Теоретические сведения

Защитное заземление - это преднамеренное соединение с землей нетоковедущих металлических частей электрооборудования, которые не находятся под напряжением, но могут оказаться под напряжением в результате нарушения изоляции. Правильно рассчитанное и выполненное защитное заземление позволяет снизить величину тока через человека до безопасной величины при качании им корпуса оборудования, оказавшегося под напряжением.

Защитное заземление используется в трехфазных трехпроводных сетях при величинах напряжений до 1000В с изолированной нейтралью и выше 1000В - с любым режимом нейтрали.

Заземляющее устройство состоит из заземлителей - металлических стержней, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей, и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части оборудования с заземлителями.

Ток, проходящий через заземлитель в землю, преодолевает сопротивление, называемое сопротивлением растеканию тока. Сопротивление заземлителя растеканию тока складывается из заземления самого заземлителя, переходного сопротивления между заземлителем и землей и сопротивления грунта. Два первых по сравнению с последним весьма малы, поэтому ими пренебрегают и под сопротивлением заземлителя растеканию тока понимают сопротивление грунта растеканию тока.

При расчете заземления сначала определяется сопротивление одиночного заземлителя растеканию тока. Для трубчатого или стержневого заземлителя в грунте это сопротивление равно:

Rt=0.366p/ It (lg(2 lt/d)+l/2Ig((4t+ It)/ (4t-lt)) , где:

P - удельное сопротивление грунта (электрическое сопротивление куба из

грунта со сторонами 1 см.), Ом/см;

It - длина заземлителя, см;

d - диаметр заземлителя, см

t - расстояние от поверхности грунта до середины заземлителя, см

Кол-во заземлителей находится по формуле n=Rt/ro_t , где

Ro - нормируемая величина сопротивления, определяемая в соответствии с требованиями ПУЭ, Ом

_t - коэффициент использования вертикальных заземлителей, учитывающий увеличение сопротивления растеканию заземлителей за счет повышенной плотности тока в общих участках земли, по которым проходят токи нескольких электродов.

Сопротивление растеканию горизонтальной соединительной полосы определяется по выражению:

Rn = 0,366(p^{^}2/ln)Ig(2In^{^}2/bh), Ом, где:

In - длина соединительной полосы, In=а(n-1),

где а - расстояние между вертикальными заземлителями, см.

b - толщина соединительной полосы, см.

Суммарное сопротивление растеканию ЗУ находится по формуле:

, где

_n - коэффициент использования горизонтального полосового заземлителя, соединяющего вертикальные заземлители.

Контроль заземления производится при вводе установки в эксплуатацию и периодически в сроки, установленные в ПУЭ. Контроль заключается во внешнем осмотре, измерении сопротивления заземлителей растеканию и заземляющих проводников и сравнении полученных результатов с нормированными значениями.

При внешнем осмотре производится проверка целостности заземляющих проводников и плотности контактов.

Упрощенна схема устройства защитного заземления с характерными размерами, используемыми при расчете

Рис.1, устройство защитного заземления

1 - вертикальные заземлители

2 - соединительная горизонтальная полоса

3 - заземляющий проводник

4- корпус заземляемой установки

Рассчитать сопротивление растеканию заземляющего устройства по заданным параметрам.

Сопротивление заземлителя растеканию тока складывается из сопротивления самого заземлителя, переходного сопротивления между заземлителем и землей м сопротивления грунта. Два первых по сравнению с последним весьма малы, поэтому ими пренебрегают под сопротивлением заземлителя растеканию тока понимают сопротивление грунта растеканию тока.

Нормируемое значение сопротивления растеканию заземляющего устройства:

Rнорм = 4 Ом

Значения заданных параметров:

Название величины	Обозначение	Значение
Длина заземлителя	It	260см
Диаметр заземлителя	d	3,3см
Глубина заложения	h	90см
Расстояние между заземлителями	а	780см
Толщина соединительной полосы	b	4 см
Удельное электрическое сопротивление грунта (Супесок)	Р	0,3*10^4Ом*см

Величина сопротивления растеканию одиночного заземлителя

Rt = 23,6 Oм

Количество заземлителей

n=Rt/R_n*_t = 3

Сопротивление растеканию горизонтальной соединитльной полосы

Rn = 4,23 Ом

Суммарной сопротивление растеканию заземляющего устройства

, (Ом)

№ варианта	Сопротивление растеканию вертикального заземлителя, Ом	Количество заземлителей, шт	Сопротивление растеканию соединительной полосы, Ом	Сопротивление растеканию заземляющего устройства, Ом	Нормируемые величины сопротивления растеканию, Ом	Примечание
2	23, 6	3	4, 23		4	Данное ЗУ разрешено эксплуатировать, т.к. оно обеспечивает защиту

Оценка качества защитного заземления

Сопротивление, определенное по методу амперметра и вольтметра, Ом	Нормируемая величина сопротивления растеканию, Ом	Примечание
	4	К эксплутации годно