Расчёт заземляющего устройства

 

С целью, повышения безопасности обслуживания электроустановок и для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении

изоляции используют заземляющее устройство.

Заземление какой-либо части электроустановки – преднамеренное соединение её с заземляющим устройством с целью сохранения в ней низкого потенциала и обеспечение нормальной работы системы или её элементов в выбранном режиме.

Исходные данные:

Климатическая зона – I; [1, с. 90]

Грунт – суглинок;

Зимой – (-18ºС);

Летом – (+18ºС);

Электроды - вертикальный, стальной уголок 50х50х5;

Длина - L=2,5 м;

Горизонтальный – полоса 40х4 мм.

Заземляющий контур будем выполнять по периметру цеха на расстоянии 1 метр от фундамента во внешнею сторону.

Электроды заземляем на 0,7 метра от поверхности земли.

Зададимся расстоянием между соседними вертикальными электродами α=5 м.

Определяем расчетное сопротивление одного вертикального электрода:

 

r_в=0,3 ∙ ρ ∙ К_{сез. в.}, (10.1)

 

где ρ – удельное сопротивление грунта, Ом ∙м;

К_{сез. в.} – коэффициент сезонности вертикального;

 

r_в=0,3∙100∙1,9=57 Ом.

 

В соответствие с ПЭУ требуется сопротивление заземляющего устройства:

 

R_з.у.≤4 Ом , (10.2)

 

Определяется количество вертикальных электродов:

· без учета экранирования (расчетное)

 

, (10.3)

 

где r_в – расчетное сопротивление одного вертикального электрода, Ом;

R_з.у – сопротивление заземляющего устройства, Ом;

N^/_в.р – количество электродов без учета экранирования, шт;

 шт. электродов. Принимаем N^/_в.р.=15;

· с учетом экранирования

 

, (10.4)

 

где N_в.р. – количество электродов с учетом экранирования, шт;

N^/_в.р - количество электродов без учета экранирования, шт;

η_в. – коэффициент использования электрода;

 

 шт. электродов.

 

Принимаем N_в.р.=22.

 

Размещается ЗУ на плане рисунок 3 и уточняются расстояния, наносятся на план.

Так как контурное ЗУ закладывается на расстоянии не менее 1м.

Определим длину полосы, соединяющей контур из вертикальных электродов:

 

L_п=(А+2)∙2+(В+2)∙2, (10.5)

 

где L_п – длина полосы соединяющей контур из вертикальных электродов, м;

А – длина объекта, м;

В – ширина объекта, м;

 

L_п=(50+2)∙2+(32+2)∙2=172 м.

 

Определяем сопротивление горизонтального электрода (полосы):

 

, (10.6)

 

где R_г. – сопротивление горизонтального электрода, Ом;

L_п – длина полосы, м;

ρ – эквивалентное удельное сопротивление, Ом∙м;

η_г. – коэффициент использования электрода;

t – глубина заложения, м;

b – ширина полосы, м;

К_сез.г - коэффициент сезонности;

 

 

Определяем уточненное сопротивление вертикальных электродов:

 

 (10.7)

 

где R_в - сопротивление вертикальных электродов, Ом;

N_в – количество вертикальных электродов с учетом экранирования. шт;

η_в. – коэффициент использования электрода;

r_в – расчетное сопротивление одного вертикального электрода, Ом;

 Ом.

 

Определяем фактическое сопротивление ЗУ:

 

 (10.8)

 

где R_з.у - фактическое сопротивление ЗУ, Ом;

R_в - сопротивление вертикальных электрода, Ом;

R_г. – сопротивление горизонтального электрода, Ом;

 

 Ом.

 

R_{з.у.фак.}(3,5)< R_з.у (10.9)

 

Вывод: Фактическое сопротивление ЗУ меньше или равно нормируемого, следовательно, заземляющее устройство эффективно.