Курсовая Работа по Основам ЭБ. ЫЬАДЛАЫТЛДАЫЛДАТЫДЛОАТЫДОАТДЛОЫТАДЫ. Проектирование системы безопасности защитного заземления
![]()
|
|
![]() |
Рис. 2. Схема заземляющего устройства |
![](476808_html_e1fc60d19877c54e.jpg)
Рис.3.1 Схема заземления электроустановок и оборудования
![](476808_html_a0ba56cbfb5794a0.jpg)
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 Rд, 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:
![](476808_html_45ac0aa31fc49d0e.gif)
где
![](476808_html_9aefbd0858661ae4.gif)
![](476808_html_2c326dea9cdb9b1a.gif)
3. Определяют сопротивление растеканию тока одного вертикального электрода в зависимости от конфигурации (табл. 2.4).
Для трубчатого или стержневого электрода:
![](476808_html_ff1b21da18b76d21.gif)
где
![](476808_html_a0a04a2fb06b9d9c.gif)
![](476808_html_a74893439b6bbefb.gif)
![](476808_html_233da4b2a9c5b213.gif)
где t0– расстояние от вертикального электрода до поверхности земли, м.
Таблица 2.1
Приближенные значения удельного сопротивления
грунта, Ом×м
![](476808_html_1bfd350bf5dbf88c.jpg)
Таблица 2.2
Признаки климатических зон для определения
коэффициента сезонности φ
Характеристика климатической зоны | Климатические зоны России | |||
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
![](476808_html_57a3554ed4032cf9.gif)
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:
![](476808_html_9c6169efe68e279d.gif)
где Rд – 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
![](476808_html_c7d9cb5777239126.gif)
![](476808_html_9d3420ec47c1e6fb.gif)
![]() |
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 Lг, м, по следующим формулам:
при расположении вертикальных электродов в ряд (рис. 2.2, а):
Lг= a·(n-1), (2.6)
при расположении вертикальных электродов по контуру (рис. 2.2, б):
Lг= 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):
![](476808_html_60308ed0126ba2b4.gif)
где
![](476808_html_9aefbd0858661ae4.gif)
![](476808_html_98e77b750f7891a3.gif)
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 ηВ 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 ηГ 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
![](476808_html_ed0385ecf043d4c4.gif)
![](476808_html_1e72ecb0855ff108.gif)
где
![](476808_html_410c7271e9a584f3.gif)
![](476808_html_8f3fe1ee9b99dad3.gif)
b– ширина горизонтального электрода, которая принимается обычно b=0,04м.
10. Проверяют результирующее сопротивление всего заземляющего устройства по формуле:
![](476808_html_efa70f8d59941297.gif)
где
![](476808_html_5dd028d90b12c651.gif)
![](476808_html_c7d9cb5777239126.gif)
11. Заземляющее устройство должно удовлетворять условию:
![](476808_html_af1d1fdb65dc2e35.gif)
![](476808_html_617523c43a56db15.gif)
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.