Расчет заземления

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчет заземления

1. Нормирование параметров защитного заземления

Заземление должно обеспечивать безопасность при прикосновении к нетоковедущим частям, случайно оказавшимся под напряжением, и при воздействии напряжения шага.

В ПУЭ нормируется допустимое сопротивление заземления в зависимости от напряжения электроустановки.

В электроустановках напряжением до 1000 В сопротивление заземления должно быть не выше 4 Ом, если же суммарная мощность параллельно работающих источников (трансформаторов, генераторов и т.п.) не превышает 10 кВА, сопротивление заземления должно быть не более 10 Ом [14].

В электроустановках напряжением выше 1000 В с малым током замыкания на землю допускается сопротивление заземления (Rq) [15]:

, Ом

где Iз - расчетный ток замыкания на землю, А.

Но величина Rq в этом случае должна быть не более 10 Ом, т.е. допускается напряжение относительно земли до 250 В.

Если заземляющее устройство используется одновременно для электроустановок напряжением до 1000 В и выше 1000 В, сопротивление контура заземления допускается:

, Ом.

Но не выше нормы для электроустановки напряжением до 1000 В (4 или 10 Ом).

Ток замыкания на землю определяется из выражений:

- в сетях напряжением до 1000 В:

, А

где Uф - фазное напряжение сети, В.

В сетях напряжением выше 1000 В с малыми токами замыкания на землю:

, А

где lк - общая длина подключенных к сети кабельных линий, км;

lв - общая длина, подключенных к сети воздушных линий, км.

В электроустановках с большими токами замыкания на землю сопротивление заземления допускается не выше 5 Ом [10].

2. Расчет контура заземления

Расчет сводится к определению числа вертикальных заземлителей и длины соединительной полосы (шины) с размещением на плане. Расчет производится в следующем порядке:

1. Определяется норма на допустимое сопротивление заземления (Rq).

2. Выбирается тип заземлителя (таблица 4.1).

3. Определяется заземление одиночного вертикального заземлителя (Rз) по формулам таблицы 4.1.

4. Определяется ориентировочное количество заземлителей (n'):

n' = Rз / Rq.

5. Определяется сопротивление одиночного вертикального заземлителя (R'з) с учетом климатического коэффициента (Ш) (таблица 4.3), т.е.:

R'з = Rз · Ш4)

6. Учитывая коэффициент использования вертикальных заземлителей (зст), который находится по таблице 4.4, определяют окончательное количество заземлителей (n) по формуле:

Таблица 4.1 - Формулы для вычисления сопротивлений одиночных заземлителей растеканию тока

Примечания: 1. В формулах - удельное сопротивление грунта, Ом•м (1 Ом•м - сопротивление кубика грунта с ребром длиной 1 м);

2. В формулы вместо d трубы (стержня) должен подставляться эквивалентный диаметр угловой стали dэ, равный 0,95 · в, где в - ширина сторон уголка, м);

3. Все размеры подставляются в метрах, при этом Rз будет выражено в Омах.

n = R'з / зcт ? Rq

где Rq - допустимое сопротивление контура заземления, Ом.

7. Предварительно разместив искусственные заземлители на плане, определяют длину соединительной полосы (L) по формуле:

L = 1,05 ? l' ? n, м

где l' - расстояние между вертикальными заземлителями, м.

8. По формулам таблицы 4.1 определяют сопротивление заземления соединительной полосы (Rп).

9. Находим сопротивление заземления соединительной полосы (R'п) с учетом коэффициента использования полосы (зп):

R'п = Rп ? зп, Ом

Коэффициент использования полосы находится по таблице 4.5.

10. Определяем сопротивление контура заземления (Rк) из вертикальных заземлителей, соединенных полосой:

, Ом

Полученное сопротивление контура должно быть не больше допустимого сопротивления заземления, т.е. Rк ? Rq.

Таблица 4.2 - Приближенные значения удельных сопротивлений различных грунтов и воды[16]

Таблица 4.3 - Значения расчетных климатических коэффициентов ш при определении удельного сопротивления грунта [16]

Примечание: ш1- принимается, если измерения сопротивления грунта производились при большой влажности грунта; ш2 - если измерения проводились при средней влажности; ш3- если измерения проводились при сухом грунте.

Таблица 4.4. - Коэффициенты использования зст заземлителей из труб или уголков

Таблица 4.5 - Коэффициенты использования зп соединительной полосы заземлителей из труб или уголков

4.3 Расчет зануления

Безопасность электроустановки с занулением обеспечивается удовлетворением условию:

Iк>К?Iном, А

где Iк - ток короткого замыкания, А;

Iном - номинальный ток плавкой вставки предохранителя или ток срабатывания автомата, А;

К - коэффициент кратности тока (при автоматическом выключателе - К = 1,25...1,4; при плавких предохранителях минимальный К = 3; во взрывных помещениях К = 4; при автоматах с обратно зависимой от тока характеристикой минимальный коэффициент кратности К = 3; во взрывоопасных помещениях К = 6).

Расчетная величина тока короткого замыкания определяется из выражения:

, А

где Uф - фазное напряжение сети, В;

ZT - внутреннее сопротивление трансформатора, Ом;

Zф - сопротивление фазного провода, Ом;

Zн - сопротивление нулевого провода, Ом.

Сопротивление (Zф + Zн) равно сопротивлению петли фаза-нуль (ZП), которое вычисляется по формуле:

, Ом

где Rф- активное сопротивление фазного провода, Ом;

Rн - активное сопротивление нулевого провода, Ом;

ХП - индуктивное сопротивление петли фаза-нуль.

Таблица 4.6 - Внутреннее сопротивление трансформатора

Активное сопротивление фазного и нулевого проводов (Rпpов) определяется:

Rпров = спров?l/S, Ом

заземление ток формула

где спров - удельное электрическое сопротивление проводов, (для меди спров = 0,0175...0,018 Ом?м, для алюминия - 0,026...0,029, для стали - 0,103...0,14 [17]);

l - длина провода, м;

S - сечение провода, м2.

Индуктивное сопротивление петли фаза-нуль медных и алюминиевых проводов малы и ими можно пренебречь.

Размещено на Allbest.ru