Нормирование параметров защитного заземления

 

Защитное заземление предназначено для обеспечения безопасности человека при прикосновении его к нетоковедущим частям оборудования, случайно оказавшимся под напряжением, а также при воздействии напряжения шага. Эти величины не должны превосходить длительно допустимых

U_пр £ U_{пр д.д.};

U_ш £ U_{ш д.д.}

В ПУЭ нормируются сопротивления заземления в зависимости от напряжения электроустановок.

В электроустановках напряжением до 1000 В сопротивление заземляющего устройства должно быть не выше 4 Ом; если же суммарная мощность источников не превышает 100 кВ·А, сопротивление заземления должно быть не более 10 Ом.

В электроустановках с напряжением электросети U > 1000 В с силой тока замыкания I < 500 А допускается сопротивление заземления

R_З £ 250 / I_З,

но не более 10 Ом.

Если заземляющее устройство используется одновременно для электроустановок напряжением до 1000 В и выше, то

R_З £ 125 / I_З,

но не выше нормы электроустановки U < 1000 В (4 или 10 Ом).

В электроустановках с силой тока замыкания I_З > 500 А R_З £ 0,5 Ом.

 

Порядок расчёта защитного заземления

 

Расчёт заземления сводится к определению числа заземлителей и длины соединительной полосы исходя из допустимого сопротивления заземления. Расчёт выполняется в следующем порядке.

1. Выбирается вид заземлителя, его размеры и размеры соединительной полосы (диаметр и длина трубы, сечение соединительной полосы).

2. Выбирается значение удельного сопротивления грунта, соответствующее или близкое по значению удельному сопротивлению грунта в заданном районе размещения проектируемого заземления (прил. 2). При расчёте также можно использовать данные, полученные при измерении удельного сопротивления грунтов.

3. Определяется значение электрического сопротивления растеканию тока в землю с одиночного заземлителя по формуле

,

где r - удельное сопротивление грунта, Ом × м;

- длина заземлителя, м (рис. 7);

t - расстояние от поверхности грунта до середины заземлителя, м,

t = h + 0,5 , где h - глубина заложения заземлителя в грунт, м;

К_с - коэффициент сезонности, вводится в расчёт для приведения выбранного значения удельного сопротивления грунта к условиям наихудшей его проводимости в наиболее сухое время года (прил. 2);

d - диаметр заземлителя, м.

4. Рассчитывается число заземлителей без учёта взаимных помех, оказываемых заземлителями друг на друга, так называемого явления взаимного "экранирования"

,

где R_З.Н - нормируемое (допустимое) сопротивление всей системы заземления по ПУЭ.

5. Рассчитывается число заземлителей с учётом коэффициента экранирования

,

где h_э - коэффициент экранирования, выбираемый в зависимости от вида заземления, числа заземлителей и расстояния a между соседними заземлителями (прил. 3).

Расстояние между заземлителями a = (1…3) , м.

6. Определяется длина соединительной полосы, м

= 1,05 n × a.

7. Рассчитывается значение сопротивления растеканию тока с соединительной полосы, Ом

,

где b - ширина соединительной полосы (b = 25 – 60 мм); h - глубина заложения полосы в грунте.

8. Рассчитывается полное значение сопротивления системы заземления, Ом

,

где h_П - коэффициент экранирования полосы, выбираемый из прил. 4.

Расчёт выполнен верно, если полученное значение R_З будет меньше допустимого сопротивления по ПУЭ R_З.Н. В случае необходимости расчёт корректируется.

Варианты заданий представлены в прил. 5.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Безопасная эксплуатация электроустановок: справ. пособие / под общ. ред. Е. Н. Татарова. – Н. Новгород: Вента-2, 1999. – 160 с.

2. ГОСТ 12.1.030-81 Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление.

3. ГОСТ Р МЭК 61140-2000. Защита от поражения электрическим током. Общие положения по безопасности, обеспечиваемой электрооборудованием и электроустановками в их взаимосвязи.

4. ГОСТ Р МЭК 60050-2005. Заземление и защита от поражения электрическим током. Термины и определения.

5. Долин, П. А. Элекробезопасность. Задачник: учеб. пособие / П. А. Долин, В. Т. Медведев, В. В. Корочков. – М.: Гардарики, 2003. – 213 с.

6. Защитное заземление и защитное зануление электроустановок: справочник / В. Д. Маньков, С. Ф. Заграничный. – М.: Политехника, 2006. – 440 с.

7. Иванов, Е. А. Безопасность электроустановок и систем автоматики: учеб. пособие для студентов / Е. А. Иванов, В. Л. Галка, К. Р. Малаян. – СПб.: ЭЛМОР, 2003. – 381 с.

8. Охрана труда: Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок: ПОТ РМ 016-2001, РД 153-34.0-03.150-00: правила вводятся в действие с 1 июля 2001 г. – М.: Инфра-М, 2005. – 152 с.

