Студопедия — РАСЧЕТ ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЕСТЕСТВЕННЫХ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

РАСЧЕТ ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЕСТЕСТВЕННЫХ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ






 

Корпус электродвигателя или трансформатора, арматура электрического светильника или трубы электропроводки не должны находиться под напряжением относительно земли благодаря изоляции от токоведущих частей. Однако в случае повреждения изоляции любая из этих частей может оказаться под напряжением, нередко равным фазному. Электродвигатель с пробитой на корпус изоляцией часто электрически соединен с машиной, которую он приводит в движение, например, установлен на станке. Рабочий, взявшись за рукоятки управления станком, может попасть под напряжение. Чтобы уменьшить опасность поражения людей при повреждениях изоляции токоведущих частей, применяют ряд технических способов обеспечения безопасности, среди которых наиболее распространены защитное заземление металлических нетоковедущих частей электроустановок и их зануление.

Заземление следует выполнять при напряжении не менее 380 В переменного тока и 440 В постоянного, а в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках - при номинальном напряжении выше 42 В переменного и выше 110 В постоянного тока.

При сооружении заземляющего устройства выполняют проектный расчет, примерная методика которого приведена ниже.

Исходные данные: а) виды электрооборудования, рабочие напряжения, электрическая мощность и режим нейтрали источника питания и т.п.; б) размеры цеха или участка; в) сведения об естественных заземлителях (их количество, гальваническая целостность, размеры, глубина заложения, взаимное расположение и т.п.); г) удельное электрическое сопротивление грунта rГ в зоне размещения заземлителя. При отсутствии экспериментальных данных rГ определяется по формуле:

rГ = rТ × Y, (8.1)

где rГ – табличное значение удельного сопротивления грунта, приведено в табл. 75;

y – коэффициент сезонности, выбираемый в зависимости от климатической зоны страны (в Москве при расчете сопротивления вертикальных электродов y = 1,5¸1,8, горизонтальных электродов y = 3,5¸4,5).

 

Таблица 756
Наименование грунта Песок Супесь Чернозем Суглинок Глина Торф
Удельное сопротивление rТ, Ом . м            

 

Расчет защитного заземления проводится в следующем порядке:

1. Выбрать наибольшее допустимое значение (нормативное) сопротивления заземляющего устройства RН. Согласно "Правилам устройства электроустановок" в электроустановках напряжением до 1000 В, получивших широкое распространение в промышленности, RН = 4,0 Ом. Если же суммарная мощность источников питания (трансформаторов, генераторов), подключенных к сети, превышает 100 кВА, то RН = 10 Ом.

2. Определить сопротивление растеканию тока, имеющихся естественных заземлителей RЕ. Ниже приведены расчетные зависимости для некоторых из них:

а) горизонтально проложенный в земле на глубине t, м, металлический трубопровод, имеющий наружный диаметр dТР, м, и длину lТР, м:

 

0,366 × rГ l2ТР

RТР = ---------------- × lg --------; (8.2)

lТР dТР × t

б) вертикально установленная в земле железобетонная свая диаметром dС, заглубленная в грунт на длину lС:

 

0,66 × rГ 4 × lС

RС = ----------- × lg --------, (8.3)

lС dС

 

при прямоугольном сечении сваи со сторонами aС и bС

 

dС = 2 × (aС + bС)/ p;

(8.4)

в) железобетонный фундамент производственного здания:

 

RФ =0,5 × rГ / S Ф,

(8.5)

где SФ – площадь, ограниченная периметром здания, м2.

Если сопротивление естественных заземлителей не превышает RН, то устройство искусственных заземлителей не требуется, и расчет на этом заканчивается. Если естественные заземлители отсутствуют или их сопротивление велико, то необходимо сооружение искусственных заземлителей, которые в последнем случае включаются параллельно естественным.

