Расчет заземляющего устройства

Цели:

1. Научиться рассчитывать заземляющее устройство цеховых подстанций.
2. Закрепить пройденный материал.
3. Уметь пользоваться справочной литературой.
4. Учиться ответственности за правильность расчетов и выбора.

 

Технические средства: справочники, калькулятор.

 

Ход занятия:

1. Организационные моменты.
2. Повторение теоретического материала.
3. Выдача индивидуальных заданий.
4. Защита выполненной работы.

 

Теоретические сведения

При прикосновении человека к токоведущим частям электрической установки, находящимся под напряжением, или к металлическим частям, которые оказываются под напряжением вследствие пробоя или неисправности изоляции, может произойти поражение человека электрическим током.

Для исключения случайного прикосновения человека к голым токоведущим частям устанавливают ограждения или располагают токоведущие части на определённой высоте.

Чтобы обеспечить безопасность людей, работающих на установках напряжением до 1000В и выше, необходимо сооружать заземляющие, или зануляющие, устройства и заземлять, или занулять металлические части электрического оборудования и электрических установок. Заземляющие, или зануляющие, устройства должны удовлетворять требованиям, обусловленным режимом работы сетей и защиты от перенапряжений.

Приведём основные термины, встречающиеся при расчётах и устройстве заземлений и занулений в электрических установках.

Заземлителем называется металлический проводник или группа проводников (электродов), находящихся в соприкосновении с землёй.

Заземляющими проводниками называются металлические проводники, соединяющие заземляющие части электрической установки с заземлителем. Заземление какой-либо части установки есть преднамеренное электрическое со единение её с заземлителем.

Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Сопротивлением заземляющего устройства называется сумма сопротивлений заземлителя (относительно земли) и заземляющих проводников.

Сопротивление, которое оказывает заземлитель на участке растекания тока, называется сопротивлением растекания.

Схема зануления в сетях с глухозаземлённой нейтралью:

 

0Й ПРОВ

Сопротивление защемляющего устройства нормируются: а) в сети U до 1000В U       В R       Ом б) в сети U выше 1000В R3 0,5 Ом

 

 

Схема заземления в сетях с изолированной нейтралью:

а) в сети до 1000В R3 4Ом б) в сети выше 1000В

Приложение

1. Сопротивление заземляющего устройства, R₃, Ом

где U₃- напряжение на заземлителе,В;

U₃-= 250В, если защищаемая сеть выше 1000В;

U₃= 125В, если защищаемая сеть ниже или ниже и выше одновременно 1000В;

I₃- ток растекания через заземлитель в землю,А

В дальнейших расчетах берем 4 Ом, т.к. сопротивление превышает нормированное

2. Сопротивление искусственных заземлителей, с учетом естественных

где Re- сопротивление металлоконструкций цеха, Ом

3. Расчетное сопротивление грунта,r_расч,Ом*м

r_расч=r_из*y

где r_из- величина удельного сопротивления грунта;

y - коэффициент повышения сопротивления, зависит от состояния грунта во время замеров и от выпавших осадков;/таб 16/

y₁ – минимальное значение – грунт сырой;

y₂- среднее значение – грунт средней влажности;

y₃-максимальное значение – грунт сухой.

r_расч=10000*1,5=15000 Ом*см

4. Сопротивление одиночного заземлителя, R0, Ом

Rотр=0,00325*rр

 

В расчете использованы упрощенные формулы

Ом×м

 

Песок.................................................... 700

Супесок................................................ 300

Суглинок.............................................. 100

Глина.................................................... 40

Садовая земля...................................... 40

Чернозем............................................... 20

Торф...................................................... 20

 

 

Таблица №16- Удельное сопротивление почвы

Характер грунта	Глубина заложения, м	Расчетные коэффициенты
y1	y2	y3
Суглинок	0,8-3,8	2,0	1,5	1,4
Садовая земля (0,6м), ниже слой глины	0-3	-	1,32	1,2
Гравий с примесью глины, ниже глина	0-2	1,8	1,2	1,1
Известняк	0-2	2,5	1,51	1,2
Гравий с примесью песка	0-2	1,5	1,3	1,2
Торф	0-2	1,4	1,1	1,0
Песок	0-2	2,4	1,56	1,2
Глина	0-2	2,4	1,36	1,2

 

Таблица №17- Коэффициент экранирования

 

Число трубчатых заземлителей	Коэффициент экранирования hпри отношении расстояния между трубами к их длине (a/l)
Трубы размещены в ряд	Трубы размещены по контуру
	0,87	0,8	0,68	-	-	-
	0,83	0,7	0,55	0,78	0,67	0,59
	0,77	0,62	0,47	0,72	0,60	0,43
	0,75	0,60	01,40	0,71	0,59	0,42
	0,73	0,58	0,30	0,68	0,52	0,37
	-	-	-	0,64	0,48	0,33
	-	-	-	0,61	0,44	0,30
	-	-	-	0,60	0,43	0,28

 

для прутка Rопр=0,00227r

уголка – Rоу=0,0034r

трубы – Rотр=0,00325r

Rотр=0,00325*15000=49Ом

5. Количество заземлителей, n, шт

где h - коэффициент экранирования/табл 17/

Трубы размещаем по периметру подстанции через 2,5 м, а не вошедшие в периметр размещают внутри, соединяя в виде сетки, для выравнивания потенциала.

 

Контрольные вопросы:

1. Перечислить естественные и искусственные заземлители.
2. Что называется заземляющим устройством.
3. В каком случае применяют выносное, и в каком контурное заземление.
4. Как нормируется сопротивление заземляющего устройства в сетях Uдо 1000В с глухозаземленной нейтралью.

 

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

 

 

Приложение 1