Приближенные значения удельного сопротивления
Системы защиты от поражения электрическим током
Расчет защитного заземления оборудования
Для защиты от поражения электрическим током применяют ряд организационных и технических решений [1], в числе которых:
– электрическое разделение сетей;
– электрическая изоляция, контроль и профилактика ее повреждения;
– защита от случайного прикосновения к токоведущим частям;
– применение малых напряжений при работе с ручным инструментом;
– устройство защитного заземления, зануления, защитного отключения;
– применение средств индивидуальной защиты.
Защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электроустановки, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус или по другим причинам [7].
Замыканием на корпус или, точнее, электрическим замыканием на корпус, называется случайное электрическое соединение токоведущей части с металлическими нетоковедущими частями электроустановки. Оно может быть результатом повреждения изоляции, падения провода, находящегося под напряжением, на нетоковедущие металлические части и т.д.
Защитное заземление предназначено для устранения опасности поражения человека электрическим током в случае прикосновения к корпусу электроустановки и другим нетоковедущим металлическим частям, оказавшимся под напряжением вследствие указанных выше причин.
|
|
|
Заземляющее устройство – это совокупность заземлителя – проводников (электродов), соединенных между собой и находящихся в непосредственном соприкосновении с землей, и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем (рис. 4.1).
В зависимости от места размещения заземлителя относительно заземляемого оборудования различают два типа заземляющих устройств: выносное и контурное.
Различают заземлители искусственные, предназначенные исключительно для целей заземления, и естественные – находящиеся в земле металлические предметы иного назначения.
Для искусственных заземлителей применяют обычно вертикальные и горизонтальные электроды. В качестве вертикальных электродов используют стальные стержни, уголки, трубы.
Для связи вертикальных электродов и в качестве самостоятельного горизонтального электрода применяют полосовую сталь.
В качестве естественных заземлителей могут использоваться проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих и взрывоопасных газов), металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, имеющие соединение с землей, и другие конструкции.
|
|
|
Расчет защитного заземления имеет целью определить основные параметры заземления – число, размеры и порядок размещения одиночных заземлителей и заземляющих проводников, при которых напряжения прикосновения и шага в период замыкания фазы на корпус не превышают допустимых значений.
|
| Рис.4.1. Схема заземляющего устройства |
Для расчета заземления необходимы:
– характеристика электроустановки (тип установки, рабочее напряжение, способы заземления нейтрали трансформатора и генератора);
– план электроустановки с указанием основных размеров и размещения оборудования;
– форма и размеры электродов проектируемого группового заземления, глубина их погружения в землю;
– данные измерений удельного сопротивления грунта на участке, где должен быть сооружен заземлитель, климатических условий, при которых производились эти измерения и характеристика климатической зоны (табл. 5.1 – 5.3).
Сечение соединительной полосы рекомендуется принять для всех случаев 40×4 мм. Расстояние между вертикальными электродами принимается равным одной, двум или трем длинам вертикального электрода.
|
|
|
Примерное задание на проектирование:
Рассчитать систему заземления, выполненную с использованием вертикальных труб.
Методика расчета защитного заземления [7, 11, 17]
1. Определяют тип заземляющего устройства и наибольшее допустимое значение его сопротивления Rд, установленное «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ)/
– для установок до 1000 В:
10 Ом – при суммарной мощности генераторов или трансформаторов, питающих данную сеть, не более 100 кВ∙А;
4 Ом – во всех остальных случаях
– для установок выше 1000 В: 0,5 Ом
2. Определяют расчетное удельное сопротивление грунта:
, (4.1)
где 
– удельное сопротивление грунта, Ом·м (табл. 4.1),
– коэффициент сезонности, учитывающий возможность изменения сопротивления грунта в течение года, для вертикального электрода (табл. 4.2, 4.3).
3. Определяют сопротивление растеканию тока одного вертикального электрода в зависимости от конфигурации (табл. 4.4).
