Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Расчет защитного заземления

Основным параметром, характеризующим защитное заземляющее устройство, является сопротивление растеканию тока, которое в основном зависит от сопротивления земли. При расчете заземляющего устройства сопротивление земли условно относят к сопротивлению заземлителя.

Расчет защитного заземления обычно производится для случая размещения заземлителя в однородной земле.

В данных методических указаниях описывается способ расчета, называемый способом коэффициентов использования, он основан на применении коэффициентов использования заземлителей (вертикальных η_п).

Исходные данные для расчета защитного заземления приведены в прил. 1.

Расчет заземляющего устройства выполняют в следующем порядке.

Расчетное значение удельного сопротивления грунта ρ_расч, Ом·м, в месте устройства заземления с учетом повышающего коэффициента определяют по уравнению:

, (1)

где ρ_изм– удельное сопротивление грунта, значение которого получают не-посредственным измерением или выбирают из данных прил. 2, Ом·м;

К – коэффициент, учитывающий изменение удельного сопротивления земли в течение года в зависимости от климатической зоны, типа (вертикальные или горизонтальные), длины и глубины заложения заземлителей (прил. 3).

Сопротивление одиночного вертикального заземлителя, схема расположения которого в земле представлена на рис. 4, рассчитывают по формуле:

, (2)

где – длина вертикального электрода-заземлителя, м (см. прил. 1);

d – диаметр заземлителя, м. При использовании в качестве электродов угловой стали ее эквивалентный диаметр d_уг = 0,95В_уг, где В_уг – ширина полки уголка, м;

t – глубина заложения заземлителя, равная расстоянию от поверхности земли до середины заземлителя, м,

, (3)

где t_п – глубина заложения полосы, t_п = 0,7 – 0,8 м.

Рис. 4. Схема одиночного вертикального заземлителя

Полученное значение сопротивления R_о одиночного заземлителя сравнивают с заданным номинальным сопротивлением R_н: при R_о ≤ R_н, что случается крайне редко, принимают заземлитель из двух электродов и расчет заканчивают; при R_о> R_н определяют число вертикальных заземлителей.

Приняв схему расположения заземлителей «в ряд» или «по замкнутому контуру», рассчитывают сначала приближенное число заземлителей:

, (4)

затем уточняют и округляют полученное значение до целого числа с учетом коэффициента использования (экранирования):

, (5)

где η_з – коэффициент использования вертикальных заземлителей (без учета влияния соединительной полосы), при помощи которого учитывается явление взаимного экранирования электрических полей отдельных электродов.

Взаимное действие, мешающее растеканию тока замыкания, стекающего с вертикальных заземлителей, приводит к увеличению сопротивления растеканию группового заземления в целом.

Значения коэффициентов использования вертикальных заземлителей η_зприведены в прил. 4, они зависят от схемы расположения этих заземлителей («в ряд» или «по контуру»), от отношения расстояния а между отдельными заземлителями к их длине и приблизительного числа заземлителей N_пр. Расстояние между заземлителями, расположенными «в ряд», чаще всего принимают равным (1 – 2) , а при расположении «по контуру» это расстояние, как правило, увеличивают до 3 . Значения η_з, не указанные в прил. 4, определяют методом интерполяции.

Длину соединительной полосы (горизонтального направления) L_п рассчитывают в зависимости от ранее принятого отношения по формуле:

при расположении «в ряд» –

L_п = 1,05 (N_ут– 1) а;

(6)

«по контуру» –

L_п = 1,05 N_ут а.

(7)

Сопротивление растеканию тока горизонтальной полосы (без учета экранирования между полосой и заземлителями) вычисляют по выражению:

, (8)

где – расчетное удельное сопротивление грунта, Ом∙м, с учетом коэффициента сезонности К_п для горизонтального заземлителя (см. прил. 3),

, (9)

В_п – ширина соединительной полосы, м, при использовании в качестве горизонтального заземлителя стали круглого сечения В = 2d;

t_п– глубина заложения полосы в грунт (см. рис. 4), t_п= 0,7 – 0,8 м.

Сопротивление растеканию тока с учетом коэффициента использования рассчитывают по уравнению:

, (10)

где η_п – коэффициент использования соединительной полосы, учитывающий экранирование между полосой и заземлителями; η_п зависит от отношения , схемы расположения заземлителей и от их числа N_ут(принимают по данным прил. 4).

