Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Практична робота № 6
Тема: Розрахунок захисного заземлення
Мета: навчитися розраховувати електричне заземлення виховати моральну, розумову, практичну і психологічну підготовку до праці, розкрити в кожному з студентів індивідуальні задатки, нахили і здібності; розвивати логічне мислення, уміння робити висновки.
Короткі теоретичні відомості.
Захисне заземлення – це навмисне електричне з’єднання із землею або з її еквівалентом металевих нормально не струмопровідних частин, які можуть опинитися під напругою. Призначення захисного заземлення полягає в тому, щоб у випадку появи напруги на металевих конструктивних частинах електроустаткування забезпечити захист людини від ураження електричним струмом при її доторканні до таких частин.
Принцип дії захисного заземлення в мережах з ізольованою нейтраллю полягає в зменшені до безпечних значень напруги доторкання та кроку, зумовлених замиканням на корпус. Це досягається зменшенням потенціалу на корпусі заземленого устаткування, а також вирівнюванням потенціалів, тобто підвищенням потенціалу основи до потенціалу заземленого устаткування.
В електроустановках напругою вище 1000 В з ефективно заземленою нейтраллю замикання на корпус завдяки наявності захисного заземлення перетворюється на коротке замикання. При цьому спрацьовує максимальний струмів захист і пошкоджена ділянка електроустановки вимикається.
Заземлювальним пристроєм називають сукупність конструктивно об’єднаних заземлювальних провідників та заземлювача. Заземлювач – провідник або сукупність електрично з’єднаних провідників, які перебувають у контакті із землею, або її еквівалентом. Заземлювачі бувають природні та штучні. Як природні заземлювачі використовують електропровідні частини будівельних і виробничих конструкцій, а також комунікацій, які мають надійний контакт із землею (водогінні та каналізаційні трубопроводи, фундаменти будівель і т.п.). Для штучних заземлювачів використовують сталеві труби діаметром 35 – 50 мм (товщина стінок не менше 3,5 мм) та кутники (40×40 та 60×60 мм) довжиною 2,5 – 3,0 м, а також сталеві прути діаметром не менше ніж 10 мм та довжиною до 10 м. В більшості випадків штучні вертикальні заземлювачі знаходяться у землі на глибині h = 0,5 – 0,8 м . Вертикальні заземлювачі з’єднують між собою штабою з поперечним перерізом не менше ніж 4×12 мм або прутком з діаметром не менше ніж 6 мм за допомогою зварювання. Приєднання заземлювального провідника до корпуса устаткування здійснюється зваркою або болтами.
Рис.1 Схема розташування заземлювачів. 1 – заземлювачі, 2 – заземлювальний провідник.
Завдання. Розрахувати систему штучного заземлення . Контур заземлення повинен складатись із заземлювачів – сталевих стержнів довжиною l, діаметра d, занурених в землю на глибину H0, зварених між собою за допомогою сталевої смуги шириною b. Нормоване значення опору заземлення rН = 4 Ом (згідно з “Правилами улаштування електроустановок ПУЕ-2009“). Вихідні дані наведено в таблиці 1. Номер варіанта визначається за номером студента в списку групи.
Методика розрахунку електричного заземлення
Метою розрахунків є визначення кількості вертикальних заземлювачів, довжини з’єднувальної смуги та їх розміщення. При цьому враховують можливість використання природних заземлювачів.
Головною умовою розрахунку є: ,
де RЗАЗ – опір заземлення, тобто опір розтіканню струму в землі від заземлюючого пристрою.
Якщо здійснюється підключення штучного заземлення до природного, то опір заземлення в розрахунках приймається як паралельне з’єднання опорів:
.
В залежності від типу ґрунту, в якому буде розташовано заземлення, визначають його питомий опір (табл.2).
В деяких випадках можливе врахування сезонних змін питомого опору ґрунту:
,
де ρтаб – табличне значення питомого опору ґрунту за табл. 2;
Kсез – коефіцієнт сезонного коливання питомого опору ґрунту.
Для зменшення сезонних коливань опору заземлювачі забивають (закладають) якомога глибше. Питомий опір ґрунту є найважливішим параметром, що визначає значення опору заземлювального пристрою. Тому при укладанні заземлювачів в піщаних, кам'янистих ґрунтах необхідно застосовувати заходи, що знижують питомий опір ґрунтів. Наприклад, можна збільшити електропровідність ґрунту, якщо навколо заземлювача в радіусі більше 0,5 м замінити ґрунт дрібнозернистим, більш гігроскопічним (глиною, жирним чорноземом, суглинком) чи додати до ґрунту кам'яновугільний шлак, деревне вугілля, золу, сажу, сіль. Крім того, місце установки заземлювача можна поливати водою чи розчинами солей хлористого натрію чи кальцію, розчинами мідного або залізного купоросу.
