Основні поняття

До практичного заняття

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

«РОЗРАХУНОК ЗАХИСНОГО ЗАЗЕМЛЕННЯ»

по курсу «Охорона праці в галузі»

(для студентів електротехнічних та енергетичних спеціальностей всіх форм навчання)

Затверджено

на засіданні кафедри ОП

Протокол № від __.__. 2013

Рекомендовано

на заіданні Методради ДонДТУ

Протокол №__ від __.__. 2013

АЛЧЕВСЬК, 2014

УДК 621.31:658.382

Методичні вказівки до практичного заняття «Розрахунок захисного заземлення» з курсу «Охорона праці в галузі» (для студентів електротехнічних та енергетичних спеціальностей всіх форм навчання)./ Укл. В.В. Щербак, О.Г. Макаревич – Алчевськ: ДонДТУ, 2014 - 23 с.

Наведені теоретичні та практичні дані і рекомендації щодо виконання розрахунку та вибору елементів захисного заземлення електроустаткування галузевих підприємств.

Укладачі В.В. Щербак, доц.,

О.Г. Макаревич, асист.

Відповідальний редактор О.В. Князьков, доц.

Під заземленням розуміється навмисне електричне з'єднання якої-небудь точки електричної мережі, електроустановки або електроустаткування із заземляючим пристроєм.

Заземляючим пристроєм (ЗУ) називається сукупність заземлителя і заземлюючих провідників. Заземлитель – це провідна частина, що знаходиться в електричному контакті із землею безпосередньо або через проміжне середовище. Заземлюючий провідник – це провідник, що сполучає частину електроустановки, що заземлюється, із заземлителем.

Метою захисного заземлення є зниження до безпечної величини напруги дотикуі кроку, що з'являються в результаті порушення цілісності ізоляції токоведучих частин і замикань на корпус електроустановок.

Заземлення, що виконується в цілях електробезпеки називають захисним заземлюючим пристроєм. Захисне заземлення слід відрізняти від робочого заземлення і заземлення блискавкозахисту.

Робоче заземленнявиконується для забезпечення роботи електроустановки в нормальних або аварійних режимах (не в цілях електробезпеки) і здійснюється заземленням точки або точок токоведучих частин електроустановки безпосередньо або через спеціальні апарати (пробивні запобіжники, розрядники, резистори і тому подібне).

Заземлителі прийнято ділити на штучні і природні. Заземлитель, спеціально виконаний для цілей заземлення, називається штучним. Штучні заземлители можуть бути зосередженими, наприклад, поодинокий вертикальний металевий стрижень, або розподіленими, наприклад, сітка з горизонтальних металевих смуг, сітка з вертикальними стрижнями і тому подібне.

Природний заземлитель – це стороння провідна частина, що знаходиться в електричному контакті із землею безпосередньо або через проміжне провідне середовище (наприклад, через бетон), виконана не для цілей заземлення, а для інших цілей, але що може використовуватися для цілей заземлення. Наприклад, металева арматура залізобетонних фундаментів будівель і споруд.

Заземлюючі пристрої розділяють на:

– заземляючі пристрої електроустановок напругою до 1 кВ в мережах з глухозаземленою нейтраллю;

– заземляючі пристрої електроустановок напругою до 1 кВ в мережах з ізольованою нейтраллю;

– заземляючі пристрої електроустановок напругою вище 1 кВ в мережах з ефективно заземленою нейтраллю;

– заземляючі пристрої електроустановок напругою вище 1 кВ в мережах з ізольованою нейтраллю.

Заземлителі виносних (зосереджених) заземлень розташовують зосереджено на деякій відстані від устаткування, що заземляється (мал. 1, а). Зважаючи на значне видалення заземлителей, устаткування розташоване за межами зони розтікання струму замикання на землю.

Виносне заземлення забезпечує безпеку, коли напруга на корпусі не перевищує допустимої. Тому заземлюючі пристрої цього типу застосовуються лише при малих струмах замикання на землю, зокрема в установках до 1000 В. Прі великих струмах замикання на землю неможливо отримати допустиму напругу дотику шляхом зниження опору заземлення. У цих випадках застосовують контурне (розподілене) заземлення.

Заземлителі контурного заземлення розташовують по периметру і усередині майданчика, на якому встановлено устаткування, що заземлюється (мал. 1, в). Всі ці заземлителі електрично сполучені один з одним.

де 1 — заземлителі;

2 — заземлюючі провідники;

3 — устаткування, що заземлюється

Малюнок. 1. - Виносні і контурні заземлення: а— устрій

виносного заземлення; б — схема дотику людини до корпусу при виносному заземленні і замиканні фази на корпус; в — устрій і вирівнювання потенціалів при контурному заземленні.

Штучні заземлители — це спеціально влаштовувані для заземлення металоконструкції.

