5. Электробезопасность Задача 5.1. «Расчёт заземляющего устройства для электроустановки»

Произвести расчёт заземляющего устройства для электроустановок с глухозаземлённой нейтралью напряжением 380 В. Грунт – суглинок. Стержни размещены по контуру цеха, имеющего размеры АВ (см. варианты к задаче «Расчёт искусственного освещения производственного помещения»). Глубина заложения стержней от поверхности Земли Н=0,5 м.

Исходные данные по варианту приведены в Приложении1, табл. 7.

1. В качестве заземлителей принимаются стержни заданной длины l_c, м (по варианту) из стальных труб диаметром d=50 мм. Осуществляется соединение на сварке стальной полосой шириной b=40 мм.

2. Удельное сопротивление грунта с учётом сезонных колебаний влажности для вертикальных стержней, Ом∙м,

, (46)

где _в – коэффициент сезонности, выбирается в зависимости от климатической зоны, влажности грунта и конфигурации электродов (табл 5.1), ρ₀ – удельное сопротивление грунта, Ом∙м (табл. 5.2).

3. Сопротивление растеканию тока одиночного стержня, Ом,

, (47)

где t – расстояние от поверхности земли до середины стержня, м.

4. Предварительное количество заземлителей

, (48)

где R_з – сопротивление растеканию тока в соответствии с ПУЭ. Для электроустановок с глухозаземлённой нейтралью напряжением 380 В – 4 Ом. В случае линейного напряжения 2 и 8 Ом – 660 и 220 В соответственно. При удельных сопротивлениях грунта более 10 Ом·м указанные значения сопротивлений увеличивают прямо пропорционально сопротивлению грунта, делённому на 100.

Таблица 5.1

Значения коэффициентов сезонности

Климатическая зона	Значения коэффициентов сезонности при влажности земли
	повышенной	нормальной	малой
Вертикальный электрод длиной 3 м
I	1,9	1,7	1,5
II	1,7	1,5	1,3
III	1,5	1,3	1,2
IV	1,3	1,1	1,0
Вертикальный электрод длиной 5 м
I	1,5	1,4	1,3
II	1,4	1,3	1,2
III	1,3	1,2	1,1
IV	1,2	1,1	1,0
Горизонтальный электрод длиной 10 м
I	9,3	5,5	4,1
II	5,9	3,5	2,6
III	4,5	2,5	2,0
IV	2,5	1,5	1,1
Горизонтальный электрод длиной 50 м
I	7,2	4,5	3,6
II	4,8	3,0	2,4
III	3,2	2,0	1,6
IV	2,2	1,4	1,1

5. Длина соединительной полосы при расположении по длине контура цеха, м,

. (49)

6. Расстояние между стержнями , м,

(50)

7. Удельное сопротивление грунта для соединительной полосы, Ом∙м,

, (51)

где _г – коэффициент сезонности для соединительной полосы (табл 5.1).

Таблица 5.2

Значения удельных сопротивлений грунта

Вид грунта	Значения удельных электрических сопротивлений грунтов, Ом∙м
	при пределах колебаний	при влажности 10-20 % к массе грунта
Глина	8–70	40
Суглинок	40–150	100
Песок	400–700	700
Супесок	150–400	300
Торф	10–30	20
Чернозем	9–53	20
Садовая земля	30–60	40
Каменистый	500–800	–
Скалистый	104–107	–

8. Сопротивление растеканию тока соединительной полосы, Ом,

. (52)

9. По табл. 5.3 определяют коэффициент использования вертикальных стержней _с и коэффициент использования соединительной полосы _п по табл. 5.4.

10. Результирующее сопротивление заземляющего устройства, Ом,

. (53)

Сравнивают полученное сопротивление с допустимым по ПУЭ. Если условие непревышения не соблюдено, увеличивают количество вертикальных заземлителей и производят расчёт с п. 6.

11. Уточняют количество стержней, шт,

. (54)

Таблица 5.3

Значения коэффициентов экранирования вертикальных электродов

Число заземлителей	Значения коэффициентов экранирования для вертикальных электродов, ηЭЭ, в зависимости от отношения расстояний между электродами к их длине при размещении
	в ряд			по контуру
	1	2	3	1	2	3
2	0,85	0,91	0,94	–	–	–
4	0,72	0,83	0,89	0,69	0,78	0,85
6	0,65	0,77	0,85	0,61	0,73	0,80
10	0,59	0,74	0,81	0,56	0,68	0,76
20	0,48	0,67	0,76	0,47	0,63	0,71
40	–	–	–	0,41	0,58	0,66
60	–	–	–	0,39	0,55	0,64
100	–	–	–	0,36	0,52	0,62