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

 

 

Приложение 1

Наименьшие размеры стальных заземлителей

Форма заземлителя	Нормируемый параметр	Наименьший допустимый размер
Круглый (пруток)	Диаметр, мм
То же, оцинкованный	Диаметр, мм
Полосовая сталь	Сечение, мм^2, толщина, мм
Угловая сталь	Толщина полок, мм
Стальные трубы	Толщина стенок, мм	3,5

 

 

Приложение 2

 

Приближённые значения удельного сопротивления грунтов, Ом · м

 

Грунт	Пределы значений r, Ом · м	Коэффициент сезонности, Кс
Глина	8 – 70	£ 2,4
Суглинок	40 – 150	£ 2,0
Песок	400 – 700	£ 2,4
Супесок	150 – 400	£1,5
Торф	10 – 30	£1,4
Чернозем	9 – 53	£1,4
Садовая земля	30 – 60	£1,3

 

 

Приложение 3

Значения коэффициента экранирования для заземлителей

Выносное заземление	Контурное заземление
Число заземлителей	Отношение А /	Число заземлителей	Отношение А /
	0,70	0,81	0,87		0,53	0,67	0,76
	0,58	0,74	0,81		0,47	0,62	0,71
	0,53	0,69	0,78		0,43	0,59	0,69
	0,49	0,66	0,76		0,41	0,58	0,67
	0,45	0,63	0,73		0,40	0,56	0,66
	0,42	0,61	0,72		0,37	0,54	0,65
	0,41	0,60	0,71		0,34	0,52	0,63

 

Приложение 4

Значения коэффициента экранирования для соединительной полосы

Выносное заземление	Контурное заземление
Число заземлителей	Отношение А /	Число заземлителей	Отношение А /
	0,70	0,83	0,88		0,33	0,39	0,55
	0,60	0,70	0,78		0,27	0,32	0,44
	0,41	0,55	0,66		0,24	0,30	0,40
	0,31	0,45	0,58		0,22	0,28	0,38
	0,26	0,39	0,52		0,21	0,27	0,37
	0,21	0,36	0,49		0,20	0,26	0,36
	0,20	0,34	0,47		0,197	0,258	0,35
–	–	–	–		0,195	0,25	0,34

 

 

Приложение 5

Таблица вариантов заданий

 

№ варианта	Вид заземления	Длина заземлителя , м	Глубина заложения заземлителя в грунт h, м	Коэффициент сезонности Кс	Удельное сопротивление грунта r, Ом × м
	Выносное	2,5	0,5	1,1
	Выносное	3,0	0,55	1,2
	Выносное	2,6	0,6	1,8
	Выносное	2,7	0,65	2,0
	Выносное	2,9	0,7	1,5
	Выносное	2,8	0,65	1,9
	Выносное	2,5	0,65	1,9
	Контурное	2,9	0,6	1,4
	Контурное	2,7	0,7	2,0
	Контурное	2,6	0,8	2,0
	Контурное	2,5	0,85	1,8
	Контурное	2,75	0,65	1,7
	Контурное	3,0	0,55	1,6
	Контурное	2,8	0,75	1,9
	Выносное	2,5	0,7	1,2
	Выносное	2,7	0,6	1,5
	Выносное	2,6	0,5	1,6
	Выносное	2,8	0,75	2,0
	Выносное	3,0	0,65	1,5
	Выносное	2,9	0,55	1,6
	Выносное	2,7	0,8	1,9
	Контурное	2,6	0,7	1,2
	Контурное	2,8	0,5	1,6
	Контурное	2,5	0,65	1,3
	Контурное	3,0	0,6	1,7
	Контурное	2,75	0,7	1,5
	Контурное	2,7	0,55	1,4
	Контурное	2,9	0,5	2,0

 

Примечание:

· диаметр заземлителя d = 35 – 60 мм;

· ширина соединительной полосы b = 25 – 60 мм;

· допустимое сопротивление системы заземления по ПУЭ R_{з.н .} = 4 Ом.

Безопасность жизнедеятельности. Расчёт системы защитного заземления: методические указания к выполнению практической работы для студентов всех форм обучения всех специальностей – Брянск: БГТУ, 2010. – 20 с.

 

Анатолий Васильевич Тотай

Максим Николаевич Нагоркин

Семён Семёнович Филин

 

 

Научный редактор Р. В. Кареев

Редактор издательства Л. И. Афонина

Компьютерный набор М. Н. Нагоркин

 

Темплан 2010 г., п. 270

Подписано в печать.10.10. Формат 60´84. 1/16. Бумага офсетная. Офсетная печать. Усл. печ. л. 1,16. Уч.-изд. л. 1,16. Тираж 40 экз. Заказ Бесплатно

Брянский государственный технический университет.

241035, Брянск, бульвар 50-летия Октября, 7, БГТУ. 58-82-49.

Лаборатория оперативной полиграфии БГТУ, ул. Институтская, 16.