2.9.Розрахунок заземлюючого пристрою.

Захисним зануленням в електроустановках до 1000В називається навмисне з’єднання частин електроустановки, що нормально не знаходяться під напругою, з глухо заземленою нейтраллю генератора або трансформатора в мережах трифазного струму або з глухо заземленою середньою точкою джерела в мережах постійного струму.

Схема занулення елементів електрообладнання в установках до 1000В з глухо заземленою нейтраллю, мал.2.9.1.

Мал. 2.9.1.

де: 1 - захисний нульовий провідник;

2 – корпус автоматичного вимикача;

3 – корпус електродвигуна.

При пошкодженні ізоляції (замиканні фази на корпус) утворюється однофазне коротке замикання струму Струм короткого замикання (далі –к .з.), що протікає по петлі фаза-нуль, повинен привести до миттєвого відключення пошкодженої ділянки. Задача занулення полягає в утворенні найменшого опору на шляху проходження струму однофазного к.з. та створенню надійного відключення автоматичних вимикачів або запобіжників або пускачів.

Заземлюючий пристрій складається із заземлювачів та заземлювальних провідників. В якості заземлювачів використовують в першу чергу природні заземлювачі: прокладені в землі стальні водопровідні труби, труби артезіанських скважин, стальна броня і свинцеві оболонки силових кабелів, що прокладені в землі, металеві конструкції будівель та

38

споруд, що мають надійний контакт в землі, різного роду трубопроводи, що прокладені в землі. Забороняється використовувати в якості природних заземлювачів трубопроводи горючих рідин, газів, алюмінієві провідники та кабелі, що прокладені в блоках, тунелях, каналах. Опір розтікання струму з цих заземлювачів визначається шляхом замірів.

Якщо опір природних заземлювачів недостатній, то застосовують штучні заземлювачі.

Штучні заземлювачі можуть бути з чорної сталі без покриття або з покриттям, нержавіючої сталі і міді. Матеріал, який використовується для заземлювачів і заземлювальних провідників, повинен бути електро - хімічно сумісним з матеріалом з’єднувальних та контактних елементів.

Мінімальні розміри заземлювачів та заземлювальних провідників, прокладених в землі мають відповідати табл. 2.9.1.

Табл. 2.9.1.

Матеріал	Характер. зовнішн. поверхні		Тип зазем- лювачів		Діаметр, мм		Переріз, мм2		Товщина стінки,мм		Товщина покриття, мкм
Ст.чорна	Без покриття		Для вертикальн. заземлювачів: круглий		16		-		-		-
Ст.чорна	Без покриття		Для горизонтал. заземлювачів: круглий прямокутна штаба профіль		10 - -		- 100 100		- 4 4		- - -
Ст.чорна з покритям	Гаряче оцинковане покриття		Для вертикальних заземлювачів: круглий		16		-		-		70
Ст.чорна з покритям	Гаряче оцинковане покриття		Для горизонтал. заземлювачів: круглий прямокутна штаба профіль		10 - -		- 90 90		- 3 3		50
Ст.чорна з покритям		Гальванічне мідне покриття покриття		Для вертикальних заземлювачів: круглий		14		-		-		250
Ст.чорна з покритям		Гальванічне мідне покриття покриття		Для горизонтальних заземлювачів: круглий		10		-		-		250
Нержавіюча сталь		Без покриття		Для вертикальних заземлювачів: круглий		16		-		-		70
Нержавіюча сталь		Без покриття		Для горизонтал. заземлювачів: круглий прямокутна штаба профіль		10 - -		- 90 90		- 3 3		50
Мідь		Без покриття		круглий		12		-		-		-
Мідь		Без покриття		Прямокутна штаба		-		50		2		-
Мідь		Без покриття		Труба		20		-		2		-
Мідь		Без покриття		Канат багатодротовий		1,8 для кожного з дротів		35		-		-

В усіх випадках в електроустановках до 1кВ з глухо заземленою нейтраллю переріз заземлювального провідника, який з’єднує струмопровідну частину джерела живлення із заземлювачем повинен бути:

- не менш 6мм² - для міді;

- не менш 16мм² – для алюмінію;

- не менш 50мм² – для сталі.