Результирующее сопротивление растеканию группового искусственного заземлителя как двух параллельных сопротивлений (электродов-заземлителей и соединительной полосы) определяют по выражению:

, (11)

где – сопротивление растеканию вертикальных заземлений при итоговых значениях и η_ут, Ом, ;

N_ут – число вертикальных заземлителей, окончательно принятое в расчете;

η_ут – коэффициент использования заземлителей (без учета влияния соединительной полосы), соответствующий числу N_ут, определенному по фор- муле (5).

Вычисленное по формуле (11) значение сопротивления R_гр сравнивают с допустимым значением сопротивления искусственных заземлителей R_н при отсутствии естественных заземлителей. Если R_и.доп < R_гр> R_н, то необходимо проверить правильность вычислений. Если R_и.доп >> R_гр<< R_н, то следует выполнить корректировку расчета, уменьшив число заземлителей N_ут.

5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1) Для каких целей применяется защитное заземление?

2) Что представляет собой заземляющее устройство?

3) Какие части электроустановок подлежат заземлению и занулению?

4) В чем сущность зануления?

5) В чем заключается основной недостаток защитного заземления?

6) Почему необходимо повторное заземление нулевого провода?

6. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1) Цель работы.

2) Краткие сведения из теории.

3) Принципиальные схемы исследуемых режимов.

4) Таблицы измерений.

5) Выводы и предложения по каждому этапу работы.

6) Расчет защитного заземления.

7) Ответы на контрольные вопросы.

Библиографический список

1. Электробезопасность в электроустановках железнодорожного транспор-та: Учебное пособие / Под ред. К. Б. К у з н е ц о в а. М.: Маршрут, 2005. 454 с.

2. ГОСТ 12.1.009-76 ССБТ. Электробезопасность. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1976. 5 с.

3. ГОСТ 12.1.019-79 ССБТ. Электробезопасность. Общие требования. М.: Изд-во стандартов, 1976. 6 с.

4. ГОСТ 12.1.030-81. ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление. М.: Изд-во стандартов, 1981. 7 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Варианты задания к расчету заземляющего устройства

Номер вари-анта	Вид электроустановки и режим нейтрали	Сопротивление R_н, Ом, не более	Климатическая зона	Наименование грунта	Материал заземлителей, их характеристики	Отношение расстояния между заземлителями к их длине а/ℓ	Расположение заземлителей

	До 1000 В с заземленной нейтралью			Суглинок	Уголковая сталь 50 × 50 мм;ℓ = 2,5 м		В ряд
	Более 1000 В с заземленной нейтралью	2,5		Глина	Труба диаметром 40 мм; ℓ = 2,5 м		По контуру
	До 1000 В с изолированной нейтралью			Супесок	Уголковая сталь 60 × 60 мм;ℓ = 3,0 м		В ряд
	До 1000 В с заземленной нейтралью			Каменис-тая глина	Уголковая сталь 45 × 45 мм;ℓ = 2,5 м		В ряд
	Более 1000 В с заземленной нейтралью			Торф	Труба диаметром 50 мм; ℓ = 3,0 м		По контуру
	До 1000 В с изолированной нейтралью			Песок	Уголковая сталь 55 × 55 мм;ℓ = 2,5 м		По контуру
	Более 1000 В с заземленной нейтралью			Садовая земля	Труба диаметром 38 мм; ℓ = 2,5 м		По контуру
	До 1000 В с изолированной нейтралью			Песок	Уголковая сталь 40 × 40 мм;ℓ = 2,5 м		В ряд
	Более 110000 В	0,5		Глина	Труба диаметром 60 мм; ℓ = 3,0 м		В ряд

Окончание прил. 1


До 1000 В с заземленной нейтралью		Песок	Уголковая сталь 50 × 50 мм;ℓ = 2,5 м	По контуру
До 1000 В с изолированной нейтралью		Суглинок	Уголковая сталь 50 × 50 мм;ℓ = 3,0 м	В ряд
Более 1000 В с заземленной нейтралью		Чернозем	Труба диаметром 45 мм; ℓ = 2,5 м	В ряд
Более 110000 В	0,5	Супесок	Уголковая сталь 45 × 45 мм;ℓ = 3,0 м	По контуру
До 1000 В с изолированной нейтралью		Песок	Уголковая сталь 45 × 45 мм;ℓ = 3,0 м	В ряд

Приложение 2

⇐ Предыдущая 12

Воспользуйтесь поиском по сайту: