Курсовая Работа по Основам ЭБ. ЫЬАДЛАЫТЛДАЫЛДАТЫДЛОАТЫДОАТДЛОЫТАДЫ. Проектирование системы безопасности защитного заземления

Название	Проектирование системы безопасности защитного заземления
Анкор	Курсовая Работа по Основам ЭБ
Дата	15.04.2022
Размер	382.47 Kb.
Формат файла
Имя файла	ЫЬАДЛАЫТЛДАЫЛДАТЫДЛОАТЫДОАТДЛОЫТАДЫ.docx
Тип	Курсовой проект #476808
страница	4 из 5

1 2 3 4 5

Практическая часть

Защитное заземление оборудования
Для защиты от поражения электрическим током применяют ряд организационных и технических решений, в числе которых:

– электрическое разделение сетей;

– электрическая изоляция, контроль и профилактика ее повреждения;

– защита от случайного прикосновения к токоведущим частям;

– применение малых напряжений при работе с ручным инструментом;

– устройство защитного заземления, зануления, защитного отключения;

– применение средств индивидуальной защиты.

Защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электроустановки, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус или по другим причинам.

Замыканием на корпус или, точнее, электрическим замыканием на корпус, называется случайное электрическое соединение токоведущей части с металлическими нетоковедущими частями электроустановки. Оно может быть результатом повреждения изоляции, падения провода, находящегося под напряжением, на нетоковедущие металлические части и т. д.

Защитное заземление предназначено для устранения опасности поражения человека электрическим током в случае прикосновения к корпусу электроустановки и другим нетоковедущим металлическим частям, оказавшимся под напряжением вследствие указанных выше причин.

Заземляющее устройство – это совокупность заземлителя – проводников (электродов), соединенных между собой и находящихся в непосредственном соприкосновении с землей, и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем (рис. 2).

В зависимости от места размещения заземлителя относительно заземляемого оборудования различают два типа заземляющих устройств: выносное и контурное.

Различают заземлители искусственные, предназначенные исключительно для целей заземления, и естественные – находящиеся в земле металлические предметы иного назначения.

Для искусственных заземлителей применяют обычно вертикальные и горизонтальные электроды. В качестве вертикальных электродов используют стальные стержни, уголки, трубы.

Для связи вертикальных электродов и в качестве самостоятельного горизонтального электрода применяют полосовую сталь.

В качестве естественных заземлителей могут использоваться проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих и взрывоопасных газов), металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, имеющие соединение с землей, и другие конструкции.

Расчет защитного заземления имеет целью определить основные параметры заземления – число, размеры и порядок размещения одиночных заземлителей и заземляющих проводников, при которых напряжения прикосновения и шага в период замыкания фазы на корпус не превышают допустимых значений.

Рис. 2. Схема заземляющего устройства

Рис.3.1 Схема заземления электроустановок и оборудования

Рис.3.2 Заземление электродвигателя по ПУЭ
Для расчета заземления необходимы:

– характеристика электроустановки (тип установки, рабочее напряжение, способы заземления нейтрали трансформатора и генератора);

– план электроустановки с указанием основных размеров и размещения оборудования;

– форма и размеры электродов проектируемого группового заземления, глубина их погружения в землю;

– данные измерений удельного сопротивления грунта на участке, где должен быть сооружен заземлитель, климатических условий, при которых производились эти измерения и характеристика климатической зоны.
Методика расчета защитного заземления
1. Определяют тип заземляющего устройства и наибольшее допустимое значение его сопротивления R_д, установленное «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ)

– для установок до 1000 В:

10 Ом – при суммарной мощности генераторов или трансформаторов, питающих данную сеть, не более 100 кВ∙А;

4 Ом – во всех остальных случаях

– для установок выше 1000 В - 0,5 Ом
2. Определяют расчетное удельное сопротивление грунта:

, (2.1)
где

– удельное сопротивление грунта, Ом·м (табл. 2.1),

– коэффициент сезонности, учитывающий возможность изменения сопротивления грунта в течение года, для вертикального электрода (табл. 2.2, 2.3).
3. Определяют сопротивление растеканию тока одного вертикального электрода в зависимости от конфигурации (табл. 2.4).

Для трубчатого или стержневого электрода:

, (2.2)
где

– расчетное удельное сопротивление грунта, Ом·м;

и d– длина и диаметр вертикального электрода, м, (для уголка с шириной полки bd=0,95b); t– расстояние от середины электрода до поверхности земли, м:

, (2.3)

где t₀– расстояние от вертикального электрода до поверхности земли, м.

Таблица 2.1

Приближенные значения удельного сопротивления

грунта, Ом×м

Таблица 2.2

Признаки климатических зон для определения

коэффициента сезонности φ

Характеристика климатической зоны	Климатические зоны России
Характеристика климатической зоны	1	2	3	4
Средняя многолетняя низшая температура января, ºС	от -20 до -15	от -14 до -10	от -10 до 0	от 0 до +5
Средняя многолетняя высшая температура июля, ºС	от +16 до +18	от +18 до +22	от +22 до +24	от +24 до +26
Среднегодовое кол-во осадков, см	40	50	50	30-50
Продолжительность замерзания вод, дней	190-170	150	100	0

