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-2000 значений R3, приведенных в табл. 1.1.
Для расчета необходимы следующие исходные данные, приведенные в таблице 3.1.
1. Характеристика электроустановки – рабочее напряжение, мощность питающих трансформаторов, расчетный ток замыкания на землю (IЗ).
2.Форма и размеры вертикальных электродов, глубина их погружения в землю, размеры соединительной полосы и план размещения вертикальных заземлителей.
3.Удельное сопротивление грунта на участке, где будут установлены электроды, а также климатическая зона района.
Выбор варианта из табл. 3.1. для расчета согласуется с преподавателем.
Расчет защитного заземления производится в следующем порядке.
1.На основании исходных данных, и в соответствии с требованиями ПУЭ, определяется допустимое нормативное сопротивлениеRзузаземляющего 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);
и 
– коэффициент сезонности, учитывающий климатическую зону (принимается по приложению 2);
3. Рассчитывается сопротивление одиночного вертикального электрода по соответствующей формуле (приложение 3) в зависимости от типа заземлителя;
4. Определяется в первом приближении необходимое количество вертикальных электродов
Если число не целое, то оно округляется в большую сторону;
5. Находятся коэффициент использования ηввертикальных электродов для найденного числа 
электродов с учетом расположения электродов и отношения расстояния между электродами (а) к их длине (l)(приложение 4). При необходимости для найденного числа электродов производится интерполирование коэффициента;
6.Определяется сопротивление группы вертикальных электродов:
7.Определяется длина горизонтальной соединительной полосы Ln.
Длина полосы принимается Ln = 1,05∙a∙ 
-для электродов, расположенных по контуру; Ln = 1,05∙a∙( -1) – для электродов, расположенных в ряд;
8.По формулам, приведенным в приложении 3, вычисляется сопротивление растеканию тока соединительной полосы 
;
9. Находится коэффициент использования ηг горизонтальной соедини
тельной полосы для найденного числа электродов (с учетом отношения расстояния между электродами к их длине (a/l) 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 R . Если R зу ≤ R 3 , то оставляют найденное число электродов. Если R зу > R 3 , то увеличивают n1 до n2 (принимают п2 = n1+ (1…3)) и расчет повторяют для п2с пункта 5. Если и при n2 имеет место R зу > R 3 ,то методом последовательного увеличения добиваются того, чтобы R зу < R 3 .
Варианты для выполнения расчета защитного заземленияв электроустановках представлены в табл. 3.1.
Таблица 3.1
Варианты для выполнения расчета защитного заземления в электроустановках
| Исходные данные
| Вариант задания | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Напряжение электроустановки, В | 380 | 380 | 600 | 1200 | 1200 |
| Мощность питающих трансформаторов, кВА | 80 | 120 | 150 | 500 | 600 |
| Расчетный ток замыкания на землю, I 3 , А | - | - | 25 | 100 | 500 |
| Форма вертикальных электродов | ТРУБА | ||||
| Размеры вертикальных заземлителей, м | 2
| 3
| 3
| 3,5
| 4,0
|
| - длина, l | |||||
| - диаметр,d | 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, a, м | 4 | 3 | 3 | 3,5 | 8,0 |
| Форма соединительной полосы | полоса | полоса | круглая | круглая | полоса |
| Размеры полосы dили b, м | 0,04 | 0,05 | 0,01 | 0,01 | 0,06 |
| Род грунта | Выбирается студентом по согласованию с преподавателем | ||||
| Климатическая зона | Выбирается студентом по согласованию с преподавателем | ||||
| Конфигурация заземлителя | Выбирается студентом по согласованию с преподавателем | ||||
K ОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ТЕМЕ «ЭЛЕКТРБЕЗОПАСНОСТЬ»
1.Какое действие оказывает электрический ток, проходя через организмчеловека?
2.Виды поражений электрическим током.
3.Укажите основные факторы, влияющие на исход поражения электрическим током.
4.Значение порогового отпускающего тока (переменного и постоянного).
5.Значение смертельного тока для человека (переменного и постоянного).
6.Значение активного сопротивления тела человекаRЧ, принимаемое при расчетах.
7.Что понимается под «двухфазным» и «однофазным» прикосновением?
8.Основные причины поражения электрическим током в электроустановках.
9.Укажите виды изоляции в электроустановках
10.Минимальное сопротивление изоляции в электроустановках до 1 кВ.
11.Каким прибором осуществляется измерение сопротивления изоляции. Принцип действия прибора.
12.Что понимается под защитным заземлением?