Заземлення розраховують в такій послідовності.
1. Визначаємо опір одного електрода (стержня).
, (1)
де: RСТ – опір розтіканню струму від стержня, Ом; – питомий опір ґрунту, Ом м;
l – довжина стержня чи кутника, м; d – діаметр стержня, м; Н – глибина закладання стержня – відстань від поверхні землі до середини стержня, м:
H = H0 + 0,5 l.
2. Визначаємо необхідну кількість електродів (стержнів).
де: rН – нормоване значення опору контурного заземлення.
ηст – коефіціент взаємного екранування, який приймається в залежності від відношення відстані між стержнями а до їх довжини l ( ηст = 0,45...0,6 ).
3. Визначаємо довжину горизонтальної полоси. що з′єднує вертикальні електроди.
L = 1,05 · a · (n – 1),
де а = 2 · l. – відстань між стержнями
4. Визначаємо загальний опір з′єднувальної полоси.
5. Визначаємо опір групового контурного заземлювального пристрою.
де: ηп – коефіціент, який враховує взаємоекранування стержнів зі зєднувальною полосою
(ηсм = 0,8...0,9);
ηс - коефіціент, який враховує взаємоекранування стержнів (ηсм = 0,75...0,8).
6. Зробити висновок.
Таблиця 1
Вихідні дані для завдання
|
№ вар. |
Тип ґрунту |
Коефіцієнт сезонності KСЕЗ |
Довжина стержнів l, м |
Діаметр стержнів d, м |
Глибина закладання H0, м |
Ширина смугової сталі b, м |
|
1 |
Пісок |
2,0 |
2,0 |
0,02 |
0,4 |
0,04 |
|
2 |
Чорнозем |
1,5 |
2,3 |
0,032 |
0,6 |
0,10 |
|
3 |
Суглинок |
1,6 |
2,5 |
0,038 |
0,5 |
0,04 |
|
4 |
Глина |
1,1 |
2,8 |
0,050 |
0,8 |
0,10 |
|
5 |
Пісок |
2,0 |
3,0 |
0,038 |
0,7 |
0,04 |
|
6 |
Чорнозем |
1,5 |
3,2 |
0,025 |
0,4 |
0,10 |
|
7 |
Суглинок |
1,6 |
3,5 |
0,032 |
0,5 |
0,04 |
|
8 |
Глина |
1,1 |
3,7 |
0,038 |
0,6 |
0,10 |
|
9 |
Пісок |
2,0 |
4,0 |
0,025 |
0,7 |
0,04 |
|
10 |
Чорнозем |
1,5 |
2,0 |
0,050 |
0,8 |
0,10 |
|
11 |
Суглинок |
1,6 |
2,3 |
0,22 |
0,4 |
0,04 |
|
12 |
Глина |
1,1 |
2,5 |
0,032 |
0,5 |
0,10 |
|
13 |
Пісок |
2,0 |
2,8 |
0,038 |
0,6 |
0,04 |
|
14 |
Чорнозем |
1,5 |
3,0 |
0,050 |
0,7 |
0,10 |
|
15 |
Суглинок |
1,6 |
3,2 |
0,038 |
0,8 |
0,04 |
Таблиця 2
Питомий опір ґрунтів і води
|
Ґрунт |
Питомий опір, 102 Ом∙м |
Ґрунт, вода |
Питомий опір, 102 Ом∙м |
|
Пісок |
7 (4–10) |
Глина |
0,4 (0,08–0,7) |
|
Супісок |
3 (1,5–4) |
Торф |
0,2 (0,05–0,3) |
|
Чорнозем |
2 (0,096–5,3) |
Вода річкова |
0,5 (0,1–0,8) |
|
Суглинок |
1 (0,4–1,5) |
Вода морська |
0,01 (0,002–0,01) |
Примітка: в дужках показані значення сезонних коливань внаслідок вологості.
Питання для самоконтролю
1. Яке призначення захисного заземлення?
2. Які вимоги до захисного заземлення?
3. Які бувають заземлювачі?
4. Що використовують в якості природних заземлювачів?
5. Що таке заземлювальний пристрій і заземлювач?
Література
1. Протоєрейський О.С. Запорожець О.І. Охорона праці в галузі. – К.: НАУ, 2005. – 268 с.
2. ПУЕ:2009 Правила улаштування електроустановок.
3. ДБН В.2.5-23-2003 Проектування електрообладнання об'єктів цивільного призначення.
4. ДНАОП 0.00-1.32-01 Правила будови електроустановок. Електрообладнання спеціальних установок
PAGE 3
2
l
Н0
Н
L
а
d