2. Расчет защитного заземления привода конвейерной системы.

Защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение с землей механических частей электрооборудования, не находящихся под напряжением. При заземлении устраняется опасность поражения человека током при соприкосновении его с механическими частями [2].

Защитному заземлению подлежат механические токоведущие части, которые из-за неисправности изоляции могут оказаться под напряжением. А также корпуса электрических машин и приводы электрических аппаратов.

Цель расчета защитного заземления – определение количества электродов заземлителя и заземляющих проводников, их размеров и схемы размещения в земле, при которых сопротивление заземляющего устройства растеканию тока или напряжение прикосновения при замыкании фазы на заземленные части электроустановок не превышают допустимых значений [1].

Рис. 1. Пробитие фазы на корпус.

Схема заземляющего устройства и его присоединения к заземляемому оборудованию представлена на рис. 2.

Рис. 2. Схема заземляющего устройства:

1 – здание цеха; 2 – магистраль заземления;

3 – заземляющий проводник; 4 – заземляемое оборудование;

5 – соединительная полоса; 6 – вертикальный электрод.

Исходные данные:

Электрооборудование подъемно-транспортных машин питается от трехфазной сети напряжением 380 В с изолированной нейтралью. Мощность источников питания превышает 100 кВт. Здание имеет железобетонный фундамент. Площадь фундамента, ограниченная зданием, равняется:

.

Грунт – почва. Вторая климатическая зона [1]– II.

Решение:

1. Так как питающая сеть до 1000 В с изолированной нейтралью и мощностью источников питания больше 100 кВт, то берем нормальное сопротивление [1].

2. Используем в качестве естественного заземления фундамент здания цеха. Найдем удельное электрическое сопротивление грунта [1]:

,

где [3]:

- табличное значение удельного сопротивления для суглинка;

- коэффициент сезонности для горизонтальных электродов.

.

Сопротивление естественного заземлителя [1]:

.

Так как , то необходим искусственный заземлитель, подключенный параллельно естественному.

3. Допустимое сопротивление искусственного заземления [1]:

.

4. Искусственный заземлитель расположен на территории организации и находится на расстоянии 10 м от цеха. Заземлитель представляет собой систему расположенных в ряд вертикальных электродов, верхние концы которых лежат на глубине и соединены полосой связи. Вертикальные электроды – это стержни длинойl=2,6 м. Полоса связи выполнена из стали и имеет сечение 5x40 мм (рис. 3).

Рис. 3. Вертикальный электрод в грунте.

5. Определим удельное электрическое сопротивление грунта в зоне размещения заземления [1]:

;

где:

- коэффициент сезонности для вертикального электрода.

Тогда сопротивление одиночного вертикального электрода [1]:

;

;

.

6. Определим необходимое количество вертикальных электродов n:

.

Выбираем расстояние между соседними вертикальными электродами а=5,2 м.

Тогда соотношение . По таблице [1] находим количество вертикальных электродовn=6; коэффициент использования вертикальных электродов .

7. Длина соединительной полосы при расположении электродов в ряд [1]:

.

8. Сопротивление горизонтальной полосы:

;

где:

- значение удельного сопротивления для горизонтального электрода с учетом коэффициента сезонности;

- ширина полосы;

- глубина заложения в грунт.

.

9. Результирующее сопротивление искусственного заземления [1]:

;

где:

(так как число вертикальных электродов n=6, отношение и электроды расположены вряд)- коэффициент использования соединительной горизонтальной полосы (выбираем из таблицы 8.17)[1].

;

Так как искусственный заземлитель расположен достаточно далеко от естественного, то можно пренебречь влиянием их полей растекания тока. Тогда общее сопротивление всего заземления комплекса, состоящего из естественного и искусственного заземлителей:

;

.

Условие выполняется, следовательно, на этом расчет заземляющего устройства можно считать законченным.