Найчастіше штучні заземлители виконують у вигляді вертикальних електродів, зв'язаних горизонтальним електродом.

Якщо питомий опір грунту збільшується у міру збільшення глибини, або ж під електроустановку відведені значні площі, що дозволяє розмістити заземлитель значних розмірів (більше 100 Х 100 м2), заземлюючий пристрій рекомендується виконувати у вигляді сітки (гратки) з горизонтальних електродів (без вертикальних).

У установках напругою вище 1000 В з ефективно заземленою нейтралью, з метою забезпечення можливо повного вирівнювання потенціалу на майданчику, зайнятому електроустаткуванням, заземлитель повинен бути виконаний у вигляді горизонтальної сітки з подовжніх і поперечних провідників, укладених на глибині 0,5 – 0,7 м, і вертикальних електродів. При цьому контурний електрод, створюючий периметр сітки, повинен охоплювати як розподільні пристрої, так і виробничі будівлі і споруди об'єкту, що захищається. Подовжні провідники сітки прокладають уздовж вісей електроустаткування і конструкцій з боку обслуговування на відстані 0,8 — 1,0 м від фундаменту або підстави устаткування.

Поперечні заземлители слід прокладати в зручних місцях між устаткуванням на глибині 0,5 — 0,7 м від поверхні землі.

Відстані між ними рекомендується приймати такими, що збільшуються від периферії до центру заземляючої сітки. При цьому перша і подальші відстані, починаючи від периферії, не повинні перевищувати відповідно 4; 5; 6; 7,5; 9; 11; 13,5; 16 і 20 м. Розміри осередків заземлюючої сітки, що примикають до місць приєднання до заземлюючого пристрою, не повинні перевищувати 6 Х 6 м.

У загальному випадку в якості вертикальних електродів використовують:

— сталеві труби діаметром 5 — 6 см з товщиною стінки не менше 3,5 мм;

— кутову сталь з товщиною полиць не менше 4 мм (звичайно це кутова сталь розміром від 40 Х 40 до 60 Х 60 мм) відрізками завдовжки 2,5 — 3,0 м;

— сталеві прути діаметром 10 - 14 мм, завдовжки 5 - 10 м, а іноді і більш.

В якості горизонтальних електродів, для зв'язку з вертикальними, застосовують сталеву смугу (перетином не менше 4 X 12 мм), і сталь круглого перетину діаметром не менше 6 мм.

Заземлюючі провідники між собою і з заземлителями сполучають зваркою, а з корпусом устаткування, що заземлюється, — зваркою або за допомогою болтів.

Заземляючу магістраль приєднують до заземлителю в двох місцях. Об'єкти, що заземляються, до магістралі заземлення приєднують паралельно (мал. 1, а).

Послідовне приєднання корпусів устаткування до магістралі заземлення заборонене.

Опір заземляючих пристроїв.

Основною електричною характеристикою заземлителя є опір розтіканню струму із заземлителя в землю, або скорочено - опір заземлителя. Стосовно заземлюючих пристроїв під опором заземлюючого пристрою розуміють суму опорів заземлителя даного заземлюючого пристрою і заземлюючого провідника.

Для забезпечення безпеки величина опору заземлюючих пристроїв повинна бути по можливості менше (див. табл. 1).

Таблиця 1. Найбільший допустимий опір (Ом), захисних заземлень:

Електроустановки напругою вище 1000 В:

мережі з ефективно заземленою нейтралью	0,5
з ізольованою нейтралью при використанні заземляючого пристрою одночасно для електроустановок напругою до 1000В	125/I3
теж, при використанні заземляючого пристрою тільки для електроустановок напругою вище 1000 В	250/Iз < 10

Електроустановки напругою до 1000 В з ізольованою нейтралью:

у загальному випадку	4
при сумарній потужності генераторів або трансформаторів 100 кВ • А і менш	10

Розрахунковий струм замикання на землю I_з, визначають таким чином:

у мережах без компенсації ємнісних струмів замикання на землю по формулі:

I₃ = U_л(35l_к + l_п)/ 350

де U_л — лінійна напруга мережі, кВ;

l_к, l_п — загальна довжина електрично зв'язаних

кабельних і повітряних ліній відповідно, км.;

у мережах з компенсацією ємнісних струмів:

— для заземлюючих пристроїв, до яких приєднані компенсуючі апарати, приймають рівним 125 % номінального струму цих апаратів;

— для заземлюючих пристроїв, до яких не приєднані компенсуючі апарати, залишковий струм замикання на землю, який протікає в даній мережі при відключенні найбільш могутнього з компенсуючих апаратів або найбільш розгалуженої ділянки мережі. При цьому струм замикання на землю повинен бути не менш півторакратного струму спрацьовування релейного захисту або трикратного номінального струму запобіжників.

Дата добавления: 2014-11-20