Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Порядок расчета. Задача расчета – определить конфигурацию заземлителя, число, длину и другие параметры, образующих его элементов




Читайте также:
  1. Amp; 2. Моніторинг НС та порядок його здійснення. Захисні бар’єри і види цивільного захисту
  2. II. Методика и порядок составления родословной
  3. II.5.2) Порядок образования и общие черты магистратуры.
  4. III. Порядок выполнения работы.
  5. III. Степени сравнения прилагательных и наречий, порядок слов в английском предложении, типы вопросов.
  6. III.1.2) Порядок уголовного судопроизводства.
  7. Solver options (Параметры расчета)
  8. V1: Основные определения и методы расчета линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока
  9. VIII. пОрядок защиты курсовой и выпускной квалификационной (дипломной) работы
  10. XI. ДЕЙСТВИЕ КОНСТИТУЦИИ РСФСР И ПОРЯДОК ЕЕ ИЗМЕНЕНИЯ

 

Задача расчета – определить конфигурацию заземлителя, число, длину и другие параметры, образующих его элементов, а также составить план заземлителя.

Исходные данные включают характеристику электрооборудования (тип, виды электрооборудования, рабочие напряжения, электрическая мощность и режим нейтрали источника питания и т.п.), размещение оборудования в цехе или на участке (размеры цеха или участка, их план и т.п.), сведения о естественных заземлителях (их количество, гальваническая целостность, размеры, глубина заложения, взаимное расположение и т.п.).

Расчет выполняется в следующей последовательности.

1. Определить максимально допустимое (нормативное) значение сопротивления заземлителя Rн по ПУЭ. При этом учитывается характеристика электрооборудования, тип, рабочее напряжение, мощность, режим нейтрали источника питания и другие параметры.

2. Определить расчетное удельное сопротивление грунта ρ в котором будут размещаться электроды заземлителя. Сопротивление грунта может изменяться в широких пределах в зависимости от типа грунта и времени года. Величина ρ находится по формуле

, Ом·м, (1)

 

где ρтабл - удельное сопротивление грунта, выбираемое по табл.1, а климатический коэффициент, принимаемый по табл.2.

 

Таблица 1

Значения удельных сопротивлений грунтов ρтабл

№ п/п Грунт, вода Удельное сопротивление, Ом·м № пп Грунт, вода Удельное сопротивление, Ом·м
Торф Гравий, щебень
Чернозем Каменистый грунт
Садовая земля Скалистый грунт 104 ÷ 107
Глина Вода морская 0,2 – 1
Суглинок Вода речная 10 – 100
Лесс Вода прудовая 40 – 50
Супесок Вода грунтовая 20 – 70
Песок      

 

Таблица 2

Значения климатических коэффициентов и признаки зон

Тип заземлителя Климатические зоны
I II III IV
Вертикальные стержни длиной 2…3м при глубине заложения 0,5…0,8м 1,8…2,0 1,6…1,8 1,4…1,6 1,2…1,4
Горизонтальные полосовые заземлители при глубине заложения 0,8м 4,5…7,0 3,5…4,5 2,0…3,5 1,5…2,0
Признаки климатических зон
Средняя температура января, ºС -20…-15 -14…-10 -10…0 0…5
Средняя температура июля, ºС 16…18 18…22 22…24 24…28

 



3. Определить возможность использования для устройства заземлителя существующих естественных заземлителей, в качестве которых могут быть проложенные в грунте трубопроводы, металлические сваи, железобетонные конструкции и другие аналогичные сооружения. При наличии и использовании естественных заземлителей определяют их сопротивление Re путем практических замеров или расчетом. Для некоторых возможных естественных заземлителей их сопротивление находится по следующим формулам:

· горизонтально проложенный в земле на глубине t металлический трубопровод, имеющий наружный диаметр d и длину L:

Rтр = (2)

· вертикально установленная в земле железобетонная стойка или свая диаметром d, заглубленная в грунт на длину L

Rc = , (3)

· железобетонный фундамент производственного здания:

Rф = (4)

где S - площадь, ограниченная периметром здания, м2.



Для естественных заземлителей другого вида соответствующие формулы приводятся в справочной литературе.

4. Определить необходимость и требуемое сопротивление искусственного заземлителя Rи. Предполагается, что искусственный и естественный заземлители Rе будут включены параллельно и при этом их общее сопротивление не должно превышать допустимое Rн.

,

где Re – сопротивление естественного заземлителя, определенное в п. 3.

5. Определить предварительную конфигурацию заземлителя (расположение их электродов в ряд, по контуру или иным способом) с учетом возможности устройства искусственного заземлителя на отведенной территории, участке.

Наиболее простые и распространенные конфигурации искусственных заземлителей приведены на рис.3.

Рис.3 Способы размещения электродов группового заземлителя

(вид в плане)

а – вертикальные электроды размещены в ряд; б – вертикальные электроды размещены по контуру; в – горизонтальные электроды уложены параллельно друг другу на одинаковой глубине.

 

Электрод заземлителя
6. Выбираем тип и размеры одиночного заземлителя. В качестве такового могут использоваться вертикальные или горизонтальные электроды, незаглубленные или располагаемые на некоторой глубине. Возможные типы одиночных заземлителей и их параметры приводятся в специальной справочной литературе. В настоящем пособии предусматривается использование одного из наиболее распространенных заземлителей, состоящего из нескольких вертикальных заглубленных электродов, соединенных горизонтальным проводником. Схема расположения одного электрода приведена на рис. 4.

