Формулы для вычисления сопротивления одиночных
заземлителей растеканию тока в однородном грунте [7]
Тип заземлителя | Схема | Формула | Условия применения |
1. Полушаровой у поверхности земли. | – | ||
2. Шаровой в земле. | 2t>>d | ||
3. Трубчатый или стержневой у поверхности земли | L>>d Для уголка с шириной b d = 0,95*b | ||
4. То же в земле | или приближенно | L>>d, t ≥ 0,5 м Для уголка с шириной b d = 0,95b | |
5. Протяженный на поверхности земли (труба, стержень, кабель) | L >>d Для колонны: d = 0,5*b b – ширина колонны | ||
6. Протяженный в земле (труба, стержень, кабель) | L >> d, Для полосы шириной b d = 0,5b |
8. Определяют расчетное удельное сопротивление грунта для горизонтального электрода (стальной полосы):
, (4.8)
где – удельное сопротивление грунта, Ом·м (табл. 4.1), – коэффициент сезонности для горизонтального электрода (табл. 4.6).
Таблица 4.5
Коэффициенты использования ηВ вертикальных электродов
Группового заземления (труб, уголков и т.п.)
Без учета влияния полосы связи
Число заземлителей,n | Отношение расстояния между электродами к их длине | |||||
1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | |
Электроды размещены в ряд | Электроды размещены по контуру (рис. 10, б) | |||||
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 |
Таблица 4.6
|
|
Коэффициенты использования ηГ горизонтального
Полосового электрода, соединяющего вертикальные
Электроды (трубы, уголки и т.п.) группового заземлителя
Отношение расстояния междувертикальными электродами к их длине | Число вертикальных электродов | |||||||
2 | 4 | 6 | 10 | 20 | 40 | 60 | 100 | |
Вертикальные электроды размещены в ряд (рис.10, а) | ||||||||
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 (рис. 10, б) | ||||||||
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 |
9. Определяют сопротивление растеканию тока ,Ом, горизонтального электрода – стальной полосы, соединяющей вертикальные электроды:
|
|
, (4.9)
где – расчетное удельное сопротивление грунта;
– длина горизонтального электрода, м;
b – ширина горизонтального электрода, которая принимается обычно b=0,04м.
10. Проверяют результирующее сопротивление всего заземляющего устройства по формуле:
, (4.10)
где , – коэффициенты использования горизонтального и вертикального электродов соответственно, определяются по табл.4.5 и 4.6.
11. Заземляющее устройство должно удовлетворять условию:
≤ . (4.11)
В том случае, когда сопротивление заземляющего устройства превышает допустимое значение, следует увеличить количество вертикальных электродов и повторить расчет, начиная с п.7, либо изменить другие параметры.
Пример.Выполнить расчет защитного заземления электрооборудования производственного цеха, учитывая то, что в цехе установлено электрооборудование высокого напряжения (380 В) при установленной мощности электродвигателей 1000 Вт. Мощность питающего трансформатора превышает 100 кВ·А. В качестве вертикальных электродов предполагается использование стальных труб диаметром
d= 0,053 м длиной Lв = 3 м, в качестве горизонтального электрода – соединительной полосы сечением 40×4 мм. Глубина заземления, t0= 0,5 м. Грунт – суглинок.
|
|
Решение:
1.Выбираем выносное заземляющее устройство с расположением электродов в ряд и определяем его допустимое сопротивление. Для установок напряжением до 1000 В и мощностью более 100 кВ∙А Rд≤ 4 Ом.
2. Определяем расчетное удельное сопротивление грунта для вертикального электрода, Для этого находим предварительно по справочным данным ρ= 100 Ом·м (табл. 4.1) и коэффициент сезонности =1,5 (табл. 4.3) (2-я климатическая зона при нормальной влажности).
Тогда Ом·м,
3. Определяем сопротивление одиночного вертикального электрода , по формуле (4.2), рассчитав предварительно величину t:
м.
= .
4. Определяем ориентировочное число вертикальных электродов по формуле (4.4): .
Принимаем шт.
5. Находим ориентировочный коэффициент использования вертикальных электродов по табл. 4.5, приняв отношение расстояния между вертикальными электродами к их длине равным единице. Тогда, используя метод интерполяции:
6. Уточняем число вертикальных электродов по формуле (4.5):
.
Принимаем шт и находим (табл. 4.5).
7. Определяем длину горизонтального электрода при расположении вертикальных электродов в ряд (формула 4.6), учитывая то, что расстояние между электродами принято равным их длине a = :
|
|
= a ·( n–1) = 3·(18–1) = 51 м.
