Сопротивление заземляющих устройств электроустановок, Ом, не более

1 2

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №5

тема 1

«ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО ФУНДАМЕНТА ЦЕХА В КАЧЕСТВЕ ЗАЗЕМЛИТЕЛЯ»

тема 2

«РАСЧЕТ КОНТУРНОГО ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ В ЦЕХАХ С ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАМИ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В»

Тема 1

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

В настоящее время широко используются трехфазные трехпроводные сети с изолированной нейтралью и трехфазные четырехпроводные сети с глухозаземленной нейтралью, в которых основной защитой от электротравм при нарушении изоляции служат соответственно заземление и зануление.

Для эффективной защиты от поражения электрическим током устройства заземления и зануления должны иметь малые сопротивления растеканию тока в земле.

В последнее время в качестве заземляющих устройств стали использовать фундаменты промышленных зданий, что позволяет снизить стоимость и повысить их долговечность. В этом случае сопротивление растеканию тока заземляющего устройства, Ом,

где – удельное электрическое сопротивление грунта, Ом·м; S – площадь, ограниченная периметром здания, м² (вычисляют как произведение длины на ширину здания).

где и – удельные электрические сопротивления соответственно верхнего и нижнего слоя земли, Ом·см (задаются по варианту); α, β – безразмерные коэффициенты, зависящие от соотношения удельных электрических сопротивлений слоев земли; при α = 3,6, β = 0,1; при α = 1,1 · 10², β = 0,3 · 10^–2; h ₁ – мощность (толщина) верхнего слоя земли, м (задается по варианту).

Определив сопротивление растеканию тока железобетонного фундамента, необходимо сравнить полученное значение с допустимыми значениями сопротивления заземляющего устройства (табл. 1).

Сопротивление заземляющих устройств электроустановок, Ом, не более

В сетях с заземленной нейтралью						В сетях с изолированной нейтралью
Напряжение трехфазного источника питания, В			Напряжение однофазного источника питания, В
660	380	220	380	220	127
2	4	8	2	4	8	10

2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

2.1. Выбрать вариант (табл. 2).

2.2. Определить сопротивление растеканию тока в заземляющем устройстве.

2.3. Сравнить полученное значение с нормативным сопротивлением заземляющих устройств (см. табл. 1).

2.4. Подписать отчет и сдать преподавателю.

Варианты заданий

к практическим занятиям по теме «Оценка возможности использования железобетонного фундамента цеха в качестве заземли теля».

Вариант определяют по первой букве фамилии и последней цифре учебного шифра. Для студентов, чьи фамилии начинаются с букв А...3, – варианты 1...10; И...П – 11...20; Р...Я – 21...30.

Вариант	Габаритные размеры цеха, м		Удельное электрическое сопротивление слоя земли, Ом · м		Мощность (толщина) верхнего слоя земли, м	Тип сети	Напряжение сети, В
Вариант	длина	ширина	верхнего	нижнего	Мощность (толщина) верхнего слоя земли, м	Тип сети	Напряжение сети, В
01	60	18	8	20	3	Трехфазная с изолированной нейтралью	380
02	72	24	10	22	3		380
03	66	24	12	26	3		220
04	72	18	14	30	3		220
05	90	24	16	36	3		380
06	72	24	18	40	3		380
07	72	18	20	50	3,5		380
08	90	24	22	60	3		220
09	72	24	24	70	3		380
10	66	18	26	80	3,5		220
11	60	18	30	10	3,5		380
12	66	12	40	12	4	Трехфазная с глухозаземленной нейтралью	380
13	72	18	45	15	3		220
14	90	18	40	15	3		220
15	36	12	55	22	3		380
16	24	12	60	25	4		380
17	12	12	40	20	3		220
18	24	12	30	18	3	Трехфазная с глухозаземленной нейтралью	220
19	18	18	22	12	4		380
20	60	18	20	16	4		380
21	72	18	12	12	3,5	Однофазная	380
22	60	24	18	18	3,5		220
23	36	36	12	15	3		220
24	24	24	12	12	3,5		220
25	12	12	20	20	3		380
26	24	12	16	13	3,5		380
27	60	72	60	60	3		380
28	66	24	50	30	3		380
29	72	24	42	18	3,5		220
30	66	18	20	12	3		220

ЛИТЕРАТУРА

ГОСТ 12.1.030—81. ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление.