Опір заземлювального пристрою, до якого приєднано нейтраль джерела живлення або виводи джерела однофазного струму в будь-яку пору року не повинен перевищувати 2,4,8 Ом відповідно для лінійних напруг 660, 380, 220В джерел трифазного струму або 380, 220, 127В джерела однофазного струму. На кінцях повітряних ліній електропередач як з неізольованими, так і самоутримними ізольованими проводами або відгалужень від них довжиною понад 200 м слід влаштовувати повторні заземлення РЕN- (РЕ) –провідника, якщо кількість відхідних ліній не менша двох. Опір заземлювача, до якого приєднують нейтраль трифазного струму або виводи джерела однофазного струму, повинен бути не більшим 15, 30, 60 Ом відповідно для лінійних напруг 660, 380 і 220 В джерел трифазного струму або 380, 220, 127В джерела однофазного струму.

При використанні штучних заземлювачів потрібно знати, що одинокі заземлювачі, що закладені в грунт, не впливають один на інший, якщо відстань між ними не менша 40м.

Так, як одинокі заземлювачі розташовують в землі на відстані 2,5-3м, то струми, що стікають із заземлювачів в землю викликає явище взаємного екранування між заземлювачами, яке полягає в тому, що поле розтікання струму кожного окремого заземлювача обмежується полями сусідніх заземлювачів. В результаті екранування загальна провідність групи заземлювачів не рівна сумі провідність одиночних заземлювачів. Опір розтікання складного заземлювача визначається:

R_∑ = R1/nη;

де: η – коефіцієнт екранування трубчатих заземлювачів, який залежить від числа, взаємного екранування. Опір розтіканню заземлювачів в основному залежать від питомого опору грунту 𝑝 , який в свою чергу залежить від складу грунту, вологи, температури, щільності прилягання грунту, наявності розчинних солей. Із зміною пори року змінюються і опори розтіканню заземлювачів.

Величини питомих опорів грунту по дослідних даних:

40

Пісок вологий - 10-100 Ом м;

Гравій, щебінь -200 Ом м;

Орена земля, змішаний грунт (глина, вапно, щебінь) – 10 Ом м;

Суглинок або глина (вологість 20% по об’єму) - 4-6 Ом м;

Глина (вологість 40% по об’єму) - 1-4 Ом м;

Кам’янистий грунт - 400 Ом м.

Грунт навколо заземлювача є неоднорідним, наявність в ньому піску, будівельного сміття та грунтових вод пливає на його опір, а тому ПУЕ рекомендує визначити питомий опір 𝑝 грунту шляхом безпосередніх вимірів в тому місці, де розміщуються заземлювачі. При цьому потрібно враховувати сезонні коливання питомого опору. Збільшення питомого опору землі в зимній час і сухий літній час враховується за допомогою коефіцієнтів підвищення. Коефіцієнт підвищення залежить від стану грунту під час замірів і кількості опадів, що випали безпосередньо перед замірами.

Розрізняють три значення коефіцієнтів:

𝛹1- питомий опір відповідає приблизно мінімальному значенню (грунт вологий), перед вимірами була велика кількість опадів;

𝛹2- питомий опір відповідає приблизно середньому значенню (грунт середньої вологості), перед вимірами була невелика кількість опадів;

𝛹3- питомий опір відповідає приблизно найбільшому значенню (грунт сухий), перед вимірами ь опадів не було).

Розрахунковий питомий опір грунту в місці розташування пристрою:

𝑝 = 𝑝вим. 𝛹;

де: 𝑝вим.- виміряний питомий опір грунту;

𝛹 - коефіцієнт підвищення опору.

Розрахункові значення коефіцієнтів підвищення опору для різних груп та глибин закладки,

табл.2.92.

Характер грунту	Глибина закладки, м	𝛹1	𝛹2	𝛹3
Суглинок	0,8-3,8	2,0	1,5	1,4
Садова земля (0,6м) нижче шар глини	0-3	-	1,32	1,2
Гравій з глиною, нижче глина	0-2	1,8	1,2	1,1
Вапно	0-2	2,5	1,51	1,2
Гравій з піском	0-2	1,5	1,3	1,2
Торф	0-2	1,4	1,1	1,0
Пісок	0-2	2,4	1,56	1,2
Глина	0-2	2,4	1,36	1,2

41

Опір одного пруткового заземлювача визначається:

Rо.пр.=0,00227𝑝;

Число вертикальних заземлювачів визначається:

n = Rо.пр/ηRз;

η залежить від відношення а/l (додаток 24).

