Справочные материалы

Расчет

Пример расчета заземляющего устройства

Заземлению подлежит оборудование подстанции напряжением 6/0,4 кВ. Длина кабельных линий l_КЛ = 8 км, воздушных линий – l_ВЛ = 20 км. Грунт - суглинок, измерения производились при сухом грунте, r_ИЗМ = 100 Ом×м. Заземляющее устройство расположить в виде заземляющей сетки. Расстояние от заземляющего устройства до подстанции 4 м. В качестве вертикальных стержней предполагается применить уголковую сталь длиной 2,5 м, в качестве горизонтальных заземлителей – стальную полосу.

1. Расчетный ток замыкания на землю со стороны 6 кВ определяется из выражения (1.3) и (1.4)

Для дальнейших расчетов принимаем I_з = 5 А.

Так как к заземляющему устройству присоединяются корпуса оборудования напряжением до 1 кВ и выше 1кВ (0,4 и 6 кВ), сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом при линейном напряжении 380 В источника трехфазного тока. Таким образом,

2. По формуле для стержневого заземлителя в грунте (таблица 3.3) определяется сопротивление одиночного вертикального заземлителя R_од с учетом расчетного удельного сопротивления грунта

,

где d – эквивалентный диаметр вертикального заземлителя, м. Для уголка – d = 0,95×b = 0,95×0,025=0,024 м (b – ширина сторон уголка, м).

где S – минимально допустимая площадь поперечного сечения уголковой стали по таблице 1.4, мм²;

h – минимально допустимая толщина стенки уголковой стали по таблице 1.4, мм²;

- удельное электрическое сопротивление грунта, Ом·м. Из исходных данных =100 Ом·м (или таблица 3.1);

H – расстояние от поверхности земли до середины вертикального заземлителя, м. Верхний конец вертикального заземлителя должен находиться на расстоянии 0,5 м от поверхности земли. Тогда, ;

l – длина вертикального заземлителя, м. Из исходных данных l = 2,5 м.

3. В соответствии с исходными данными заземлители размещаются в виде заземляющей сетки с количеством вертикальных заземлителей в одном горизонтальном ряду n₁=10 шт., в одном вертикальном ряду – n₂=6 шт.

Тогда общее количество вертикальных заземлителей составит n = 10·6 = 60 шт.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Тогда длина полосового заземлителя при размещении вертикальных заземлителей в виде заземляющей сетки по выражению 2.3 будет равно

l_пол = (n₁-1)·а·n₂ + (n₂-1)·а· n₁ + l = (10-1)·2·6 + (6-1)·2·10 + 4 = 212 м.

4. Определяются коэффициенты использования вертикальных стержней h_ст (таблица 3.4) и полосы h_пол (таблица 3.5)

h_ст = 0,39;

h_пол = 0,21.

5. Определяется суммарное сопротивление одиночных вертикальных заземлителей

7. Определяется сопротивление соединительных полос R_п по формуле для полосы в грунте (таблица 3.3)

8. Определяется суммарное сопротивление соединительных полос с учетом коэффициента использования полосы h_пол

9. Определяется общее сопротивление заземляющего устройства

10. Проверяется выполнение условия

.

Условие выполняется, заземляющее устройство рассчитано правильно.

Как видно из полученного результата, получился большой запас, поэтому, можно уменьшить число вертикальных заземлителей и произвести заново расчет. Результат расчета должен быть как можно ближе к нормируемому значению сопротивления заземляющего устройства.

Таблица 3.1 – Приближенные значения удельных сопротивлений грунтов

Грунт	Удельное сопротивление, 10^2 Ом×м
возможные пределы колебаний	при влажности 10-12% к массе грунта
Песок	1-4
Супесок	1,5-4
Суглинок	0,4-1,5
Глина	0,08-0,7	0,4
Чернозем	0,09-5,3	2,0
Речная вода	10,0	-
Морская вода	0,002-0,01	-

Таблица 3.2 – Формулы для вычисления сопротивлений одиночных

заземлителей растеканию тока

Тип заземлителя

  Схема

  Формула

Дополнительные указания

Трубчатый или стержневой у поверхности грунта

 

 

  Трубчатый или стержневой в грунте  

 

    H₀>0,5 м

Протяженный круглого сечения – труба, кабель и т.п. – на поверхности грунта
Протяженный круглого сечения в грунте
Протяженный полосовой на поверхности грунта
Протяженный – полоса в грунте

Таблица 3.3 – Коэффициенты использования заземлителей из труб или уголков без учета влияния полосы связи

Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	При размещении в ряд	При размещении по контуру
число труб (уголков)	hСТ	число труб (уголков)	hСТ
		0,84-0,87		0,66-0,72
	0,76-0,8		0,58-0,65
	0,67-0,72		0,52-0,58
	0,56-0,62		0,44-0,5
	0,51-0,56		0,38-0,44
	0,47-0,5		0,36-0,42
		0,9-0,52		0,76-0,8
	0,85-0,88		0,71-0,75
	0,79-0,83		0,66-0,71
	0,72-0,77		0,61-0,66
	0,66-0,73		0,55-0,61
	0,65-0,7		0,52-0,58
		0,93-0,95		0,84-0,86
	0,9-0,92		0,78-0,82
	0,85-0,88		0,74-0,73
	0,79-0,83		0,68-0,73
	0,76-0,8		0,64-0,69
	0,74-0,79		0,62-0,67

Таблица 3.4 – Коэффициент использования соединительной полосы

заземлителей из труб или уголков

Отношение расстояния между заземлителями к их длине	Число труб или уголков заземлителя
При расположении полосы в ряду труб или уголков
	0,77	0,67	0,62	0,42	0,31	0,21
	0,89	0,79	0,75	0,56	0,46	0,36
	0,92	0,85	0,82	0,68	0,58	0,49
При расположении полосы по контуру труб или уголков
	0,45	0,36	0,34	0,27	0,24	0,21
	0,55	0,43	0,4	0,32	0,3	0,28
	0,7	0,6	0,56	0,45	0,41	0,37

ЛИТЕРАТУРА

1. Охрана труда в электроустановках. Под ред. Проф. Б.А. Князевского // Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Энергия, 1977. – 320 с.

2. Правила устройства электроустановок. – 6-е изд., с измен., исправ. и доп., принятыми Главгосэнергонадзором РФ в период с 01.01.1992 по 01.01.1999 г. – Спб.: Изд. ДЕАН, 2001. – 928 с.

3. Правила устройства электроустановок. /Раздел 1. Главы 1.1, 1.2, 1.7, 1.9. Раздел 7. Главы 7.5, 7.6, 7.10. – 7-е изд. – Спб.: Изд. ДЕАН, 2002. – 176 с.

4. Правила устройства электроустановок. /Раздел 2. Главы 2.4, 2.5. – 7-е изд. – Спб.: Изд. ДЕАН, 2003. – 192 с.

5. Правила устройства электроустановок. /Раздел 4. Главы 4.1, 4.2. – 7-е изд. – Спб.: Изд. ДЕАН, 2003. – 104 с.

6. Правила устройства электроустановок. /Раздел 6. Раздел 7. Главы 7.1, 7.2. – 7-е изд. – Спб.: Изд. ДЕАН, 2002. – 80 с.

7. Правила устройства электроустановок. Изд. 6-е, перераб. и доп., с измен. – М.: Главгосэнергонадзор России, 1998. – 607.

8. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. – М.-Ростов-на-Дону: Изд. Центр «МарТ», 2003. – 272 с.

9. Карякин Р.Н., Солнцев В.И. Заземляющие устройства промышленных электроустановок //Справочник электромонтажника / Под ред. А.Д. Смирнова и др. – М.: Энергоатомиздат,1989. – 191 с.

СОДЕРЖАНИЕ

1. ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ЗАЩИТНЫЕ МЕРЫ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ…3

1.1. Основные определения …………………………………………………..3

1.2. Общие требования ……………………………………………………….7

1.3. Меры защиты от прямого прикосновения ……………………….……10

1.4. Меры защиты от прямого и косвенного прикосновений……………..11

1.5. Меры защиты при косвенном прикосновении………………………...12

1.6. Нормирование параметров защитного заземления …………………..20

1.6.1. Заземляющие устройства электроустановок напряжением

выше 1 кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью ………...21

1.6.2. Заземляющие устройства электроустановок напряжением

выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью ……………………25

1.6.3. Заземляющие устройства электроустановок напряжением

до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью ……………………26

1.6.4. Электроустановки напряжением до 1 кВ с изолированной

нейтралью …………………………………………………………….28

1.6.5. Электроустановки в районах с большим удельным

сопротивлением земли ……………………………………………….29

1.7. Заземлители …………………………………………………………….30

1.8. Заземляющие проводники ……………………..………………………31

1.9. Главная заземляющая шина……………………………………………32

1.10. Защитные проводники (PE-проводники)…………………………….33

1.11. Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие

проводники (PEN-проводники)………………………………………..37

1.12. Проводники системы уравнивания потенциалов……………………38

1.13. Соединения и присоединения заземляющих, защитных

проводников и проводников системы уравнивания и

выравнивания потенциалов………………………………………......39

1.14. Переносные электроприемники……………………………………….41

2. РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА…………………………..42

2.1. Пример расчета заземляющего устройства …………………………...44

3. СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ …………………………………………46

Литература ………………………………………………………………….. 48

Дата добавления: 2015-05-26