Защитного заземления

Выполнить расчет заземляющего устройства механического участка (здание в плане 30х20 м). Напряжение питания электрооборудования 380 В. Сеть с изолированной нейтралью. Суммарная мощность установленного оборудования 70 кВА. Грунт – глина, измеренное удельное сопротивление грунта 700 Ом*м, измерения проводились при сухом грунте.

Заземляющее устройство выполнить: вертикальные стержни – трубы диаметром 0,1 м, длиной 2 м; соединительная полоса – стальная шина сечением 40х4 мм. Глубина, на которой расположить заземляющее устройство – 0,8 м. Имеются естественные заземлители с сопротивлением растеканию тока в земле 20 Ом.

I. Поскольку напряжение питания электрооборудования не превышает 1000 В, и суммарная мощность установленного оборудования до 100 кВА, то величина сопротивления заземляющего устройства не должна превышать 10 Ом, т.е. R_зу£ 10 Ом.

II. Расчетное удельное сопротивление грунта:

r_расч.= r_изм.* Y = 700*1,2=840 Ом*м.

III. R_е = 20 Ом.

IV. Необходимое сопротивление искусственного заземлителя:

= = 20 Ом.

V. Тип заземлителей задан условием задачи.

VI. Сопротивление одиночного вертикального заземлителя. Формула для расчета берется из справочных данных для выбранного типа заземлителя [2].

На рис. 2 приведено расположение вертикального заземлителя в земле.

Рис. 2. Расположение вертикального заземлителя в земле

= = 263,6 Ом.

VII. Заземляющее устройство выполним следующим образом: полоса прокладывается по всему периметру здания (отступив на 1 м от фундамента), а стержни забиваются только вдоль длинных сторон через 3 м. В этом случае вдоль длинной стороны здания помещается 11 вертикальных стержней. Т.е. всего для выполнения заземляющего устройства нужно забить 11х2 = 22 вертикальных стержня.

На рис. 3 приведено размещение заземляющего устройства вокруг защищаемого объекта.

Рис. 3. Размещение заземляющего устройства

вокруг защищаемого объекта

Отношение расстояния между стернями к их длине = 1,5; число стержней – 22, по соответствующим таблицам находим коэффициент использования вертикальных стержней h_ст = 0,55 и горизонтальной полосы h_п= 0,3 [2].

VIII. Определяем сопротивление соединительной полосы:

А) Длина полосы (рис. 4) l_п = 32*2 +22*2 =108 м.

Рис. 4. Горизонтальная полоса

Б) Расчетное сопротивление полосы (справочные данные) [2]:

= =16,74 Ом,

где d=0,5b; b – ширина полосы = 0,04 м.

В) Фактическое сопротивление полосы:

IX. Требуемое сопротивление растеканию тока вертикальных стержней, соединенных параллельно:

= =31,17 Ом.

X. Учитывая коэффициент использования вертикальных заземлителей, окончательно определяем из число:

= =15,4 шт.

Получили, что достаточно забить 15-16 вертикальных стержней – значительно меньше, чем предполагалось первоначально. Решаем забить 16 стержней – по 8 штук с каждой длинной стороны (рис. 5).

Рис. 5. Фактическое размещение заземляющего устройства

Расстояние между стержнями 4,6 м.

XI. Проверочный расчет.

А) Т.к. изменилось расстояние между стержнями и их количество, то изменились коэффициенты использования стержней и полосы. Согласно новых данных коэффициент использования вертикальных стержней h_ст = 0,67 и горизонтальной полосы h_п= 0,45.

Б) R_пф=16,74:0,45=37,3 Ом.

В) R_ст.ф.= = = 24,6 Ом.