5	2,0…2,5	1,5…2,0

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Формулы для вычисления сопротивления растеканию тока одиночных заземлений

Тип заземлителя	Схема	Расчетные формулы	Условия применения
Стержневой круглого сечения (труба) или уголковый у поверхности земли			>> d для уголка шириной b, d=0,95b
То же в земле			>>d to≥0,5м t=to+0,5
Протяженная полоса или круглая сталь на поверхности земли			Ln>>d
То же в земле			Ln>>d
		Ln≥4t

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Коэффициенты использования η_в вертикальных электродов группового заземлителя (труб, уголков и т.п.) без

учета влияния полосы связи

Число заземлителей	Отношение расстояния между электродами к их длине
Электроды размещены в ряд	Электроды размещены по контуру
	0,85	0,91	0,94	–	–	–
	0,73	0,83	0,89	0,69	0,78	0,85
	0,65	0,77	0,85	0,61	0,73	0,80
	0,59	0,74	0,81	0,56	0,68	0,76
	0,48	0,67	0,76	0,47	0,63	0,71
	–	–	–	0,41	0,58	0,66
	–	–	–	0,39	0,55	0,64
	–	–	–	0,36	0,52	0,62

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Коэффициент использования η_г горизонтального полосового электрода, соединяющего вертикальные

Отношение расстояния между вертикальными электродами к их длине	Число вертикальных электродов
Вертикальные электроды размещены в ряд
	0,85	0,77	0,72	0,62	0,42	–	–	–
	0,94	0,80	0,84	0,75	0,56	–	–	–
	0,96	0,92	0,88	0,82	0,68	–	–	–
Вертикальные электроды размещены по контуру
	–	0,45	0,40	0,34	0,27	0,22	0,20	0,19
	–	0,55	0,48	0,40	0,32	0,29	0,27	0,23
	–	0,70	0,64	0,56	0,45	0,39	0,36	0,33

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какое действие оказывает электрический ток, проходя через организм?

2. Виды поражений электрическим током.

3. Укажите основные факторы, влияющие на исход поражения электрическим током.

4. Значение порогового не отпускающего тока.

5. Значение смертельного тока для человека.

6. Значение активного сопротивления тела человека, принимаемое при расчетах.

7. Что понимается под “двухфазным” и “однофазным” прикосновением?

8. Основные причины поражения электрическим током.

9. Укажите виды изоляции.

10. Минимальное сопротивление изоляция для электроустановок до 1 кВ.

11. Что понимается под защитным заземлением?

12. Принцип действия защитного заземления.

13. Область применения защитного заземления.

14. Укажите значения наибольшего допустимого сопротивления заземляющего устройства.

15. Укажите виды заземлителей.

16. Каким прибором осуществляется измерение сопротивления изоляции? Его устройство и принцип действия.

17. Каким прибором осуществляется измерение сопротивления заземляющего устройства? Его устройство и принцип действия.

18. В каком порядке осуществляется расчет защитного заземления?

19. Что понимается под занулением?

20. Область применения зануления.

21. Что понимается под защитным отключением?

22. Область применения защитного отключения.

Дата добавления: 2015-12-08