13.Принцип действия защитного заземления.
14.Область применения защитного заземления.
15.Укажите значения наибольшего допустимого сопротивления заземляющего устройства в электроустановках до и свыше 1 кВ
16. Укажите виды заземлителей.
17.Каким прибором осуществляется измерение сопротивления защитного заземления?Принцип действия прибора.
18.Что понимается под занулением?
19.Область применения зануления.
20.Выполнение каких условий необходимо при занулении в электроустановках?
21.Что понимается под защитным отключением?
22.Область применения защитного отключения.
23.Что понимается под электрозащитными средствами? Их деление по назначению.
24.В каком порядке осуществляется расчет защитного заземленияв электроустановках.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Приближенные значения удельных сопротивлений различных грунтов
|
Вид фунта
| Удельное сопротивление ρгрОм • м | |
| возможные пределы колебаний | при влажности 10 …20 % к весу грунту | |
| Глина | 8…70 | 40 |
| Чернозем | 9. ..63 | 20 |
| Садовая земля | 30. ..60 | 40 |
| Суглинок | 40. ..150 | 100 |
| Супесь | 150… 400 | 300 |
| Песок | 400… 700 | 700 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Признаки климатических зон и соответствующие им коэффициенты сезонности Ψ для однородного грунта
| Характеристика климатической зоны и тип заземлителя
| Климатические зоны СССР | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |||||
| Признаки климатических зон | ||||||||
| Средняя многолетняя низшая температура (январь), °С | -20. ..-15 | -14. ..-10 | -10. ..0 | 0…+5 | ||||
| Средняя многолетняя высшая температура (июль), °С | +10. ..+18 | +18… +22 | +22… +24 | +24… +25 | ||||
| Среднегодовое количество осадков, см | 40 | 50 | 50 | 30. ..50 | ||||
| Продолжительность замерзания вод, дни | 190. ..170 | 150 | 100 | 0 | ||||
| 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 | 
| 
| l>>d Для уголка шириной b, d=0.95b |
| То же в земле | 
| 
| l >>d t0 ≥0.5м t=t0+0.5*l |
| Протяженная полоса или круглая сталь на поверхности земли | 
| 
| ln>>d |
| 
| ||
| То же в земле | 
| 
| ln>>d |
| 
| Ln ≥ 4t |
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Коэффициенты использования ηв вертикальных электродов группового заземлителя (труб, уголков и т.п.) без учета влияния полосы связи
| Число заземлителей
| Отношение расстояния между электродами а1 к их длинеl | |||||
| Электроды размещены в рад | Электроды размещены по контуру | |||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | |
| 2 | 0,85 | 0,91 | 0,94 | — | - | - |
| 4 | 0,73 | 0,83 | 0,89 | 0,69 | 0,78 | 0,85 |
| 6 | 0,65 | 0,77 | 0,85 | 0,61 | 0,73 | 0,80 |
| 10 | 0,59 | 0,74 | 0,81 | 0,56 | 0.68 | 0,76 |
| 20 | 0,48 | 0,67 | 0,76 | 0,47 | 0,63 | 0,71 |
| 40 | - | - | - | 0,41 | 0,58 | 0,66 |
| 60 | - | - | - | 0,39 | 0,55 | 0,64 |
| 100 | - | - | - | 0,36 | 0,52 | 0,62 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Коэффициент использования ηг горизонтального полосового электрода, соединяющего вертикальныеэлектроды
| Отношение расстояния между вертикальными электродами к их длинеa/l
| Число вертикальных электродов | ||||||||
| 2 | 4 | 6 | 10 | 20 | 40 | 60 | 100 | ||
| Вертикальные электроды размещены в ряд | |||||||||
| 1 | 0,85 | 0,77 | 0,72 | 0,62 | 0,42 | - | - | - | |
| 2 | 0,94 | 0,80 | 0,84 | 0,75 | 0,56 | - | - | - | |
| 3 | 0,96 | 0,92 | 0,88 | 0,82 | 0,68 | - | - | - | |
| Вертикальные электроды размещены по контуру | |||||||||
| 1 | - | 0,45 | 0,40 | 0,34 | 0,27 | 0,22 | 0,20 | 0,19 | |
| 2 | - | 0,55 | 0,48 | 0,40 | 0,32 | 0,29 | 0,27 | 0,23 | |
| 3 | - | 0,70 | 0,64 | 0,56 | 0,45 | 0,39 | 0,36 | 0,33 | |
Дата: 2019-02-02, просмотров: 471.
