Курбатов вар студ 02 / л15

Федеральное Агентство Связи

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное

бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Московский технический университет связи и информатики

Кафедра Интеллектуальные системы в управлении и автоматизации

Задача №15

«Расчет системы защитного заземления»

По дисциплине

«Безопасность жизнедеятельности»

Москва 2021

Задание:

Рассчитать сопротивление защитного заземления, осуществляемого с помощью вертикальных электродов (заземлителей), изготовленных из уголковой стали. Длина вертикальных электродов - L, ширина полки уголка - b. Заземлители прикопаны в земле на глубину – t₀. Между собой они соединяются с помощью полосовой стали. Заземляемое устройство расположено в средней полосе РФ с удельным сопротивлением фунта - .

Геометрические размеры заземлителей и расстояния между одиночными вертикальными заземлителями представлены в соответствующих вариантах.

Все величины приведены в единицах системы СИ.

В данной работе необходимо определить:

1. Сопротивление растеканию тока одного вертикального электрода в системе защитного заземления.

2. Количество вертикальных электродов в системе защитного заземления.

3. Длину горизонтальной полосы, соединяющей вертикальные электроды между собой.

4. Сопротивление растеканию тока горизонтальной полосы.

5. Сопротивление растеканию тока для всей системы защитного заземления.

6. Полученный результат сравнить со значением, установленным ГОСТ 2.1.030-81-R.

Исходные данные:

Параметр: контур.

L = 2,5 м; b = 0,05 м; a = 7,5 м; b_п = 0,06 м.

 = 100 Ом*м; R = 10 Ом; t₀ = 0,75 м.

Решение:

d = 0,95b - для уголка с шириной полки b, м.

м

t = t₀ + L /2

м

Ом - сопротивление растеканию тока одного вертикального электрода.

– кол-во вертикальных электродов.

Отношение a/L:

L_П = n_В  a

– длина соединительной полосы.

Ом – сопротивление растеканию тока соединительной полосы.

Ом – общее сопротивление заземляющего устройства.

R₀ R

Выводы:

Полученный результат R₀ в сравнении c значением R, определенным ГОСТом, оказался меньше него, что говорит о том, что результат соответствует ГОСТу.

Контрольные вопросы:

1. Область применения и принцип действия защитного заземления.

Защитное заземление - преднамеренное соединение с землей металлических частей оборудования, не находящихся под напряжением в обычных условиях, но которые могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции электроустановки. Принцип действия защитного заземления – снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, возникающих при замыкании циркулирующих токов на корпусах электрооборудования. Это достигается уменьшением потенциала заземленного оборудования, а также выравниванием потенциалов за счет подъема потенциала основания, на котором стоит человек, до потенциала, близкого по назначению к потенциалу заземленного оборудования.

Область применения защитного заземления – трехфазные трехпроводные сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и выше 1000 В с любым режимом нейтрали.

2.Устройство защитного заземления.

Основным элементом системы выступает контур заземления. Он состоит из металлических заземлителей - электродов. Функциональность всей системы зависит от возможности этих заземлителей рассеивать ток.

Заземлитель – проводник или совокупность металлически соединенных между собой проводников, находящихся в соприкосновении с землей. Заземляющий проводник – проводник, соединяющий заземляемые части с заземлителем.

Основные параметры систем (количество, размеры, глубина размещения, расстояние между электродами и пр.), являясь расчетными величинами, определяются в каждом случае индивидуально, исходя из допустимого сопротивления растекания тока заземлителя.

3. Виды заземлений и периодичность проверки состояния заземляющих

устройств.

Различают заземлители искусственные, предназначенные исключительно для целей заземления, и естественные – находящиеся в земле металлические предметы для иных целей.

Для искусственных заземлителей применяют вертикальные и горизонтальные электроды. В качестве вертикальных электродов используют стальные трубы диаметром 3…5см и стальные уголки размером от 40*60 до 60*60мм и длиной 2,5 м. В качестве естественных заземлителей можно использовать проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов, а также трубопроводов, покрытых изоляцией для защиты от коррозии.

Согласно ПТЭЭП, периодичность проверок заземляющих устройств должна составлять 1 раз в 6 лет. Визуальный осмотр видимых частей устройства должен проводиться 1 раз в полгода.

4. Методы измерения сопротивления заземления.

• С помощью мультиметра;

• Метод амперметра-вольтметра;

• Используя специализированные приборы;

• С помощью токовых клещей.

5. Основное требование к системе защитного заземления.

В системе заземления должны отсутствовать замкнутые контуры, образованные соединениями или нежелательными связями между сигнальными цепями и корпусами устройств, между корпусами устройств и землей.

6. Эффект экранирования, коэффициент использования заземлителя.

Для выравнивания потенциалов на защищаемом объекте заземлители располагают один от другого на расстоянии 3-6 м, значительно меньшем поля растекания тока одного заземлителя. При этом поля накладываются друг на друга. Возникает взаимное экранирование, что препятствует полному растеканию тока. В результате уменьшается проводимость группового заземлителя. Это уменьшение проводимости характеризуется коэффициентом использования заземлителей. Взаимное экранирование проявляется тем сильнее, чем меньше объем грунта, который участвует в отводе тока замыкания на землю. Зависит от формы заземлителей, их числа и взаимного расположения.

Коэффициент использования проводимости заземлителя - показатель, определяющий взаимное влияние заземляющих электродов в контуре заземления (отношение действительной проводимости группового заземлителя к наибольшей возможной его проводимости).

Коэффициент имеет прямую зависимость от взаимного расстояния электродов и оказывает негативное влияние на суммарное сопротивление заземления электродов при сокращении этого расстояния (действительная проводимость заземлителя уменьшается).

7. Обоснуйте выражение ''пробой на корпус".

Пробоем на корпус называется случайное электрическое соединение токоведущей части с металлическими нетоковедущими частями электроустановки. Замыкание на корпус может быть результатом, например, повреждения изоляции, случайного касания токоведущей части корпуса машины, падения провода, находящегося под напряжением, на нетоковедущие металлические части и т. п.

8. Что означает понятие "электротехническая земля"?

Область поверхности грунта, потенциал которой равен нулю, называется электротехнической землей; практически эта земля начинается с расстояния 10-20 метров от заземлителя.