Рассчитать систему заземления

Задание. Рассчитать систему заземления по исходным данным, приведенным в табл.2.8.1).

Дано (вариант 1): =0,5 м; t =1,5 м; d =0,1 м; =20 Ом×м; R _доп=4,0 Ом; z =5,0 м; К _c=1,75.

Решение. Для вычисления сопротивления системы заземления в однородном грунте принимаем заземлитель – стержневой круглого сечения (трубчатый) в земле.

 

 

 

1. Определяем сопротивление одиночного заземлителя.

R =0,366 =0,366 Ом. (2.13)

С учетом коэффициента сезонности определяется сопротивление заземлителя в наиболее тяжелых условиях

R ¹= R × К _c=15,17×1,75=26,55 Ом, (2.14)

где К _с – коэффициент сезонности (принимая в качестве расчетной наиболее неблагоприятную величину). К _c=1,75.

2. Определяем потребное количество заземлителей с учетом явления взаимного экранирования R _доп.=4 Ом:

n = »7 шт. (2.15)

3. Рассчитаем сопротивление соединительной полосы

R _n=0,366 Ом

где b – ширина полосы, м; b =0,04 м; h – глубина заложения полосы, м; h =0,5 м.

4. Рассчитываем длину полосы в ряд =1,05 z (n -1).

=1,05×5×6=29,60 м.

5. С учетом коэффициента сезонности определяется сопротивление полосы в наиболее тяжелых условиях

R ¹_n= R _n× К _с=5,56×1,75=9,73 Ом

6. Сопротивление заземления с учетом проводимости соединительной полосы определяется по формуле

R ₃= ,

где h_ТР – коэффициент использования труб (табл. 2.8.2);

h_п – коэффициент использования соединительной полосы (табл. 2.8.3).

Ответ: Система заземления включает 7 одиночных заземлителей, объединённых соединительной полосой. Сопротивление заземляющего контура составляет – 3,27 Ом.

 

 

Таблица 2.8.1

Исходные данные

№ варианта	, м	t, м	d, м	, Ом×м	R доп, Ом	z, м	К c
	0,5	1,5	0,1		4,0	5,0	1,75
	0,5	1,5	0,1		4,0	5,0	1,75
	0,5	1,5	0,1		4,0	5,0	1,75
	0,5	1,5	0,1		4,0	5,0	1,75
	0,6	1,5	0,1		4,0	5,0	1,75
	0,6	1,5	0,1		4,0	5,0	1,75
	0,6	1,5	0,1		4,0	5,0	1,75
	0,7	1,5	0,1		4,0	5,0	1,75
	0,7	1,5	0,1		4,0	5,0	1,75
	0,7	1,5	0,1		4,0	5,0	1,75

 

Таблица 2.8.2

Коэффициент использования труб

 

Заземлители в ряд
Отношение расстояния между электродами к их длине	Число труб n	Коэффициент использования hтр
		0,84–0,87
		0,90–0,92
		0,98–0,95
		0,76–0,80
		0,85–0,88
		0,9–0,92
		0,67–0,72
		0,79–0,88
		0,85–0,88
		0,56–0,62
		0,71–0,77
		0,79–0,83
		0,51–0,56
		0,66–0,73
		0,76–0,80
		0,47–0,50
		0,65–0,70
		0,74–0,79

 

Таблица 2.8.3

 

Коэффициенты использования соединительной полосы (h _n)

 

Отношение расстояний между вертикальными электродами к их длине	Число вертикальных электродов в ряд
	0,85	0,77	0,72	0,62	0,42	–	–	–
	0,94	0,80	0,84	0,75	0,56	–	–	–
	0,96	0,92	0,88	0,82	0,68	–	–	–

Рассчитать систему зануления

Задание. Рассчитать систему зануления. Исходные данные принимаем по табл. 2.9.1.

Дано (вариант 1): Коэффициент надежности k =3; мощность электродвигателя P _э=15×10³ Вт; длина провода в пределах участка =50 м; фазное напряжение U _ф=220 В; диаметр провода в подводящем кабеле D =6×10^{-3 м; удельное сопротивление алюминиевого проводника} r_пров=2,53×10^-8 Ом×м; удельное сопротивление стали r_ст.=1×10^-7 Ом×м; нулевой проводник – труба.

Решение

1. Определяем номинальный ток электродвигателя

I _н = = А, (2.16)

I _пуск. = 3 I _н=3×22,7=68,1 А, (2.17)

I _к.з. = 1,5 I _пуск.= 1,5×68,1=102,15 А. (2.18)

2. Рассчитываем активное сопротивление алюминиевых проводов

R _ф=r_пров. / S ₌ Ом, (2.19)

где S = pD ²/4 = (3,14×36×10^-6)/4»2,8×10^{-5 м2} - площадь сечения кабеля, м².

3. Вычисляем активное сопротивление нулевого проводника:

R _н= = Ом (2.20)

4. Рассчитываем площадь поперечного сечения трубы:

 

= м² . (2.21)

5. Определяем сопротивление взаимоиндукции между проводами

X _п= p ln(2d/ D)= Ом, (2.22)

где m₀=4p10^-7 - абсолютная магнитная проницаемость вакуума, Гн/м; d - расстояние между проводами (»5 мм), м; w=2p f =2×3,14×50=314 рад/с - циклическая частота.

6. Вычисляем полное сопротивление петли «фаза-нуль»:

Z _п= = Ом. (2.23)

7. Определяем ток короткого замыкания

I _к.з= = А. (2.24)

8. Определяем соответствие условию I _к.з. ³ k I _н; 90,65 ³ 3×22,7.

Ответ: Принимаемая система зануления удовлетворяет условию 90,65 ³ 3×22,7.

Если условие не выполняется, то оборудование нельзя будет использовать, в виду частого ложного срабатывания автомата.