3. Найти допустимое сопротивление искусственного заземлителя:

 

RИ. ДОП = (R Е × R Н) / (R Е - R Н), (8.6)

 

где RЕ – сопротивление естественных заземлителей, рассчитанное по вышеприведенным формулам.

4. Выбрать вид заземляющего устройства. Заземлитель обычно представляет собой систему вертикальных электродов, соединенных горизонтальным проводником. Электроды располагают в ряд или по контуру цеха или площадки, где размещено заземляемое оборудование.

Чаще всего в качестве вертикальных электродов используют стальные прутки диаметром 10÷15 мм и длиной до 10 м, некондиционные стальные трубы диаметром 30÷50 мм, а также угловую сталь размером от 40х40 до 60х60 мм и длиной 2÷3 м.

Сопротивление одиночного вертикального электрода определяется по формуле:

 

0,366 ×rГ 2 × lЭ 4 t + lЭ

RЭ = ------------ × (lg -------- + 0,5 × lg ------------). (8.7)

lЭ dЭ 4 t - lЭ

 

Если электрод выполнен из угловой стали с шириной полки bП, то в формуле (8.7) dЭ = 0,95 × bП. При lЭ ³ dЭ и t0 ³; 0,5 м t = 0,5 × lЭ + t0 (t0 – глубина заложения электрода от поверхности земли, м).

5. Определить необходимое количество вертикальных электродов nЭ. Для этого предварительно находим произведение коэффициента использования вертикальных электродов hЭ на их количество nЭ по формуле

 

hЭ × nЭ = R Э / R И.ДОП, (8.8)

 

а затем, задавшись отношением расстояния a между соседними вертикальными электродами к их длине l, по табл. 76 определяем nЭ. Не указанные в этой таблице значения nЭ находим методом интерполяции и округляем в большую сторону до целых чисел.

Таблица 76
а/l При размещении в ряд При размещении по контуру
hЭ × nЭ n Э hЭ hЭ × n Э n Э hЭ
  1,7   0,85 2,76   0,69
2,34   0,78 3,66   0,61
2,92   0,73 5,5   0,55
3,5   0,7 9,4   0,47
3,9   0,65 16,4   0,41
5,9   0,59 23,4   0,39
8,1   0,54     0,36
  1,82   0,91 3,12   0,78
2,61   0,87 4,38   0,73
3,32   0,83 6,8   0,68
4,05   0,81 12,6   0,63
4,62   0,77 23,2   0,58
7,4   0,74     0,55
10,5   0,7     0,52
    1,88   0,94 3,4   0,85
2,73   0,91 4,8   0,8
3,56   0,89 7,6   0,76
4,35   0,87 14,2   0,71
5,1   0,85 26,4   0,66
8,1   0,81 38,4   0,64
11,7   0,78     0,62

 

6. Определить длину горизонтальной полосы, соединяющей вертикальные электроды L, м. При расположении электродов в ряд

L = 1,05 × а × (nЭ – 1), (8.9)

а при расположении по контуру

L = 1,05 × а × nЭ. (8.10)

В качестве горизонтальной соединительной полосы обычно применяют сталь площадью поперечного сечения не менее 48 мм2 или толщиной не менее 4 мм, или сталь круглого сечения диаметром d не менее 10 мм. Проводник выводят на поверхность земли не менее чем в двух местах для присоединения к магистрали заземления.

7. Рассчитать сопротивление горизонтальной полосы RП:

 

0,366 × rГ 2 × L2

RП = ------------- × lg ---------, (8.11)

L c × t0

 

где c – ширина горизонтальной полосы, обычно берется равной диаметру вертикального электрода, м;

to – глубина заложения горизонтальной полосы в грунт, м, равна глубине заложения электрода от поверхности земли.

Если горизонтальная соединительная полоса круглого сечения, то в формуле (8.11) c = 2d;

Результирующее сопротивление искусственного заземлителя:

 

RЭ × RП

RИ = -----------------------------, (8.12)

RЭ × hП + RП × hЭ × n Э

 

где hП коэффициент использования соединительной горизонтальной полосы, определяемый по табл. 77.

