И средства электробезопасности

Тема № 6. Защита от электрического тока

Безопасность при работе с электроустановками обеспечивается применением различных технических и организационных мер. Они регламентированы действующими правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Технические средства защиты от поражения электрическим током делятся на коллективные и индивидуальные, на средства, предупреждающие прикосновение людей к элементам сети, находящимся под напряжением, и средства, которые обеспечивают безопасность, если прикосновение все-таки произошло.

Защитное заземление – это преднамеренное соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электрооборудования, которые в обычном состоянии не находятся под напряжением, но могут оказаться под ним при случайном соединении их с токоведущими частями.

Существуют заземляющие устройства двух основных типов. Различают заземлители искусственные, предназначенные исключительно для целей заземления, и естественные – сторонние проводящие части, находящиеся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду, используемые для целей заземления.

Дляискусственных заземлителей применяют обычно вертикальные и горизонтальные электроды. В качествеестественных заземлителей могут использоваться: проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов); обсадные трубы артезианских колодцев, скважин, шурфов и т.п.; металлические и железобетонные конструкции, зданий и сооружений, имеющие соединения с землей; свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле; металлические шпунты гидротехнических сооружений и т.п.

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 заземленный корпус не превышают допустимых значений.

Для расчета заземления необходимы следующие сведения:

1) характеристика электроустановки – тип установки, виды основного оборудования, рабочие напряжения, способы заземления нейтралей трансформаторов и генераторов и т.п.;

2) план электроустановки с указанием основных размеров и размещения оборудования;

3) формы и размеры электродов, из которых предусмотрено соорудить проектируемый групповой заземлитель, а также предполагаемая глубина погружения их в землю;

4) данные измерений удельного сопротивления грунта на участке, где должен быть сооружен заземлитель, и сведения о погодных (климатических) условиях, при которых производились эти измерения, а также характеристика климатической зоны. Если земля принимается двухслойной, то необходимо иметь данные измерений удельного сопротивления обоих слоев земли и толщины верхнего слоя;

5) данные о естественных заземлителях: какие сооружения могут быть использованы для этой цели и сопротивления их растеканию тока, полученные непосредственным измерением. Если по каким-либо причинам измерить сопротивление естественного заземлителя невозможно, то должны быть представлены сведения, позволяющие определить это сопротивление расчетным путем;

6) расчетный ток замыкания на землю. Если ток неизвестен, то его вычисляют обычными способами;

7) расчетные значения допустимых напряжений прикосновения (и шага) и время действия защиты, в случае если расчет производится по напряжениям прикосновения (и шага).

Расчет заземления производится обычно для случаев размещения заземлителя в однородной земле. В последние годы разработаны и начали применяться инженерные способы расчета заземлителей в многослойном грунте.

Для расчета сопротивления защитного заземления необходимо воспользоваться формулами:

,

где , – соответственно суммарное сопротивление всех вертикальных заземлителей, горизонтального заземлителя;

Суммарное сопротивление вертикальных заземлителей определяется по формуле:

,

где – сопротивление одинарного вертикального заземлителя, Ом; n – количество вертикальных заземлителей в устройстве; h – коэффициент использования заземлителя;

Сопротивление растеканию тока одного вертикального заземлителя (тип заземлителя: уголковый) определяется по формуле:

Сопротивление растеканию тока одного вертикального заземлителя (тип заземлителя: круглого сечения) определяется по формуле:

,

где r – удельное сопротивление грунта, Ом; l – длина вертикального заземлителя, м; b – ширина полки уголка для заземлителя, выполненного из угловой стали, м; d – наружный диаметр трубы (прута) для заземлителя, выполненного из трубы или прута, м; t – глубина заложения вертикального заземлителя.

,

где h – глубина заложения заземлителя; l _в – длина вертикального заземлителя, м.

Если сопротивление одного вертикального заземлителя больше допустимого сопротивления заземляющего устройства, следовательно, необходимо более одного заземлителя.

Необходимое число параллельно соединенных заземлителей при коэффициенте использования вертикальных заземлителей η_в = 1 определяют по формуле:

,

где – сопротивление одинарного вертикального заземлителя, Ом; η _в – коэффициент использовании вертикальных заземлителей; R _д– допустимое сопротивление заземляющего устройства.

Зная приблизительное количество вертикальных заземлителей, необходимо определить фактический коэффициент использования заземлителей.

Сопротивление растеканию тока горизонтального заземлителя определяют по формуле:

,

где l _г.з. – длина горизонтального заземлителя, м; r – удельное сопротивление грунта, Ом∙м; b – ширина соединительной полосы, м; h – глубина заложения полосы, м.

Длину горизонтального заземлителя определяют по формуле:

,

где S – расстояние между двумя соседними горизонтальными заземлителями, м.

Задача № 6

Определить сопротивление выносного защитного заземления при допустимом сопротивлении заземляющего устройства R _д = 4 Ом, в котором вертикальные заземлители, имеющие длину 2 м, выполнены из стальных труб (код -1) диаметром 100 мм или стального уголка (код – 2) с шириной полки 100 мм и соединены между собой стальной полосой размерами 40×4 мм на сварке. Заземляющее устройство заглублено на 1 м в грунт-суглинок с удельным сопротивление r. Вертикальные заземлителизабиты в грунт на расстоянии S друг от друга. Коэффициент использования вертикальных заземлителей в формуле для определения сопротивления защитного заземления принять равным 0,9 при двух, 0,85 при трех, 0,83 при четырех, 0,82 при пяти и более заземлителях. Исходные данные по вариантам представлены в таблице 6.

Таблица 6.1

Исходные данные по вариантам

Вели-чина	Значение величины по вариантам
S, м	2,5	2,0	2,5	2,5	2,0	2,5	2,5	2,0	2,5	2,0
r, Ом·м
код

Дата добавления: 2014-12-25