ИССЛЕДОВАНИЕ И РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Цель работы:
1. Расчет и исследование сопротивления одиночных заземлителей и оценка удельного сопротивления грунта растеканию электрического тока.
2. Расчет защитного заземления электроустановки.
Электрические установки, используемые в промышленности, подразделяются на две большие группы: электроустановки с глухозаземленной нейтралью и установки с изолированной нейтралью (рис. 11.2 и 11.3).
Защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением в результате аварии.
Защитное зануление - преднамеренное соединение с нулевым проводом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением в результате аварии.
Перечень частей электроустановок, подлежащих заземлению или занулению, приведены в прил. 11.I.
Для выполнения своих функций защитное заземление должно обладать достаточно малым сопротивлением, чтобы при повреждении изоляции ток, протекающий через случайно прикоснувшегося к корпусу электроустановки человека, не достиг опасной для жизни человека величины.
Величина допустимого сопротивления заземляющих устройств электроустановок нормируется «Правилами устройства электроустановок».
Некоторые значения допустимых сопротивлений заземлений представлены в прил. 11.2.
Заземляющие устройства – это совокупность заземлителя и заземляющих проводников.
Заземлителями называются металлические электроды (стержни, трубы, уголковая и полосовая сталь), находящиеся в непосредственном соприкосновении с землей и предназначены для стекания с них электрического заряда.
Заземляющие проводники – электропроводные элементы, предназначенные для соединения заземленных частей электроустановок с заземлителем.
Для заземления электроустановок рекомендуется, в первую очередь, использовать естественные заземлители. Если они имеют сопротивление растеканию тока, удовлетворяющие требованиям ПУЭ, то устройство искусственных заземлителей не требуется.
Не допускается использовать в качестве естественных заземлителей алюминиевые оболочки кабелей, алюминиевые трубы, чугунные трубопроводы, временные трубопроводы и трубопроводы, по которым перекачиваются горючие и взрывоопасные жидкости и газы.
В качестве искусственных заземлителей применяются стальные трубы длиной 2-10 м, диаметром 50÷80 мм, стальные стержни диаметром 10÷16 мм или уголковая сталь с толщиной стенки не менее 4 мм. Верхние концы стационарных вертикальных заземлителей должны быть заглублены на 0,5÷0,8 м от поверхности земли.
Каждый тип одиночного заземлителя характеризуется удельным сопротивлением растеканию тока. Формулы для расчета удельного сопротивления отдельных видов одиночных заземлителей приведены в прил. 11.4.
Обычно одного вертикального электрода – заземлителя бывает недостаточно для обеспечения требуемого сопротивления растеканию тока (прил. 11.2), поэтому применяют несколько электродов, соединенных между собой при помощи сварки стальной полосой, сечением не менее 48 мм2 (прил. 3) (комбинированное заземление).
Расстояние между электродами при этом принимается кратным 1, 2 или 3-м длинам электродов.
Относительно защищаемой установки заземлители могут располагаться по контуру (контурное заземление), либо в один ряд (выносное заземление). Пример выполнения заземления показан на рис. 11.2 и 11.3.
Под общим сопротивлением заземления понимается суммарное сопротивление протекающему электрическому току корпуса, соединительной полосы, заземлителей и грунта.
Величины сопротивления заземления в основном зависят от сопротивления прохождения тока в прилегающих к заземлителям слоях грунта, конструкции заземлителей и их взаимного расположения.
Сопротивление грунта определяется величиной его удельного сопротивления и зависит от его состава и влажности (прил. 11.5).
Под удельным электрическим сопротивлением грунта принимается сопротивление куба с ребром 1 м, единица измерения Ом/м.
При проектировании заземляющих устройств необходимо в качестве расчетного брать возможное наибольшее в течение года значение удельного сопротивления земли, т. е. ориентироваться на худший случай. Однако измерение удельного сопротивления грунта в самое неблагоприятное время и при наиболее неблагоприятных условиях встречает на практике серьезные затруднения. Эти измерения производятся, как правило, в теплое время года и поэтому измеренное удельное сопротивление необходимо умножать на коэффициент сезонности (Y), учитывающий возможное изменение сопротивления в течение года и увлажненности земли во время измерений (прил. 11.6).
 | |||
 | |||
а)
|
Рис. 11.8. Схемы заземления: а) вертикальные электроды размещены в ряд;
