Приклади вирішення типових задач. Електробезпека

Задача 1. Розрахувати систему захисного заземлення, виконану з вертикальних труб, з'єднаних стрічковою шиною.

Характеристики заземлюючого пристрою:

• довжина труби L = 2,4 м;

• діаметр труби d = 0,05 м;

• відстань між трубами a = 2,4 м;

• величина заглиблення h = 0,8 м;

• ширина смуги b = 0,8 м;

• коефіцієнт сезонності η_с = 1,2;

• питомий опір чорнозему ρ = 200 Ом*м.

Рішення: Розрахунок заземлення здійснюється у такій послідовності:

• визначають розрахунковий питомий опір ґрунту;

• розраховують опір розтіканню струму одного вертикального заземлювача;

• визначають необхідну кількість заземлювачів та орієнтовне їх розташування по периметру приміщення або в ряд з визначенням відстані між ними (відстань між заземлювачами та розташування їх в ряд або по контуру можуть бути задані);

• розраховують опір розтіканню з'єднувальної шини;

• розраховують загальний опір заземлюючого пристрою з урахуванням з'єднувальної шини.

Розрахунковий питомий опір ґрунту ρ_р (Омм) визначають за формулою:

, (14)

де ρ – питомий опір ґрунту за вимірами або орієнтовно (табл. 1);

φ – кліматичний коефіцієнт, що залежить від характеру ґрунту та його вологості під час вимірів (табл. 2).

Таблиця 1

Орієнтовні значення питомого опору ґрунтів

Ґрунт	Питомий опір, Омм
	Можливі межі коливань	При середній вологості ґрунту
Пісок	400…700	700
Супісок	150…400	300
Кам’янистий ґрунт	150…4000	4000
Суглинок	40…150	100
Чорнозем	9…500	200
Садова земля	400…600	500
Глина	8…70	70

Таблиця 2

Кліматичні коефіцієнти ґрунтів

Ґрунт	φ1	φ2	φ3
Пісок	2,4	1,6	1,2
Супісок	2,3	1,5	1,2
Кам’янистий ґрунт	1,5	1,3	1,2
Суглинок	2,0	1,5	1,4
Глина	2,4	1,4	1,2
Чорнозем	1,5	1,3	1,2
Садова земля	2,0	1,5	1,2

Примітка: В залежності від вологості ґрунту використовується:

φ₁ – якщо виміри виконувались при великій вологості ґрунту;

φ₂ – при середній вологості ґрунту;

φ₃ – при сухому ґрунті.

Опір розтіканню струму одного вертикального стрижневого (трубчатого) заземлювача при заглибленні, Ом:

, (15)

де l – довжина заземлювача, м;

d – діаметр заземлювача, м;

h – заглиблення заземлювача, м;

t – відстань від поверхні землі до середини заземлювача, м.

Орієнтовна кількість вертикальних заземлювачів, шт.:

(16)

де R_н – найбільший допустимий опір заземлюючого пристрою (згідно з "Правилами устройства електроустановок" R_н = 4 Ом).

Шляхом розташування отриманої кількості заземлювачів на плані визначають орієнтовно відстань між ними та коефіцієнт використання вертикальних заземлювачів η (табл. 3) залежно від кількості стрижнів і відношення відстані між ними до їх довжини.

Таблиця 3

Кількість заземлювачів n і коефіцієнти їх використання η в залежності від відношення відстані між трубами (стрижнями) до їх довжини a/l

a/l	При розташуванні
	в ряд		по контуру
	n	η	n	η
1	2	0,84-0,87	4	0,66-0,72
	3	0,76-0,80	6	0,58-0,65
	5	0,67-0,72	10	0,52-0,58
	I0	0,56-0,62	20	0,44-0,50
	15	0,51-0,56	40	0,38-0,44
	20	0,47-0,50	60	0,36-0,42
2	2	0,90-0,92	4	0,76-0,80
	3	0,85-0,88	6	0,71-0,75
	5	0,79-0,83	10	0,66-0,71
	10	0,72-0,77	20	0,61-0,66
	15	0,66-0,73	40	0,55-0,61
	20	0,65-0,70	60	0,52-0,58
3	2	0,93-0,95	4	0,84-0,86
	3	0,90-0,92	6	0,78-0,82
	5	0,85-0,88	10	0,74-0,78
	10	0,79-0,83	20	0,68-0,73
	15	0,76-0,80	40	0,64-0,69
	20	0,74-0,79	60	0,62-0,67

Необхідна кількість заземлювачів з урахуванням коефіцієнта використання η:

(17)

Опір розтіканню з'єднувальної шини при заглибленні з урахуванням коефіцієнта її використання η _ш (табл. 4), Ом:

, (18)

де L – довжина шини, м;

b – ширина шини, м;

η _ш – глибина закладання шини, м.

Таблиця 4