11 Розрахунок захисного заземлення

Щоб забезпечити безпечне обслуговування електроустановок, передбачається захисне заземлення. Пристроєм, що заземлює, називається сукупність заземлювача і провідників. Отже, опір пристрою, що заземлює R₃ являє суму опорів, що складається з опору заземлювача щодо землі й опору заземлюючих проводів

, (11.1)

U₃ - напруга на заземлювачі, B;

I₃ - струм, що протікає через заземлювач у землю, А;

Установка напругою 6 – 10 кB при з'єднанні обмоток трансформаторів відноситься до установок з малими струмами замикання на землю I₃ ≤ 500 A.

Опір пристрою установок, що заземлює, вище 1000 В з малими струмами замикання на землю повинен бути згідно [14] не більше 4 Ом.

Якщо пристрій, що заземлює, використовується тільки для установок напругою вище 1000 В, то опір його в будь-який час року повинне бути:

, Ом (11.2)

Якщо пристрій, що заземлює, використовується одночасно і для установок напругою до 1000 В, то

, Ом (11.3)

де Uз = 250 і 125 В – припустимі за умовами безпеки напруги в заземлювачах.

І_з - розрахунковий струм замикання на землю, А.

Струм І_з повинен бути не менше 3-х кратного номінального струму запобіжника чи не менше півторакратного струму спрацьовування релейного захисту, якщо забезпечує відключення замикань на землю; опір повторних заземлень нульового проводу повинен бути не більше 10 Ом.

При виконанні пристроїв, що заземлюють, у якості заземлювачів і заземлюючих проводів повинні в першу чергу використовуватися природні заземлювачі і заземлюючі проводи.

Так як при виконанні проекту студенти не мають достатніх даних про можливість використання природних заземлювачів і заземлюючих проводів, пропонується робити розрахунок штучних заземлювачів.

Штучними заземлювачами можуть служити кутова сталь від /50 х 50 х 5/ мм до /75 х 75 х 8/ мм; газові труби (не кондиційні) діаметром півтора - два дюйми, довжиною 2, 5 - 3 м із глибиною закладення 0,7 - 0,8 м; кругла сталь діаметром 5 - 6 мм; штабова сталь поперечним перерізом 24 - 48 мм² товщиною не менше 3 мм.

У пристроях до 1000 В мідний і алюмінієвий провідники, що заземлюють, повинні мати поперечний переріз не менше наведених [14] таблиця 1.7.1.

Порядок розрахунку захисного заземлення

Вказати, до якої напруги установки використовується заземлення, при ізольованій чи глухозаземленій нейтралі.

Вказати величину R₃ - опору захисного заземлення в (Ом), яку необхідно забезпечити даним пристроєм.

Визначити характер ґрунту, указати питомий опір ґрунту - , Ом*см.

Указати, що прийнято в якості штучних заземлювачів, якого розміру, при якій глибині закладення в ґрунті.

Визначити опір розтікання струму одного заземлювача.

Визначити загальний опір усього контура, що заземлює, з урахуванням взаємного впливу одиночних і, що екранує, протяжних заземлювачів.

Перевірити виконання умови:

опір заземляючого пристрою, отриманий розрахунком, повинен бути менше чи дорівнювати нормованому опору заземлення.

При розрахунку заземлення можна користуватися наступними даними:

Таблиця 11.1 – Довжина стрижнів для заземлювачів і глибина їхнього закладення

Кліматична зона	Довжина стрижнів у (м)	Мінімальна відстань від поверхні землі до верха стрижня (м)
І	3	0,7 – 0,8
ІІ	2,5	0,7 – 0,8
Ш	2,5	0,5
ІV	2,5	0,5

Таблиця 11.2 – Наближені середні значення питомих опорів ґрунту .

Найменування ґрунту	, Ом * см
Пісок	7 * 104
Супісок	3 * 104
Чорнозем	2 * 104
Суглинок	1 * 104
Глина	0,1 * 104
Торф	0,2 * 104

Таблиця 11.3 – Середнє значення коефіцієнтів сезонності.

Кліматична зона	Вид заземлювачів
	Протяжний	Стрижневий
	Коефіцієнт сезонності Кп	Коефіцієнт сезонності Кс
І	7	2
ІІ	4	1,7
ІІІ	2	1,4
ІV	1,5	1,2

Таблиця 11.4 – Формули для визначення опору одиночного заземлювача

Вид заземлювача	Формула	Одиниці вимірювання
1. Труба діаметром 2 дюйми, довжиною 2,5 м, із глибиною закладення 0,7 м.	R0 = 0,003*Кс	Ом
2. Кутова сталь (50 х 50 х 5 мм)	R0 = 0,00318 * * Кс	Ом
Кутова сталь (60 х 60 х 6 мм)	R0 = 0,00298 * * Кс	Ом
Кутова сталь (75 х 75 х 8 мм)	R0 = 0,00292 * * Кс	Ом
3. Протяжливий заземлювач а) штабовий б) круглий	R0 = R0 =	Ом Ом

де l - довжина заземлювача, см.

a - ширина штабового заземлювача, см

d - діаметр круглого заземлювача, см.

- питомий опір ґрунту, Ом/см.

К_п - коефіцієнт сезонності протяжного заземлювача.

К_с - коефіцієнт сезонності стрижневого заземлювача.

Таблиця 11.5 Коефіцієнт екранування стрижневих і протяжних заземлювачів при розміщенні їх у ряд.

Кількість стрижнів	Відношення відстані між стрижнями і довжини стрижня (а/l)
	a : l = 1	a : l = 1	a : l = 2	a : l = 2	a : l = 3	a : l = 3
3	0,78	0,80	0,86	0,92	0,91	0,95
4	0,74	0,77	0,83	0,89	0,88	0,92
5	0,70	0,74	0,81	0,86	0,87	0,90
6	0,63	0,71	0,77	0,83	0,83	0,88
10	0,59	0,62	0,75	0,75	0,81	0,82
15	0,54	0,50	0,70	0,64	0,78	0,74
20	0,49	0,42	0,68	0,56	0,77	0,68
30	0,43	0,31	0,65	0,46	0,75	0,58

РОРАХУНОК КУРСОВОГО ПРОЕКТУ (приклад)

Завдання на проектування

Тема: Електропостачання заводу хімічної промисловості.

Вихідні дані на проектування:

1. Генеральний плав заводу. (згідно рисунка А2).

2. Відомість з електричних навантажень заводу. (згідно таблиціА2).

3. Відомість електричних навантажень ремонтно-механічного цеху. (згідно таблиці А.6).

4. Живлення можливо здійснити від підстанції енергосистеми, напругою 110, 35, 20 кВ.

5. Вартість електроенергії 15 коп./кВт*год

6. Відстань від підстанції енергосистеми до заводу 8 км.

Живлення від підстанції енергосистеми

17 7 8 9

12. 10

Рисунок 1 – Генеральний план заводу

Таблиця 1 – Відомість електричних навантажень заводу.

Назва цехів	Установлена потужність, кВт
7. Склад олеума і сірчаної кислоти	650
8. Цех аніліну	930
9. Адміністративний корпус і їдальня	300
10. Ремонтно - механічний цех	–
12. Побутові приміщення	470
17. Виробничий цех № 2	1380

Таблиці електричних навантажень ремонтно – міханічного цеху згідно таблиці А6.

№ за планом	Встановлена одиниця потужності кВт	Кількість штук	Сумарна потужність кВт
1	5,625	1	5,625
2	12,96	3	38,85
3	4,2	1	4,2
4	1,7	2	3,4
5	2,4	1	2,4
6	7,0	1	7,0
7	3,2	2	6,4
8	4,5	1	4,5
9	11,125	2	22,25
10	1,0	3	3,0
12	10,0	2	20,0
15	5,2	1	5,2
14	7,0	1	7,0
16	10,0	1	10,0
17	10,0	2	20,0
18	20,0	2	40,0
19	1,7	3	5,1
20	20,0	1	20,0
21	1,7	2	3,4
23	0,6	3	1,8
24	7,0	1	7,0
76	12,95	1	12,95
81	1,7	2	3,4
Разом		39	253,48

№ за планом	Встановлена одиниця потужності кВт	Кількість штук	Сумарна потужність кВт
27	3,0	2	6,0
28	6,25	2	12,5
29	2,8	2	5,6
30	0,5	3	1,5
31	2,8	1	2,8
32	0,6	2	1,2
34	9,6	1	9,6
35	1,7	1	1,7
36	0,7	2	1,4
37	0,6	2	1,2
38	0,5	2	1,0
39	1,25	1	1,25
56	1,0	1	1,0
58	2,8	1	2,8
59	1,7	2	3,4
Разом		25	52,95

Таблиця 1 – Металорізальні верстати

Таблиця 2 –Шліфувальні верстати

. Таблиця 6 – Преси

№ за планом	Встановлена одиниця потужності кВт	Кількість штук	Сумарна потужність кВт
51	4,5	1	4,5
57	2,8	1	2,8
74	4,5	2	9,0
75	3,3	1	3,3
78	4,5	1	4,5
79	14,0	1	14,0
80	1,0	1	1,0
83	10,0	1	10,0
Разом		9	49,1

№ за планом	Встановлена одиниця потужності кВт	Кількість штук	Сумарна потужність кВт
41	2,0	2	4,0
42	0,6	3	1,8
43	1,0	2	2,0
45	7,725	1	7,725
62	1,875	1	1,875
63	75	1	75
Разом		10	92,4

Таблиця 3 – Електроімпульсні верстати Таблиця5 –Зварювальні машини

№ за планом	Встановлена одиниця потужності кВт	Кількість штук	Сумарна потужність кВт
50	1,55	1	1,55
68	32,0	2	6,4
69	1,55	1	1,55
70	7,745	2	15,49
71	46,5	1	46,5
72	23,24	1	23,24
Разом		8	152,33

№ за планом	Встановлена одиниця потужності кВт	Кількість штук	Сумарна потужність кВт
46	8,0	2	16
47	2,0	1	2,0
85	12,0	1	12,0
86	18,75	2	35
87	35,0	1	35
89	2,5	2	5
Разом		9	107,5

№ за планом	Встановлена одиниця потужності кВт	Кількість штук	Сумарна потужність кВт
13	0,6	3	1,8
48	0,15	3	0,45
49	0,18	2	0,36
60	0,7	2	1,4
61	20	2	40
53	0,8	3	2,4
54	1,7	1	1,7
Разом		16	48,11

Таблиця 4 –Настільні верстати

Таблиця 9 – Нагрівачі

Таблиця 8 – Вентилятори Таблиця7 –Крани, тельфери

№ за планом	Встановлена одиниця потужності кВт	Кількість штук	Сумарна потужність кВт
25	4,85	1	4,85
65	2,8	1	2,8
73	4,5	2	9,0
91	4,85	1	4,85
Разом		5	21,5

№ за планом	Встановлена одиниця потужності кВт	Кількість штук	Сумарна потужність кВт
26	1,7	1	1,7
64	2,8	1	2,8
82	4,5	1	4,5
90	7,0	2	14,0
Разом		5	23,0

ВСТУП

У цій частині проекту потрібно відобразити перспективи розвитку електроенергетики, актуальность і доцільність теми проекту.