Таблица 2.3

Коэффициент сезонности для однородной земли

Климатическая зона	Влажность земли во время измерения еесопротивления
	Вертикальный электрод длиной 3 м (5 м)			Горизонтальный электрод длиной 10 м (50 м)
	Повышенная	Нормальная	Малая		Повышенная	Нормальная	Малая
1	1,9 (1,5)	1,7 (1,4)	1,5 (1,3)		9,3 (7,2)	5,5 (4,5)	4,1 (3,6)
2	1,7 (1,4)	1,5 (1,3)	1,3 (1,3)		5,9 (4,8)	3,5 (3,0)	2,6 (2,4)
3	1,5 (1,3)	1,3 (1,2)	1,2 (1,1)		4,2 (3,2)	2,5 (2,0)	2,0 (1,6)
4	1,3 (1,2)	1,1 (1,1)	1,0 (1,0)		2,5 (2,2)	1,5 (1,4)	1,1 (1,12)

4. Определяют ориентировочное число вертикальных электродов:

, (2.4)
^где^R^{д – допустимое по нормам сопротивление заземляющего устройства, ηв – коэффициент использования вертикальных электродов, для ориентировочного расчета принимается равным единице.}

^{5. Находят ориентировочный коэффициент использования вертикальных электродов ηориент по табл. 2.5, используя метод интерполяции.}

^{6. Уточняют число вертикальных электродов и определяют :}

^(2.5)

Рис. 2.2 Схемы размещения электродов группового заземлителя (вид в плане): в ряд (а) и по контуру (б)

^{7. Определяют длину горизонтального электрода – соединительной полосы}^L^г^,^{м, по следующим формулам}^:

^{при расположении вертикальных электродов в ряд (рис. 2.2,}^а^):
^L^г⁼^a^·(ⁿ^{-1), (2.6)}
^{при расположении вертикальных электродов по контуру (рис. 2.2,}^б^):
^L^г^{= 1,05·}^a^·ⁿ^(2.7)
^где^a^{– расстояние между вертикальными электродами, которое принимается}^{равным одной, двум или трем длинам вертикального электрода}^;ⁿ^{– количество электродов, рассчитанное по формуле (2.5).}

^{При контурном заземлении длина горизонтального электрода принимается равной величине периметра здания.}

8. Определяют расчетное удельное сопротивление грунта для горизонтального электрода (стальной полосы):

, (2.8)
где

– удельное сопротивление грунта, Ом·м (табл. 2.1),

– коэффициент сезонности для горизонтального электрода (табл. 2.6).
Таблица 2.4

Формулы для вычисления сопротивления одиночных
заземлителей растеканию тока в однородном грунте

Тип заземлителя	Схема	Формула	Условия применения
1. Полушаровой у поверхности земли.			–
2. Шаровой в земле.			2t>>d
3. Трубчатый или стержневой у поверхности земли			L>>d Для уголка с шириной b d = 0,95*b
4. То же в земле		или приближенно	L>>d, t ≥ 0,5 м Для уголка с шириной b d = 0,95b
5. Протяженный на поверхности земли (труба, стержень, кабель)			L >>d Для колонны: d = 0,5*b b – ширина колонны
6. Протяженный в земле (труба, стержень, кабель)			L >> d, Для полосы шириной b d = 0,5b

Таблица 2.5

Коэффициенты использования η_В вертикальных электродов

группового заземления (труб, уголков и т. п.)

без учета влияния полосы связи

Число заземлителей, n	Отношение расстояния между электродами к их длине
	1	2	3	1	2	3
	Электроды размещены в ряд (рис. 10, а)			Электроды размещены по контуру (рис. 10, б)
2	0,85	0,91	0,94	-	-	-
4	0,73	0,83	0,89	0,69	0,78	0,85
6	0,65	0,77	0,85	0,61	0,73	0,80
10	0,59	0,74	0,81	0,56	0,68	0,76
20	0,48	0,67	0,76	0,47	0,63	0,71
40	-	-	-	0,41	0,58	0,66
60	-	-	-	0,39	0,55	0,64
100	-	-		0,36	0,52	0,62

Таблица 2.6
Коэффициенты использования η_Г горизонтального

полосового электрода, соединяющего вертикальные

электроды (трубы, уголки и т. п.) группового заземлителя

Отношение расстояния между вертикальными электродами к их длине	Число вертикальных электродов
	2	4	6	10	20	40	60	100
Вертикальные электроды размещены в ряд (рис.10, а)
1	0,85	0,77	0,72	0,62	0,42	-	-	-
2	0,94	0,80	0,84	0,75	0,56	-	-	-
3	0,96	0,92	0,88	0,82	0,68	-	-	-
Вертикальные электроды размещены по контуру (рис. 10, б)
1	-	0,45	0,40	0,34	0,27	0,22	0,20	0,19
2	-	0,55	0,48	0,40	0,32	0,29	0,27	0,23
3	-	0,70	0,64	0,56	0,45	0,39	0,36	0,33

9. Определяют сопротивление растеканию тока

,Ом, горизонтального электрода – стальной полосы, соединяющей вертикальные электроды:

, (2.9)
где

– расчетное удельное сопротивление грунта;

–длина горизонтального электрода, м;

b– ширина горизонтального электрода, которая принимается обычно b=0,04м.
10. Проверяют результирующее сопротивление всего заземляющего устройства по формуле:

, (2.10)
где

– коэффициенты использования горизонтального и вертикального электродов соответственно, определяются по табл. 2.5 и 2.6.
11. Заземляющее устройство должно удовлетворять условию:

≤

. (2.11)

В том случае, когда сопротивление заземляющего устройства превышает допустимое значение, следует увеличить количество вертикальных электродов и повторить расчет, начиная с п.7, либо изменить другие параметры.

1 2 3 4 5