 
 

Рис. 4 Схема расположения вертикального электрода в грунте



1 – вертикальный электрод; L - длина заземлителя; d – диаметр заземлителя; to – величина заглубления конца заземлителя от поверхности земли; t - расстояние от поверхности земли до середины заземлителя.

 

Обычно в качестве вертикальных электродов используют стальные прутки диаметром 10-15 мм и длиной до 10м, некондиционные стальные трубы диаметром 30-50мм, а также угловую сталь размером от 40x40 до 60x60 мм2 и длиной 2-3м, соединенные полосковой сталью сечением не менее 48 мм2.

7. Определяем сопротивление растеканию тока одного электрода Rэ. Соответствующие расчетные формулы в зависимости от типа, размеров и расположения электрода приводятся в специальной справочной литературе. Для выбранного электрода расчет Rэ выполняется по формуле:

 

, (5)

 

где ρ - удельное сопротивление грунта, полученное в п.2, L - длина электрода (L >> d), d – диаметр электрода, . Для уголка с шириной b принимается эквивалентный d = 0,95b.

Поскольку электроды находятся на достаточно близком расстоянии друг от друга, они оказывают взаимовлияние на растекание тока в грунте. Поэтому реальное сопротивление одного электрода оценивается величиной ,

где - коэффициент использования вертикального электрода группового заземлителя (табл. 3).

 

 

Таблица 3

Коэффициент использования вертикальных электродов группового заземлителя (труб, уголков и т.п.) без учета влияния полосы связи

 

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

 

8. Определяется предварительное количество n вертикальных электродов в искусственном заземлителе по формуле

, (6)

где Lгор - длина горизонтального соединяющего электрода, обеспечивающего гальваническую связь всех вертикальных электродов в искусственном заземлителе; - расстояние между соседними электродами, которое согласно табл.3 может приниматься равным одной, двум или трем длинам вертикальных электродов . Значение Lгор принимается с использованием плана устройства искусственного заземлителя.

9. Разместив вертикальные электроды на плане определяем общее электрическое сопротивление вертикальных электродов по формуле (электроды считаются включенными параллельно)

, (7)

полоса
10. Определяем электрическое сопротивление горизонтальной соединительной полосы Rп, обеспечивающей гальваническое соединение всех вертикальных электродов. Так же, как и для вертикальных электродов, соответствующие расчетные формулы в зависимости от формы, размеров и положения полосы приводятся в специальной справочной литературе.

В настоящем пособии предусматривается использование распространенной заглубленной полосы, схема которой приведена на рис. 5.

 

 

 
 

Рис. 5 Схема расположения горизонтального электрода в грунте

1 – горизонтальный электрод; d – диаметр электрода; t – величина заглубления середины электрода от поверхности земли; L - длина электрода.

 

Сопротивление полосы рассчитывается по формуле

, (8)

, для колонны или полосы (b - ширина полосы)

Длина соединительной полосы L определяется по принятому плану размещения вертикальных электродов. Если n электродов размещены в ряд, то значение L=1,05·(n-1)·a, где а – принятое по табл.3 расстояние между соседними вертикальными электродами. При расположении электродов по контуру L=1,05·n·a. Коэффициент 1,05 отражает запас на возможное увеличение длины полосы.

С учетом условий растекания тока в грунте расчетное сопротивление полосы корректируется коэффициентом использования горизонтальной полосы , определяемым по табл. 4. Коэффициент так же, как и коэффициент , отражает условия растекания тока в грунте. Реальное сопротивление горизонтальной полосы оценивается величиной

. (9)

Общее сопротивление горизонтальной полосы .

Таблица 4

Коэффициенты использования горизонтального полосового электрода, соединяющего вертикальные электроды (трубы, уголки и т.п.) группового заземлителя

Отношение a/L Число вертикальных электродов, n
Вертикальные электроды размещены в ряд (рис. 3а)
0,85 0,77 0,72 0,62 0,42 0,31 - - - - -
0,94 0,80 0,84 0,75 0,56 0,46 - - - - -
0,96 0,92 0,88 0,82 0,68 0,58 - - - - -
Вертикальные электроды размещены по контуру (рис. 3б)
- 0,45 0,40 0,34 0,27 0,24 0,22 0,21 0,20 0,2 0,19
- 0,55 0,48 0,40 0,32 0,30 0,29 0,28 0,27 0,26 0,23
- 0,70 0,64 0,56 0,45 0,41 0,39 0,37 0,36 0,35 0,33

 

11. Рассчитывается общее сопротивление искусственного заземлителя Rио, состоящего из вертикальных электродов с общим сопротивлением и горизонтальной соединительной полосы с общим сопротивлением . Полагая их соединенными параллельно, общее сопротивление Rио находится по формуле

.(10)

Последнее выражение при подстановке выражений (7) и (9) после очевидных преобразований принимает вид

. (11)

При значительной протяженности присоединительных проводников, прокладываемых к искусственному заземлителю (свыше нескольких десятков метров) полученную величину Rио увеличивают на величину сопротивления последовательно присоединенных проводников.

Окончательно, полученное общее сопротивление заземлителя, состоящего из естественного заземлителя с Re и искусственного заземлителя с Rио не должно превышать допустимого значения Rн, т.е. должно обеспечиваться соотношение

. (12)

В противном случае необходимо внести изменения в конструкцию и/или параметры заземлителя, обеспечивающие снижение его сопротивления, и расчет повторить.

Расчет защитного заземления допускает множество вариантов решения, выбираемых с учетом конкретных особенностей объекта, его расположения, имеющихся материалов, параметров и т.д.

В заключение расчета приводится схема размещения заземлителя.

 


Дата добавления: 2015-04-04; просмотров: 16; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.028 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты