Задача «расчёт контурного защитного заземления в цехах С электроустановками напряжением до 1000в»

Цель работы: рассчитать результирующее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства и сравнить с допустимым сопротивлением.

Защитное заземляющее устройство, предназначенное для защиты людей от поражения электрическим током при переходе напряжения на металлические части электрооборудования, представляет собой специально выполненное соединение конструктивных металлических частей электрооборудования нормально не находящихся под напряжением, с заземлителями, расположенными непосредственно в земле.

Контурным защитным заземлением называется система, состоящая из труб, забиваемых вокруг здания цеха, в котором расположены электроустановки.

Заземление электроустановок необходимо выполнять:

- при напряжении выше 380В переменного и 440В постоянного тока в помещениях без повышенной опасности, т. е. во всех случаях;

- при номинальном напряжении выше 42В переменного и 110В постоянного тока в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках;

- при любых напряжениях переменного и постоянного тока во взрывоопасных помещениях.

На электрических установках напряжением до 1000В одиночные заземлители соединяют стальной полосой толщиной не менее 4мм и сечением не менее 48мм². Для уменьшения экранирования рекомендуется одиночные заземлители располагать на расстоянии не менее 2, 5 … 3 м один от другого.

Методика расчета.

Варианты заданий

Вариант № фамилии По журналу	Габаритные размеры цеха, м	Удельное сопротивление грунта, Ом · см
Длина, а	Ширина, в
1.	2.	3.	4.

 

1.Сопротивление растеканию тока, Ом, через одиночный заземлитель из труб диаметром 25 … 50мм. R_тр = 0,9 ·(r/l_тр),

 

где r - удельное сопротивление грунта, которые выбирают в зависимости от его типа, Ом×см (для песка оно равно 40 000…70 000, для супеси – 15 000…40 000, для суглинка - 4000…15 000, для глины – 800…7000, для чернозёма - 900…5300); L_mp – длина трубы, 1, 5 … 4м. Принимаем L_mp = 2,75 м. (пример R_тр = 0,9 · (420 / 2,75) = 137,5 (Ом).)

 

2. Затем определяют ориентировочное число вертикальных заземлителей без учёта коэффициента экранирования n = R_тр /r,

где r - допустимое сопротивление заземляющего устройства,4 Ом. (пример n = 137,5 / 4 = 34,4 (шт).)

 

3. Определяем коэффициент экранирования заземлителей: - расстояние между трубами 2, 5 … 3м – принимаем 2, 75м, - длина труб – 2, 75м, - отношение расстояния к длине - 1, - число труб – 34,4» 40 (шт). По табл. 1. выбираем hтр = от 0,38 до 0,44

(3.1.)

Таблица 1. Коэффициенты экранирования заземлителей h_гр

Число труб (угол-ков)	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	hгр	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	hгр	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	hгр
		0,66…0,72		0,76…0,80		0,84…0,86
		0,58…0,65		0,71…0,75		0,78…0,82
		0,52…0,58		0,66…0,71		0,74…0,78
		0,44…0,50		0,61…0,66		0,68…0,73
		0,38…0,44		0,55…0,61		0,64…0,69
		0,36…0,42		0,52…0,58		0,62…0,67

 

4.Число вертикальных заземлителей с учётом коэффициента экранирования

n1 = n / hтр (пример n1 = 34,4/0,38 = 90,4 (шт).)

(3.3.)

5. Длина соединительной полосы, м, l_п = n₁ ·a

где а – расстояние между заземлителями, м.

Если расчётная длина соединительной полосы получилась меньше периметра цеха (задаётся по варианту), то длину соединительной полосы необходимо принять равной периметру цеха плюс 12 … 16 м. После этого следует уточнить значение h_тр. Если а / l _тр >3, принимают h_тр = 1.

(Пример l_n = n₁×a = 90,4×2,75 = 248,7 (м))

Периметр цеха p,м: (Пример р = (а + в)·2 = (72 + 18)·2 = 180 (м).)

Расчетная длина соединительной полосы не менее периметра цеха.

6.Сопротивление растеканию электрического тока через соединительную полосу, Ом.

Rn = 2,1· (p / l n) (Пример Rn = )

(3.5.)

7. Результирующее сопротивление растеканию тока всего заземляющего устройства, Ом.

Rз = Rтр ·Rn / (hn ·Rтр + hтр ·Rn·n1),

(3.6.)

где h_n – коэффициент экранирования соединительной полосы (табл. 2.)

Таблица 2. Коэффициенты экранирования соединительной полосы

Отношение расстояния между заземлителями к их длине	Число труб
	0,45	0,36	0,34	0,27	0,24	0,21
	0,55	0,43	0,40	0,32	0,30	0,28
	0,70	0,60	0,56	0,45	0,41	0,37
Пример Rз =	)

8.Полученное результирующее сопротивление растеканию тока всего заземляющего устройства сравнивают с допустимым. (Пример Вывод: допустимое сопротивление заземляющего устройства на электрических установках напряжением до 1000В равно 3, 2 Ом, что не более 4 Ом. Следовательно, полученное результирующее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства соответствует норме и заземлители установлены правильно).

 

Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы

Основные источники:

1. Быстрицкий Г.Ф. Основы энергетики. М:КНОРУС, 2013г. учебник

2. Рожкова Л.Д., Карнеева Л.К., Чиркова Т.В. Электрооборудование электрических станций и подстанций. ОИЦ "Академия",2010г.

3. В.В. Воскобойников «Устройство и обслуживание оборудования АЭС». ОИЦ "Академия",2010г.

4. Сибикин Ю. Д. Электробезопасность при эксплуатации электроустановок промышленных предприятий [Текст]: учеб., 2010.

Дополнительные источники:

1. Долин П. А. Действие электрического тока на человека и первая помощь пострадавшему. Энергоатомиздат, 2011.

2. Собурь С. В. Пожарная безопасность электроустановок: справочник 2-е изд., доп. (с изм.). - М.: Спецтехника, 2011.

3. Основы электробезопасности [Электронный ресурс]: учеб.- метод. комплекс по дисц. для спец. 140101 - "Тепловые электрические станции" / АмГУ, Эн.ф.; сост. А. Г. Тоушкин. - Благовещенск: Изд-во Амур. гос. ун-та, 2010

4. Охрана труда в электроустановках: учеб. М.: Энергоатомиздат, 2010.

5. Охрана труда: межотраслевые правила по охране труда при эксплуатации электроустановок. – М.: ИНФА – М, 2011.

6. Межотраслевая инструкция по оказанию первой помощи при несчастных случаях на производстве. – М: Изд-во НЦ ЭНАС, 2011.

Интернет-ресурсы:

http://www.iqlib.ru/

http://www.asp-3.electronics.ru/electroapparatura/electroapparatura107.html

http://www.esdr.ru/rubil.html

http://www.esdr.ru/reostat.html

http. electronics.ru/electroapparatura/electroapparatura115.html