Для трубчатого или стержневого электрода:
, (4.2)
где 
– расчетное удельное сопротивление грунта, Ом·м;
и d – длина и диаметр вертикального электрода, м, (для уголка с шириной полки bd =0,95 b);
t – расстояние от середины электрода до поверхности земли, м;
|
|
|
, (4.3)
где t 0 – расстояние от вертикального электрода до поверхности земли, м.
Таблица 41
Приближенные значения удельного сопротивления
грунта, Ом × м
| Грунт, вода | Удельное сопротивление, Ом×м | Грунт, вода | Удельное сопротивление, Ом×м |
| Торф | 20 | Гравий, щебень | 2000 |
| Чернозем | 30 | Каменистый грунт | 4000 |
| Глина | 60 | Скалистый грунт | 104 -107 |
| Суглинок | 100 | Вода морская | 0,2-1 |
| Лесс | 250 | Вода речная | 10-100 |
| Супесок | 300 | Вода прудовая | 40-50 |
| Песок | 500 | Вода грунтовая | 20-70 |
Таблица 4.2
Признаки климатических зон для определения
коэффициента сезонности φ
| Характеристика климатической зоны | Климатические зоны России | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| Средняя многолетняя низшая температура января, ºС | от -20 до -15 | от -14 до -10 | от -10 до 0 | от 0 до +5 |
| Средняя многолетняя высшая температура июля, ºС | от +16 до +18 | от +18 до +22 | от +22 до +24 | от +24 до +26 |
| Среднегодовое кол-во осадков, см | ~ 40 | ~ 50 | ~ 50 | 30-50 |
| Продолжительность замерзания вод, дней | 190-170 | ~ 150 | ~ 100 | 0 |
Таблица 4.3
Коэффициент сезонности 
для однородной земли
| Климатическая зона | Влажность земли во время измерения еесопротивления | |||||
| Вертикальный электрод длиной 3 м (5 м) | Горизонтальный электрод длиной 10 м (50 м) | |||||
| Повышенная | Нормальная | Малая | Повышенная | Нормальная | Малая | |
| 1 | 1,9 (1,5) | 1,7 (1,4) | 1,5 (1,3) | 9,3 (7,2) | 5,5 (4,5) | 4,1 (3,6) |
| 2 | 1,7 (1,4) | 1,5 (1,3) | 1,3 (1,3) | 5,9 (4,8) | 3,5 (3,0) | 2,6 (2,4) |
| 3 | 1,5 (1,3) | 1,3 (1,2) | 1,2 (1,1) | 4,2 (3,2) | 2,5 (2,0) | 2,0 (1,6) |
| 4 | 1,3 (1,2) | 1,1 (1,1) | 1,0 (1,0) | 2,5 (2,2) | 1,5 (1,4) | 1,1 (1,12) |
4. Определяют ориентировочное число вертикальных электродов:
, (4.4)
где 
– допустимое по нормам сопротивление заземляющего устройства, 
– коэффициент использования вертикальных электродов, для ориентировочного расчета принимается равным единице.
5. Находят ориентировочный коэффициент использования вертикальных электродов 
по табл. 4.5, используя метод интерполяции.
6. Уточняют число вертикальных электродов и определяют :
(4.5)
|
| Рис. 4.2 Схемы размещения электродов группового заземлителя (вид в плане): в ряд (а) и по контуру (б) |
7. Определяют длину горизонтального электрода – соединительной полосы Lг ,м, по следующим формулам:
при расположении вертикальных электродов в ряд (рис. 4.2, а):
Lг= a ·( n-1), (4.6)
при расположении вертикальных электродов по контуру (рис. 4.2, б):
Lг= 1,05·a · n (4.7)
где a – расстояние между вертикальными электродами, которое принимается равным одной, двум или трем длинам вертикального электрода;
n– количество электродов, рассчитанное по формуле 4.5.
При контурном заземлении длина горизонтального электрода принимается равной величине периметра здания.
Таблица 4.4
Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 24; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!