Допустимые значения сопротивления заземляющих устройств

Характеристика электроустановок

Наибольшие допустимые значения сопротивления R3, Ом

Электроустановки напряжением выше 1000В с эффективно заземленной нейтралью   Электроустановки напряжением выше 1000В сети с изолированной нейтралью   При одновременном использовании заземлителя для электроустановок до выше 1000Всети с изолированной нейтралью   Электроустановки напряжением до1000В сети с изолированной нейтралью   То же, при суммарной мощности питающих генераторов или трансформаторов не более 100 кВА

Примечание: в грунтах с удельным сопротивлением нормируемое сопротивление заземляющего устройства увеличивается в ρ/100 раз.

 

 

фазного провода на заземленный корпус электроуста­новки величина тока замыкания будет определяться только сопротивлением изоляции фаз относительно земли, так как их величина много больше сопротивления заземляющего уст­ройства.

В сетях напряжением выше 1000В с заземленной нейт­ралью замыкание на заземленный корпус приводит к сраба­тыванию максимальной токовой защиты. В таких сетях за­щитное заземление выполняют в виде заземляющих сеток, что обеспечивает выравнивание потенциалов на поверхности земли.

В сетях с заземленной нейтралью напряжением до 1000 В защитное заземление неэффективно, так как ток замыкамия на землю оказывается здесь недостаточным для срабатыва­ния максимальной токовой защиты.и с уменьшением сопро­тивления заземлителя возрастает. В таких сетях защита от замыкания фазы на корпус достигается устройством зануления.

Таким образом, защитное заземление применяется в се­тях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и в сетях напряжением выше 1000 В как с изолированной, так и заземленной нейтралью.

Согласно ГОСТ 12.1.030—81 защитному заземлению под­лежат электроустановки:

1) при номинальном напряжении 380 В и выше перемен­ного тока и 440 В и выше постоянного тока — во всех слу­чаях;

2) при номинальном напряжении от 42 до 380 В перемен­ного тока и от 110 до 440 В постоянного тока — при работах в условиях с повышенной опасностью и особо опасных;

3) независимо от величины 'напряжения питания — во взрывоопасных помещениях.

Заземляющее устройство состоит из заземляющих про­водников и заземлитслей.

Заземляющие проводники электрически связывают металлические корпуса заземляемых частей электроустановка с заземлителем. В качестве заземляющих проводников мо­гут быть использованы:

специально предусмотренные для этой цели проводники;

металлические конструкции зданий (фермы, колонны и т. п.);

арматура железобетонных строительных конструкций и фундаментов;

 

 

Тип заземлителя	Схема	Расчетная формула	Условия применения
Трубчатый или стержневой у поверхности земли			Для уголка шириной bу принимается d=0,95 bу
То же, в земле
Протяженная полоса или круглая стель на поверхности земли			Для полосы шириной bп принимается d=0,5 bп
Протяженная горизонтальная полоса в земле

 

Таблица 2

Формулы для вычисления сопротивления растеканию одиночных заземлителей

 

Примечание: все размеры даны в м, ρ - Ом∙м; R- Ом.

 

металлические конструкции производственного назначе­ния (подкрановые пути, шахты лифтов и подъемников, об­рамление каналов и т. п.);

стальные трубы электропроводок;

алюминиевые оболочки кабелей.

Заземляющие проводники специального назначения про­кладываются по конструкциям зданий открыто, в легко до­ступных для осмотра местах; к оборудованию они присоеди­няются сваркой или болтами, а к заземлителю (под зем­лей) — только сваркой.

Заземлитель — это металлический проводник или груп­па проводников, находящихся в непосредственном соприкос­новении с землей. Различают искусственные и естественные заземлители.

Искусственные заземлители предназначаются исключи­тельно для целей заземления и выполняются в виде верти­кально погруженных стальных труб, уголков, стержней, сваренных по верхним концам горизонтальной соединительной полосой.

В агрессивных почвах, где заземлители подвергаются усиленной коррозии, их выполняют из меди, омедненного или оцинкованного металла. Обычно длина вертикальных электродов составляет 2,5—4,0 м.

Однако в плохо проводящих грунтах часто приходится устраивать глубинные заземлители — стальные стержни дли­ной 10—12 м in более, которые позволяют достигнуть слоев земли с хорошей проводимостью. Такие заземлители приме­няются, в частности в песчаных грунтах.

Естественные заземлители — это находящиеся в земле металлические предметы иного назначения. Из соображений экономии металла их следует максимально использовать.

Естественными заземлителями могут служить:

проложенные в земле водопроводы и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывчатых газов или смесей;

обсадные трубы скважин;

подземные металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений;

свинцовые оболочки проложенных в земле кабелей (алю­миниевые оболочки использовать не допускается, так как алюминий в почве окисляется, а окись алюминия является изоляцией);

 

рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднаме­ренного устройства перемычек между рельсами.

РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

Расчет защитного заземления имеет целью определить основные параметры заземления — число, размеры и разме­щение вертикальных электродов, а также длину горизон­тальных соединительных шин, при которых общее сопротив­ление растеканию тока не превысит регламентированных ПУЭ значений.

Омическое сопротивление заземляющего устройства скла­дывается из сопротивления заземляющих проводников, заземлителя и переходного сопротивления между заземлителем.и грунтом (или сопротивления растеканию).

Два первых слагаемых по сравнению с третьим пренеб­режимо малы и в расчетах не учитываются.

Сопротивление растеканию зависит от размеров зазем-литслей, глубины их заложения, удельного сопротивления почвы, размещения и числа одиночных заземлителей в груп­повом.

Сопротивление растеканию одиночных заземлителей наи­более распространенных форм рассчитывается по формулам, приведенным в табл. 2.

В этих формулах ρ — расчетное удельное сопротивление грунта, т. е. сопротивление куба грунта с ребром длиной 1 м. Удельное сопротивление ρ имеет размерность (Ом • м).

Значение р земли колеблется в широких пределах: от де­сятка Ом-м до десятков тысяч Ом • м и зависит от многих факторов: влажности грунта, его состава и структуры, степени уплотненности, а также от времени года.

Род грунта непосредственно не оказывает влияния на его удельное сопротивление, поскольку сухой грунт любого рода практически не проводит тока. Однако различные грунты содержат неодинаковое количество растворимых веществ, обладают различной дисперсностью, имеют различную спо­собность удерживать свободную воду и поэтому, будучи увлажненными, оказывают различное сопротивление элек­трическому току (табл.3).

Влияние времени года на сопротивление грунта связано с изменением атмосферных условий.

В весенние и осенние месяцы дожди и тающий снег резко

 

 

увеличивают содержание влаги в почве, что приводит к уменьшению удельного сопротивления грунта.

Зимой и летом происходит увеличение удельного сопротивления грунта: зимой вследствие замерзания, а летом — испарения влаги. Причем более высокие значения ρ грунта наблюдаются зимой.

Таблица 3