11.7 Расчет защитного заземления

Как уже отмечалось, поражение людей электрическим током является одним из наиболее опасных факторов в помещении щита управления. Поэто­му для защиты людей от поражения электрическим током в данном проекте предусмотрим защитное заземление. При выполнении защитного заземления в электроустановках с изолированной нейтралью все металлические корпуса электроприемников и металлические конструкции, которые могут оказаться из - за повреждения изоляции под опасным напряжением, преднамеренно соединяются с землей. Таким образом, назначение защитного заземления за­ключается в том, чтобы создать между корпусом защищаемого электропри­емника и землей электрическое соединение с достаточно малым сопротивле­нием, меньшим сопротивления тела человека. Заземление в электроустанов­ках систем автоматизации выполняют при напряжении переменного тока 380 В и выше. Проектируемая ИИС относится именно к этому классу электроус­тановок.

Заземлению подлежат металлические корпуса контрольно - измери­тельных приборов, регулирующих устройств, корпуса электродвигателей ис­полнительных механизмов, металлические щиты, металлические оболочки контрольных и силовых кабелей, стальные трубы электропроводок и т.д. Все эти элементы имеют место в данном проекте. Поэтому становится ясным необходимость проведения подобного рода мероприятий по защите обслу­живающего персонала от поражения электрическим током. Для заземления электроустановок систем автоматизации должна использоваться заземляю­щая сеть системы электроснабжения, которую нам и предстоит рассчитать.

Защитное заземление необходимо выполнить для оборудования, пи­тающегося от сети 380 В, кроме того для всех щитов с контрольно - измери­тельной аппаратурой.

Для заземления можно использовать трубы диаметром 45 мм (с тол­щиной стенок 2,5 мм), длиной 2500 мм и полосовую сталь сечением 48 мм², толщиной 4 мм. Заземлители разместим в ряд. Характер грунта в месте уста­новки заземлителей - суглинок.

Трубчатые заземлители погружают в землю на глубину 0,8 м, расстояние между заземлителями примем равным трем длинам заземлителей а = 7500 мм.

Наибольшее допустимое значение сопротивления, установленное Правилами устройства электроустановок, составляет 4 Ом.

Удельное сопротивление грунта:

Учитывая возможность высыхания грунта летом и промерзания зимой, определяем расчетное значение удельных сопротивлений электродов и полос определяется по формуле:

(11.1)

Где - повышающие коэффициенты.

_Э = 1·10⁴ ·1,9 = 1,9 ·10⁴ Ом ·см,

_П = 1·10⁴ ·5 = 5 · 10⁴ Ом ·см.

Определяем величину сопротивления одной забитой в землю трубы:

(11.2)

где - удельное расчетное сопротивление грунта для электрода, ;

- длина трубы, см;

- наружный диаметр трубы, см;

- глубина заложения трубы в землю, равная расстоянию от поверхности земли до середины трубы, см.

.

Определим потребное число трубчатых заземлителей по формуле:

(11.3)

где r_З – величина сопротивления заземляющего устройства, предусмотренная по норме, Ом;

R_Э – сопротивление растекания одиночного заземлителя в наихудших условиях.

шт.

Учитывая, что трубы соединяются заземляющей полосой, которая выполняет роль заземлителей, уменьшим полученное число труб до 14 шт.

Определяем длину соединительной полосы, м по формуле:

(11.4)

Определяем сопротивление полосы Rn, Ом:

(11.5)

где - удельное расчетное сопротивление грунта для полосы ;

- длина полосы, см;

- ширина полосы, см;

- глубина заложения полосы в землю, см.

Результирующее сопротивление растеканию системы с учетом коэффициента использования труб и полосы рассчитываем по формуле:

(11.6)

где - сопротивление заземления одной трубы, Ом;

- число труб - заземлителей;

- коэффициент использования труб контура;

- сопротивление заземления соединяющих полос;

- коэффициент использования соединительной полосы.

.

Полученная величина результирующего сопротивления удовлетворяет нормам и, следовательно, его можно принять в качестве исходной при проектировании защитного заземления.

На рисунке 11.1 изображена схема расположения заземлителей в грунте.

Рисунок 11.1 - Схема расположения заземлителей

Проведенный расчет заземления и полученная схема расположения заземлителей, которая будет реализована на реальном объекте устранит опасность поражения электрическим током обслуживающего персонала и уменьшит процент аварий техногенного типа.