8. Определяем расчетное удельное сопротивление грунта для горизонтального электрода ( находим по табл. 4.3):
Ом·м,
9. Рассчитываем сопротивление растеканию тока горизонтального электрода:
Ом
10. Вычисляем результирующее сопротивление заземляющего устройства, найдя коэффициент использования горизонтального электрода по табл. 6.6 – :
Ом
11. Заземляющее устройство удовлетворяет условию: , так как 3,1 Ом.
Таким образом, проектируемое заземляющее устройство – выносное с расположением вертикальных электродов в ряд, состоит из 18 труб диаметром 0,053 м, длиной 3 м, забитых вертикально на глубину 0,5 м, и горизонтального электрода в виде стальной полосы длиной 51 м сечением 0,04 ´0,004 м.
При устройстве заземления наряду с искусственными заземлителями могут быть использованы естественные заземлители – расположенные в земле элементы строительных конструкций, водопроводные трубы и др.
Задание для самостоятельного решения:
Рассчитать устройство защитного заземления для заземления трехфазного электродвигателя серии 4А3132М6 мощностью 7,5 кВт, работающего от сети 380 В. Диаметр вертикальных стержней – заземлителей d=0,08 м. Электроустановка расположена: с 1 по 15 вариант – в зонах с нормальной влажностью; с 15 по 30 вариант – с повышенной влажностью.
Исходные данные по вариантам приведены в таблице 4.7.
Таблица 4.7
Варианты заданий
Вариант | Тип грунта | Удельное сопротивление грунта ρ, Ом*м | Климатическая зона | Длина вертикального электрода l, мм | Глубина заложения t0, мм | Ширина полки уголка/стальной полосы b, мм | Допустимое сопротивление искусственного заземления Rи.з.доп | Размещение Электродов (Контур/Ряд) | a / l |
1. | Грунт | 200 | I | 3000 | 800 | 80 | 10 | Р | 2 |
2. | Супесь | 90 | II | 3000 | 900 | 60 | 10 | Р | 2 |
3. | Песок | 400 | III | 3000 | 5 | 80 | 10 | Р | 2 |
4. | Щебень | 4000 | IV | 3000 | 10 | 80 | 100 | Р | 2 |
Окончание табл. 4.7 | |||||||||
5. | Грунт | 400 | I | 3000 | 0 | 50 | 10 | Р | 2 |
6. | Глина | 15 | II | 3000 | 0 | 60 | 4 | Р | 2 |
7. | Суглинок | 30 | III | 3000 | 0 | 40 | 4 | Р | 2 |
8. | Грунт | 85 | I | 5000 | 2200 | 60 | 4 | Р | 2 |
9. | Супесь | 100 | II | 5000 | 1000 | 60 | 4 | Р | 2 |
10. | Песок | 600 | III | 5000 | 1500 | 40 | 10 | Р | 2 |
11. | Грунт | 450 | IV | 5000 | 2000 | 40 | 10 | Р | 2 |
12. | Грунт | 530 | I | 3000 | 800 | 80 | 10 | К | 3 |
13. | Глина | 60 | II | 3000 | 900 | 60 | 4 | К | 3 |
14. | Суглинок | 75 | III | 3000 | 5 | 80 | 4 | К | 3 |
15. | Грунт | 160 | IV | 3000 | 10 | 80 | 10 | К | 3 |
16. | Супесь | 200 | I | 3000 | 0 | 80 | 10 | К | 3 |
17. | Песок | 700 | II | 3000 | 0 | 60 | 10 | К | 3 |
18. | Щебень | 6000 | III | 3000 | 0 | 40 | 100 | К | 3 |
19. | Гравий | 6500 | I | 5000 | 2200 | 60 | 100 | К | 3 |
20. | Глина | 80 | II | 5000 | 1000 | 60 | 4 | К | 3 |
21. | Суглинок | 130 | III | 5000 | 1500 | 40 | 4 | К | 3 |
22. | Грунт | 240 | IV | 5000 | 2000 | 40 | 10 | К | 3 |
23. | Глина | 60 | II | 5000 | 0 | 40 | 4 | К | 3 |
24. | Песок | 800 | III | 5000 | 0 | 60 | 10 | К | 3 |
25. | Грунт | 300 | I | 3000 | 1000 | 80 | 10 | К | 3 |
26. | Супесь | 180 | IV | 3000 | 1500 | 40 | 4 | Р | 3 |
27. | Щебень | 5800 | II | 3000 | 20 | 60 | 100 | Р | 3 |
28. | Песок | 600 | III | 5000 | 1500 | 40 | 10 | Р | 2 |
29. | Гравий | 6500 | I | 5000 | 2200 | 60 | 100 | К | 3 |
30. | Глина | 60 | II | 5000 | 0 | 40 | 4 | К | 3 |
Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 65; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!