Тема 2.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Защитное заземляющее устройство, предназначенное для защиты людей от поражения электрическим током при переходе напряжения на металлические части электрооборудования, представляет собой специально выполненное соединение конструктивных металлических частей электрооборудования (вычислительная техника, приборостроительные комплексы, испытательные стенды, станки, аппараты, светильники, щиты управления, шкафы и пр.), нормально не находящихся под напряжением, с заземлителями, расположенными непосредственно в земле.

В качестве искусственных заземлителей используют стальные трубы длиной 1,5...4 м, диаметром 25...50 мм, которые забивают в землю, а также металлические стержни и полосы.

Для достижения требуемого сопротивления заземлителя, как правило, используют несколько труб (стержней), забитых в землю и соединенных там металлической (стальной) полосой.

Контурным защитным заземлением называется система, состоящая из труб, забиваемых вокруг здания цеха, в котором расположены электроустановки.

Заземление электроустановок необходимо выполнять:

при напряжении выше 380 В переменного и 440 В постоянного тока в помещениях без повышенной опасности, т. е. во всех случаях;

при номинальном напряжении выше 42 В переменного и 110 В постоянного тока в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках;

при любых напряжениях переменного и постоянного тока во взрывоопасных помещениях.

Ниже приведены классификация и характеристика помещений.

Помещения без повышенной опасности:

помещения, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную опасность или особую опасность (см. ниже).

Помещения с повышенной опасностью:

помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий:

сырость (относительная влажность воздуха длительно превышает 75 %);

токопроводящая пыль;

токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т.д.);

высокая температура (температура в помещении постоянно или периодически превышает 35 °С);

возможность одновременного прикосновения человека к соединенным с землей металлоконструкциям зданий с одной стороны и к металлическим корпусам электрооборудования с другой.

Помещения особо опасные:

помещения, характеризуемые наличием одного из следующих условий:

особая опасность – относительная влажность близка к 100 % (потолок, стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой);

химически активная или органическая среда (в помещении содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, образуются отложения или плесень);

наличие одновременно двух и более условий для помещений повышенной опасности.

На электрических установках напряжением до 1000 В одиночные заземлители соединяют стальной полосой толщиной не менее 4 мм и сечением не менее 48 мм². Для уменьшения экранирования рекомендуется одиночные заземлители располагать на расстоянии не менее 2,5...3 м один от другого.

2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА

Сопротивление растеканию тока. Ом, через одиночный заземлитель из труб диаметром 25... 50 мм

R _тр = 0,9(ρ/ l _тр),

где ρ – удельное сопротивление грунта, которое выбирают в зависимости от его типа, Ом · см (для песка оно равно 40000...70000, для супеси – 15000...40000, для суглинка – 4000...15000, для глины – 800...7000, для чернозема – 900...5300); l _тр — длина трубы, м.

Затем определяют ориентировочное число вертикальных заземлителей без учета коэффициента экранирования

n = R _тр/ r

где r – допустимое сопротивление заземляющего устройства, Ом.

В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) на электрических установках напряжением до 1000 В допустимое сопротивление заземляющего устройства равно не более 4 Ом.

Разместив вертикальные заземлители на плане и определив расстояние между ними, определяют коэффициент экранирования заземлителей (табл. 1).

1. Коэффициенты экранирования заземлителей η_тр

Число труб (уголков)	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	η_тр	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	η_тр	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	η_тр
4	1	0,66...0,72	2	0,76...0,80	3	0,84...0,86
6	1	0,58...0,65	2	0,71...0,75	3	0,78...0,82
10	1	0,52...0,58	2	0,66...0,71	3	0,74...0,78
20	1	0,44...0,50	2	0,61...0,66	3	0,68...0,73
40	1	0,38...0,44	2	0,55...0,61	3	0,64...0,69
60	1	0,36...0,42	2	0,52...0,58	3	0,62...0,67

Число вертикальных заземлителей с учетом коэффициента экранирования

n ₁ = n /η_тр

Длина соединительной полосы, м,

l _п = n ₁ a

где а – расстояние между заземлителями, м.

Если расчетная длина соединительной полосы получилась меньше периметра цеха (задается по варианту), то длину соединительной полосы необходимо принять равной периметру цеха плюс 12...16 м. После этого следует уточнить значение η_тр. Если а / l _тр > 3, принимают η_тр = 1.