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 1n= 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 hТР – коэффициент использования труб (табл. 2.8.2);
hп – 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 rпров=2,53×10-8 Ом×м; удельное сопротивление стали rст.=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=rпров. / 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.
