УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧИ. Защитное заземляющее устройство, предназначенное для защиты людей от поражения электрическим током при переходе напряжения на металлические части

Защитное заземляющее устройство, предназначенное для защиты людей от поражения электрическим током при переходе напряжения на металлические части электрооборудования, представляет собой специально выполненное соединение конструктивных металлических частей электрооборудования (вычислительная техника, испытательные стенды, станки и пр.), нормально не находящихся под напряжением, с заземлителями, расположенными непосредственно в земле.

В качестве искусственных заземлителей используют стальные трубы длиной 1,5…4 м, диаметром 25…50 мм, которые забивают в землю, а также металлические стержни и полосы.

Для достижения требуемого сопротивления заземлителя, как правило, используют несколько труб (стержней), забитых в землю и соединенных там металлической (стальной) полосой.

Контурным защитным заземлением называется система, состоящая из труб, забиваемых вокруг здания цеха, в котором расположены электроустановки.

Заземление электроустановок необходимо выполнять:

· при напряжении выше 380 В переменного и 440 В постоянного тока в помещениях без повышенной опасности, т.е. во всех случаях;

· при номинальном напряжении выше 42 В переменного и 110 В постоянного тока в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках;

· при любых напряжениях переменного и постоянного тока во взрывоопасных помещениях.

 

На электрических установках напряжением до 1000 В одиночные заземлители

соединяют стальной полосой толщиной не менее 4 мм и сечением не менее 48 мм². Для уменьшения экранирования рекомендуется одиночные заземлители располагать на расстоянии не менее 2,5…3 м один от другого.

Сопротивление растеканию тока, Ом, через одиночный заземлитель из труб диаметром 25…50 мм

 

R_тр = 0,9 (ρ/ l _тр),

 

где ρ- удельное сопротивление грунта, которое выбирают в зависимости от типа, Ом ∙см (для песка оно равно 40000…70000, для супеси- 15000…40000, для суглинка- 4000…15000, для глины- 800…7000, для чернозема- 900…5300); l _тр – длина трубы, м.

Затем определяют ориентировочное число вертикальных заземлителей без учета коэффициента экранирования

 

n= R_тр/r,

 

где r- допустимое сопротивление заземляющего устройства, Ом.

В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) на электрических установках напряжение до 1000 В допустимое сопротивление заземляющего устройства равно не более 4 Ом.

Разместив вертикальные заземлители на плане и определив расстояние между ними, определяют коэффициент экранирования заземлителей (табл.1)

 

 

Таблица 1. Коэффициенты экранирования заземлителей η_тр

Число труб (уголков)	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	ηтр	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	ηтр	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	ηтр
		0,66…0,72		0,76…0,80		0,84…0,86
		0,58…0,65		0,71…0,75		0,78…0,72
		0,52…0,58		0,66…0,71		0,74…0,78
		0,44…0,50		0,61…0,66		0,68…0,73
		0,38…0,44		0,55…0,61		0,64…0,69
		0,36…0,42		0,52…0,58		0,62…0,67

 

Число вертикальных заземлителей с учетом коэффициента экранирования

 

n₁ = n/ η_тр.

 

Длина соединительной полосы,м,

 

l_п= n₁a,

где а- расстояние между заземлителями,м.

 

Если расчетная длина соединительной полосы получилась меньше периметра цеха (задается по варианту), то длину соединительной полосы необходимо принять равной периметру цеха плюс 12…16 м. После этого следует уточнить значение η_тр.. Если а/ l _тр>3, принимают η_тр=1.

 

Сопротивление растеканию электрического тока через соединительную полосу, Ом,

R_п= 2,1 (ρ/ l_п).

Результирующее сопротивление растеканию тока всего заземляющего устройства, Ом,

R_з= R_тр R_п/(η_п R_тр + η_тр R_п n₁),

 

где η_п – коэффициент экранирования соединительной полосы (табл. 2)

 

Таблица 2. Коэффициенты экранирования соединительной полосы η_п

Отношение расстояния между заземлителями к их длине	Число труб
	0,45	0,36	0,34	0,27	0,24	0,21
	0,55	0,43	0,40	0,32	0,30	0,28
	0,70	0,60	0,56	0,45	0,41	0,37

 

Полученное результирующее сопротивление растеканию тока всего заземляющего устройства сравнивают с допустимым. На плане цеха размещают вертикальные заземлители и соединительную полосу.

 

ЗАДАЧА 3