Рассчитанное значение R И не должно превышать RИ .ДОП. В то же время RИ должно быть не намного меньше RИ .ДОП в целях экономии металла заземлителя.

Заземлитель соединяют с магистралью заземления, к которой с помощью заземляющих проводников присоединяют заземляемое оборудование. Все соединения в заземляющем устройстве выполняют сваркой, а его присоединение к корпусам электрооборудования сваркой или с помощью болтов.

 

Таблица 77
а/l Коэффициент использования горизонтальной соединительной полосы hП при количестве вертикальных электродов nЭ
                     
Расположенных в ряд
  0,85 0,77 0,72 0,67 0,62 0,42 0,31 --- --- ---
  0,94 0,89 0,84 0,79 0,75 0,56 0,46 --- --- ---
  0,96 0,92 0,88 0,85 0,82 0,68 0,58 --- --- ---
Расположенных по контуру
                     
  0,45 0,4 0,36 0,34 0,27 0,24 0,22 0,21 0,2 0,19
  0,55 0,48 0,43 0,4 0,32 0,3 0,29 0,28 0,27 0,23
  0,7 0,64 0,6 0,56 0,45 0,41 0,39 0,37 0,36 0,33
                       

 

Исходные данные для расчета по вариантам приведены в табл. 78.

Таблица 78

№ варианта Вид грунта Наличие естественного заземлителя; размеры, м Длина вертикального электрода lЭ, м Диаметр электро-да dЭ или ширина полки bП, м Глубина заложения электрода от поверхности земли t0,, м Отношение a/l
             
  Глина Железобетонная свая dC = 0,3; lC = 4,0   3,0 bП = 0,06   0,5  
  Суглинок Железобетонный фундамент SФ = 1250 м2   2,5 dЭ = 0,06   0,7  
  Суглинок Металлический трубопровод d ТР = 0,12 м; lТР = 15 м     2,8     bП = 0,02     0,8    
  Супесь Железобетонный фундамент SФ = 1000 м2   2,5   dЭ = 0,08   0,9  
  Чернозем Железобетонная свая dC = 0,3; lC = 4,0   2,6   dЭ = 0,04   0,6  
  Песок Отсутствует 3,0 dЭ = 0,03 0,8  
  Торф Железобетонная свая dC = 0,4; lC = 4,0   2,7   bП = 0,03   0,6  
  Песок Железобетонная свая dC = 0,6; lC = 5,0   3,0 bП = 0,05   0,5  
  Чернозем Железобетонный фундамент SФ = 1500 м2   2,0   dЭ = 0,06   0,7  
  Супесь Металлический трубопровод dТР = 0,15; lТР = 30,0     2,3     dЭ = 0,02     0,9    






Дата добавления: 2015-08-27; просмотров: 970. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Факторы, влияющие на степень электролитической диссоциации Степень диссоциации зависит от природы электролита и растворителя, концентрации раствора, температуры, присутствия одноименного иона и других факторов...

Йодометрия. Характеристика метода Метод йодометрии основан на ОВ-реакциях, связанных с превращением I2 в ионы I- и обратно...

Броматометрия и бромометрия Броматометрический метод основан на окислении вос­становителей броматом калия в кислой среде...

Типы конфликтных личностей (Дж. Скотт) Дж. Г. Скотт опирается на типологию Р. М. Брансом, но дополняет её. Они убеждены в своей абсолютной правоте и хотят, чтобы...

Гносеологический оптимизм, скептицизм, агностицизм.разновидности агностицизма Позицию Агностицизм защищает и критический реализм. Один из главных представителей этого направления...

Функциональные обязанности медсестры отделения реанимации · Медсестра отделения реанимации обязана осуществлять лечебно-профилактический и гигиенический уход за пациентами...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия