5.3. Расчет контура защитного заземления электроустановок

Общие сведения и методика расчета

Защитным заземлением называют преднамеренное соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением.

Область применения защитного заземления:

- сети напряжением до 1000 В —трехфазные трехпроводные с изолированной нейтралью, однофазные двухпроводные, изолированные от земли, а также двухпроводные постоянного тока с изолированной средней точкой обмоток источника тока;

- сети переменного и постоянного тока с любым режимом нейтральной или средней точки обмоток источников тока напряжением свыше 1000 В.

Принцип действия защитного заземления заключается в снижении до безопасных значений напряжений прикосновения и шага в случае появления электрического потенциала вследствие замыкания тока на металлические корпуса электрооборудования, разряда молнии или других причин.

Каждую электроустановку следует присоединять к заземляющей магистрали отдельным проводником. Последовательное соединение заземляемых частей не допускается. Соединения должны быть надежными, обычно их выполняют сваркой или с помощью болтов.

Защитное заземление состоит из одного или нескольких заземлителей, находящихся в земле. К ним подсоединен проводник (шина), который располагается по периметру производственного помещения и к которому присоединяется рабочее оборудование. Защитные свойства заземления определяются главным образом конструкцией заземлителей, которые в своей совокупности называются контуром. Его проектирование осуществляется в следующей последовательности.

Рисунок 3. Схемы заземлителей.

а — стержневого вертикального круглого сечения у поверхности земли; б— стержневого круглого сечения, вертикально заглубленного в землю; в — горизонтальной полосы, заглубленной в землю

5.3.1. Устанавливается тип заземлителей. Если он не предусмотрен исходными данными, то руководствуются при этом простотой заглубления, прочностью грунта, недопустимостью повреждения движущейся техникой и т.д.

5.3.2. Определяются размеры одиночного заземлителя. Они принимаются согласно исходных данных, а при их отсутствии  путем замера имеющихся в наличии металлических труб или полос.

5.3.3. Рассчитывается сопротивление растеканию электротока с одиночного заземлителя по одному из уравнений:

 если верхний конец заземлителя находится на уровне земли при заглублении стержня ниже уровня земли

= 0,366lg ; (5.3.2)

 для протяженного полосового заземлителя

= 0,366(lg+0,5 lg ); (5.3.3)

где  сопротивление одиночного стержневого или полосового заземлителя, Ом;

  удельное сопротивление почвы (грунта), Омм, принимается согласно исходных данных по табл. 5.3.1;

l  длина заземляющего стержня (полосы), м, принимается по исходным материалам;

d  диаметр стержня, м (исходные данные);

h  расстояние от поверхности земли до середины заземлителя (стержня или полосы), м,принимается по исходным данным;

b  ширина полосы, м (исходные данные).

5.3.4. Определяется примерная потребность одиночных заземлителей

n _ОЗ = ( R_ОЗ _С)/ R_Н , (5.3.4)

где n_ОЗ примерная потребность одиночных заземлителей, шт.;

R _Н  нормативное сопротивление растеканию электротока с контура, Ом,

принимается согласно исходным материалам по табл. 5.3.2;

 _С  коэффициент сезонности, учитывающий климатические особен-ности зоны, где проектируется электрозащита (табл. 5.3.3).

5.3.5. Уточняется потребное количество заземлителей с учетом коэффициента экранирования по выражению

n = n_ОЗ /_Э, (5.3.5)

где n  проектируемое количество заземлителей, штук;

_Э  коэффициент экранирования, определяется в зависимости от соотно-шения а /l по табл. 5.3.4;

а  расстояние между заземлителями, м, принимается согласно исходных данных.

5.3.6. Размещаются заземлители в грунте согласно исходных данных и соединяются металлическим проводником.