5.3 Расчет защитного заземления

Наиболее распространенным и эффективным техническим способом защиты от поражения электрическим током является защитное заземление.

Защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением, с землей или ее эквивалентом. Принцип действия защитного заземления заключается в снижении до безопасных значений напряжения прикосновения и тока, проходящего через тело человека. Назначение защитного заземления – устранение опасности поражения электрическим током в случае прикосновения человека к корпусу электрооборудования или другим нетоковедущим металлическим частям, оказавшимся под напряжением.

Устанавливают следующие значения наибольшего допустимого сопротивления защитного заземляющего устройства в электроустановках напряжением до 1000 В: сети с изолированной нейтралью при мощности генератора или трансформатора до 100 кВт – 10 Ом, а при мощности более 100 кВт – 4 Ом.

Исходные данные для расчета защитного заземления представлены в таблице 5.5.

Таблица 5.5 – Исходные данные для расчета защитного заземления

Наименование, размерность	Значение
Напряжение электроустановки, В	До 1000
Суммарная мощность электроустановки, кВт	200
Грунт	Чернозем
Удельное сопротивление грунта , Ом·м	53
Тип заземлителя и размеры сечения, мм	Труба Ø 40
Расстояние между стержнями a, м	7
Длина стержня заземлителя l, м	3,5
Отношение расстояния между заземлителями и их длинами	2
Глубина заложения верхних концов стержней и горизонтальных проводников H0, м	0,7

Наименование, размерность	Значение
Размеры сечения заземляющих соединительных проводников (полоса, сталь), мм	12×4
Способ заложения заземлителей	В ряд

Расчет защитного заземления производится в соответствии с [11].

Расчет сопротивления растеканию тока одиночного заземлителя осуществляется по формуле (4.) [5]:

где – удельное сопротивление грунта, Ом·м;

– длина стержня, м;

– диаметр стержня, м;

– параметр, определяемый по формуле (4.2):

– глубина заложения верхних концов, стержней и горизонтального полосового заземлителя в грунте, м.

На практике расчет сопротивления растеканию тока одиночного заземлителя осуществляется по приближенной формуле:

, Ом (4.3)

Количество стержней-заземлителей без учета работы соединительных полос рассчитывается по формуле:

где – коэффициент использования вертикального стержня- заземлителя ( );

- дополнительное сопротивление, Ом. Ом при суммарной мощности 200 кВт.

Длина горизонтального полосового заземлителя при расположении в ряд вычисляется по формуле:

где - расстояние между заземлителями, м;

- количество стержней-заземлителей, шт.

Расчет сопротивления растеканию тока горизонтального электрода (полосового заземлителя, соединяющего вертикальные электроды между собой) осуществляется по приближенной формуле (погрешность 25 %):

,

где - длина горизонтального полосового заземлителя, м;

- ширина сечения полосового заземлителя, м (большая сторона сечения), м.

Ом.

Сопротивление группового искусственного заземлителя, состоящего из параллельно включенных стержней-заземлителей и полосы вычисляется по формуле:

где - коэффициент использования горизонтального полосового заземлителя, .

Должно выполняться условие: ,

где - допустимое значение сопротивления заземляющего устройства, .

.

Расчеты произведены правильно и количество стержней достаточно для обеспечения безопасности от поражения электрическим током.