Приклад, потрібно визначити кількість заземлювачів пристрою заземлення до ввідно-облікової шафи.

Приймаємо, в місці спорудження пристрою заземлення глина, виміряний питомий опір в червні місяці був 0,4х10⁴ Ом см;

Розрахунковий питомий опір:

𝑝 = 𝑝вим. 𝛹;

З табл. 2.9.2 приймаємо 𝛹2=1,36;

𝑝 = 0,4х 10⁴х1,36=0,544х10⁴ Ом см;

В якості заземлювачів приймаємо пруткові заземлювачі перерізом 16мм згідно ПУЕ. Визначаємо опір одного заземлювача:

Rо.пр.=0,00227𝑝;

Rо.пр.=0,00227х0,544х10⁴=12,3Ом;

Приймаємо розміщення заземлювачів в ряд з відстанню між ними 2,5м і довжиною заземлювача 2,5м, тобто а/l=1, тоді з додатку 24 η=0,68;

Визначаємо кількість заземлювачів, приймаючи, що опір заземлення має бути 4Ом.

n = 12,3/0,68х4=5шт.

В специфікації буде записано: довжина вертикальних заземлювачів-5х2,5=12,5м, горизонтальних: 4х2,5=10м.

42

2.10.Складання схеми обліку електроенергії.

Розрахунковим обліком електроенергії називається облік виробленої, а також відпущеної споживачам електроенергії для грошового розрахунку за неї. Лічильники, що встановлені для розрахункового обліку, називаються розрахунковими лічильниками.

Технічним (контрольним) обліком електроенергії називається облік для контролю витраченої електроенергії всередині електростанції, підстанції, підприємств, в будівлях,

квартирах, тощо. Лічильники, що встановлені для технічного обліку, називаються лічильниками технічного обліку.

Лічильники для розрахунку електропостачальної організації зі споживачами електроенергії рекомендується встановлювати на межі поділу мережі (за балансовою приналежністю) електропостачальної організації та споживача. Для підприємств, що розраховуються з електрозпостачальною організацією за максимумом заявленої потужності, слід передбачити встановлення лічильника з вказівником максимуму навантаження за наявності одного пункту обліку, за наявності двох або більше пунктів обліку - застосування автоматизованої системи обліку електроенергії. Лічильник електроенергії слід встановлювати на межі поділу основного споживача і стороннього споживача (субабонента), якщо від лінії або трансформаторів споживачів живиться ще сторонній споживач, що перебуває на самостійному балансі. Для споживачів кожної тарифікаційної групи слід установити окремі розрахункові лічильники.

Лічильники реактивної енергії повинні встановлюватись:

- на тих самих елементах схеми, на яких установлено лічильники активної енергії для споживачів, що розраховуються за електроенергію з урахуванням дозволеною до використання реактивної потужності;

- на приєднаннях джерел реактивної потужності споживачів, якщо за ними проводиться розрахунок за електроенергію, видану в мережу енергосистеми, або контроль заданого режиму роботи.

Клас точності трансформаторів струму і напруги для приєднання розрахункових лічильників електроенергії повинен бути не більше 0,5. Допускається використання трансформаторів напруги класу точності 1, для вмикання розрахункових лічильників класу точності 2,0.

Для приєднання лічильників технічного обліку допускається використання трансформаторів струму класу точності 1,0, а також вбудованих трансформаторів струму класу точності 1,0, якщо за для отримання класу 1,0 потрібне встановлення додаткових комплектів трансформаторів струму.

Трансформатори напруги, що використовуються для приєднання лічильників технічного обліку, може мати клас точності нижче 1,0.

Наприклад, згідно завдання для вибору лічильника в принциповій живильної та розподільчої мереж об’єкту комерційного призначення визначаємо струм:

Ір.= ΣРном./√3Uном.хcosφ;

Ір.= 5./√1,73х0,38х0,95=8,0А;

З додатку 29 вибираємо лічильник трифазний для обліку активної енергії прямого включення типу НІК 2301 АП1, Іном.=5-100А, Uном.=3х220/380В, класу точності 1. На аркуші А4 пояснювальної записки викреслюємо схему обліку електроенергії, мал. 2.10.1. Облік проектуємо виконати на межі розподілу, тобто у ввідно-обліковій шафі ВРП.

43

Мал.2.10.1

44