2.6 Расчёт защитного заземления
Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей которые могут оказаться под напряжением.
Защитное заземление предназначено для устранения опасности поражения электрическим током в случае прикосновения к корпусу и к другим нетоковедущим частям электроустановок.
Принцип действия защитного заземления – снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус. Это достигается уменьшением потенциала основания, на котором стоит чело-век, до потенциала близкого по значению к потенциалу заземленного оборудования.
Исходные данные:
Рабочее напряжение станка U = 220/380В; Удельное сопротивление грунта ρ = 100 Ом∙м (суглинок); Заземлители – вертикальные круглые стержни диаметром d = 10мм и длинной L = 1м; Стержни размещаются по контуру; Климатическая зона – IV.
Таблица 6 – Коэффициенты сезонности 𝐾с
|
| Климатическая зона
| Вид заземлителя
| Дополнительные сведения
|
| вертикальный
| горизонтальный
|
I
|
1,9
|
5,8
| Глубина заложения вертикальных заземлителей от поверхности земли
0,5…0,7 м
| II
| 1,7
| 4,0
| Глубина заложения вертикальных заземлителей 0,3…0,8 м
| III
| 1,5
| 2,3
| IV
| 1,3
| 1,8
| Решение:
1. Определяется расчётное удельное сопротивление грунта 𝜌расч с учётом климатического коэффициента 𝐾с = 1,3 (таблица 6):
𝜌расч = ρ × 𝐾с, (2.6.1) где 𝜌расч – расчётное удельное сопротивление грунта, Ом·м; ρ – удельное сопротивление грунта, Ом·м;
𝐾с – климатический коэффициент.
|
|
|
|
|
| КП.13.02.11.319.02.ПЗ
| Лист
|
|
|
|
|
| 34
| Изм.
| Лист
| № докум.
| Подп.
| Дата
|
𝜌расч = 100 × 1,3 = 130 Ом·м.
В соответствии с ПУЭ допускаемое сопротивление растеканию тока
𝑅д = 10 Ом.
Определяется расстояние t от поверхности земли до середины заземлителя:
t = 𝑡0 + 0,5 × L, (2.6.2) где t – расстояние от поверхности земли до середины заземлителя, м;
𝑡0 – глубина заложения заземлителя (𝑡0 = 0,5 м), м; L – длина заземлителя, м. t = 0,5 + 0,5 × 1 = 1 м.
Определение сопротивление одиночного вертикального стержневого заземлителя:
𝑅 = ρрасч × (ln × 2 ×L + 0,5 × ln × 4 ×t+L , (2.6.3)
з 2πL d 4 ×t− )
L где 𝑅з – сопротивление одиночного вертикального стержневого заземлителя, Ом;
𝜌расч – расчётное удельное сопротивление грунта, Ом·м; L – длина заземлителя, м;
t – расстояние от поверхности земли до середины заземлителя, м;
d – диаметр стержня, дм. 𝑅 = 130 × (ln × 2 ×1 + 0,5 × ln × 4 ×1+1 = 20,69 × 3,25 = 67,25 Ом.
з 2 × π ×1 0,1 4 ×1− )
1
Определяется потребное количество вертикальных заземлителей без учёта коэффициента экранирования:
𝑅з
n = 𝑅д , (2.6.4)
где n – количество вертикальных заземлителей без учёта коэффициента экранирования, шт;
𝑅з – сопротивление растеканию тока одиночного заземлителя, Ом;
𝑅д – допускаемое сопротивление заземляющего устройства, Ом. 67,25
n = 10 = 6,725 = 7 шт.
|
|
|
|
|
| КП.13.02.11.319.02.ПЗ
| Лист
|
|
|
|
|
| 35
| Изм.
| Лист
| № докум.
| Подп.
| Дата
|
Определяется расстояние между заземлителями:
𝐿1 = с × L, (2.6.5)
где 𝐿1 – расстояние между заземлителями, м; L – длина заземлителя, м;
с – коэффициент использования электродов (c = 1). 𝐿1 = 1 × 1 = 1 м.
Коэффициент экранирования 𝜂эк = 0,65. Определяется потребное количество вертикальных заземлителей с учётом коэффициента экранирования:
n = 𝑅з × 𝜂 , (2.6.6)
𝑅д эк
где n – количество вертикальных заземлителей, шт;
𝑅з – сопротивление растеканию тока одиночного заземлителя, Ом;
𝑅д – допускаемое сопротивление заземляющего устройства, Ом;
𝜂эк – коэффициент экранирования.
n = 67,25 × 0,65 = 4,37 = 5 шт.
10
Определяется расчётное сопротивление растеканию тока при принятом количестве заземлителей [12]:
𝑅 = 𝑅з × 𝜂 , (2.6.7)
д 𝑛 эк
где 𝑅д – допускаемое сопротивление заземляющего устройства, Ом;
𝑅з – сопротивление растеканию тока одиночного заземлителя, Ом; n – количество вертикальных заземлителей, шт;
𝜂эк – коэффициент экранирования.
𝑅 = 67,25 × 0,65 = 8,74 Ом.
д 5 Таким образом, произвёлся расчёт количества вертикальных заземлителей для станка, расстояния между ними и сопротивления растеканию тока.
|
|
|
|
|
| КП.13.02.11.319.02.ПЗ
| Лист
|
|
|
|
|
| 36
| Изм.
| Лист
| № докум.
| Подп.
| Дата
| |