Схема защитного заземления электротехнической установки приведена
на рис. 3.
Рис. 3. Схема защитного заземления электротехнической установки:
1 – заземляемое обрудование; 2 – искусственный заземлитель; 3 – заземляющий проводник
Схема искусственного заземляющего устройства приведена на рис. 4.
Рис. 4. Схема искусственного защитного заземления: 1 – заземляемая электротехническая установка, 2 – заземляющий проводник, 3 – заземляющая магистраль (шина), 4 – вертикальный заземлитель.
Расчёт сопротивления искусственного защитного заземления будет
считаться выполненным правильно, если его величина R не будет превышать
установленных нормативных значений (ГОСТ 12.1.038-81, ПУЭ), табл. 6.
Методика расчёта включает несколько этапов:
1. Определяют величину сопротивления одиночного вертикального заземлителя RB по формуле:
RB = {ρрасч. [ℓn 2 l / d + ½ ℓn (4t + 1) /(4t - 1)]} / 2π l, Ом (1)
где l – длина вертикального заземлителя, м,
d – диаметр вертикального заземлителя, м (для уголка с шириной полки
b, d = 0,5 b).
Расчётное сопротивление грунта ρрасч. находят по формуле:
ρрасч. = ρуд. φ, Ом ×м (2)
где ρуд. – удельное сопротивление грунта, Ом×м (табл. 2)
φ – климатический коэффициент (табл. 3).
Заглубление заземления t вычисляют по формуле:
t = t0 + 0,5· l, м (3)
где t0 – глубина траншеи, в которую забиваются вертикальные заземлители, м.
Конкретные значения величин, входящих в формулы, принимают с учётом номера варианта, задаваемого преподавателем, согласно табл. 7.
Найденное значение сопротивления защитного заземления RВ сравнивают с допустимым (табл. 6) и делают вывод об обеспечении или необеспечении надёжной защиты персонала от поражения электрическим током с использованием одиночного вертикального заземлителя в случае короткого замыкания на корпус электроустановки.
2. В том случае, когда защита с помощью одиночного вертикального заземлителя не обеспечена, определяют необходимое число вертикальных заземлителей n по формуле:
n = RB / RЗ ηВ (4)
где RЗ – допустимое значение сопротивления защитного заземления, Ом
(табл. 6).
ηВ – коэффициент использования вертикальных заземлителей, зависящий от отношения расстояния между вертикальными электродами А к их длине l (принимают в диапазоне от 1 до 3) и от варианта исполнения заземления: «в ряд» или «по контуру».
Порядок расчёта n:
1) принять ηВ = 1 и найти n из формулы (4);
2) по найденному числу n из табл. 4 методом интерполяции определить
уточнённое значение ηВ;
3) подставить определённое из табл. 4 значение ηВ в формулу (4) и определить окончательное число вертикальных заземлителей n;
4) округлить полученное значение n до большего целого числа (например,
n = 3,25, принять n = 4).
Рассчитанное количество заземлителей забивают в подготовленную
траншею вертикально через определённое расстояние и соединяют их все
между собой горизонтальным электродом (полосой или прутком) длиной L
соответствующего сечения.
3. Определяют сопротивление горизонтального электрода по формуле
RП = ρрасч. / 2πL ×ℓnL2 / d1t (5)
где: L – длина _полосы, м определяется по формулам:
– при размещении в ряд
L = (1 ÷ 3)l × (n -1) (6)
– при размещении по контуру
L = (1÷3)l × n, (7)
где: ρрасч. определяется по формуле (2) с учётом грунта (табл. 2) и длины
полосы (табл. 3)
d1 – диаметр горизонтального электрода, м (для полосы d1 = 0,5b, где b –
ширина горизонтальной полосы, м).
4. Определяют величину общего расчётного сопротивления заземляющего
устройства по формуле
Rобщ. = RB×RЗ / (RB×ηГ + RП×ηВ×n) (8)
где ηГ – коэффициент использования горизонтального электрода (табл. 5).
Найденную величину общего расчётного сопротивления заземляющего устройства Rобщ. сравнивают с допустимым (нормируемым) значением RЗ (табл. 6) и делают вывод о надёжности защиты персонала от поражения электрическим током в случае замыкания на корпус электроустановки.
В том случае, если Rобщ. будет превышать значение RЗ, следует по указанию преподавателя повторить расчёт, изменив исходные данные.
Защита персонала при замыкании на корпус электроустановки, имеющей защитное заземление, будет надёжно обеспечена, когда рассчитанная величина общего сопротивления защитного заземления не превышает нормированного значения.
