5.1.1 Расчет заземления

Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые нормально не находятся под напряжением, но могут оказаться под ним (прежде всего вследствие нарушения изоляции).

Расчет заземляющего устройства сводится к определению числа вертикальных заземлителей. Для упрощения расчета необходимо принять, что одиночный вертикальный заземлитель представляет собой стержень, либо трубу малого диаметра.

Для определения сопротивления одиночного вертикального заземлителя необходимо вычислить его заглубление и эквивалентное удельное сопротивление грунта согласно варианта:

T = (L/2) + t, (5.1)

где L – длина стержня заземлителя, м;

t – заглубление заземлителя, м.

T = 1/2 +0,7=1,2.

ρ_экв = Ψρ₁ρ₂L/[ρ₁(L – H + t) + ρ₂(H – t)], (5.2)

где Ψ – коэффициент сезонности (по таблице 2.2 [14]);

ρ₁ – удельное сопротивление верхнего слоя грунта, Ом*м;

ρ₂ – удельное сопротивление нижнего слоя грунта Ом*м;

Н – толщина верхнего слоя грунта, м.

ρ_экв = 1,4*32*46*1/[32*(1-110+0,7)+46*(1,1- 0,7)] = 77490 Ом*м.

Сопротивление одиночного заземлителя равно:

, (5.3)

где D –диаметр стержня заземлителя, м;

ρ_экв – эквивалентное удельное сопротивление грунта, Ом*м;

Т – заглубление электрода (расстояние от поверхности земли до середины электрода), м.

= 77490/2*3,14*1*[ln(2*1/0,01)+0,5*ln(4*1,2+1)/(4*1,2-1)] = 67950 Ом.

Сопротивление растеканию тока соединительной полосы рассчитывается следующим образом:

, (5.4)

где b – ширина соединительной полосы, м;

t – заглубление соединительной полосы;

η_п – коэффициент использования полосы.

[0,366*77490*1,4/(1*0,82)]*lg(2*1²/0,01*0,7)=223300 Ом.

Сопротивление вертикальных заземлителей с учетом сопротивления растеканию тока соединительной полосы:

R_в = R_пR_н/(R_п – R_н) , (5.5)

где R_h – нормируемое сопротивление растеканию тока заземляющего устройства.

R_в = 223300*10/(223300-10) = 10 Ом.

Определяем количество заземлителей:

n = 0,017*R_o/R_вη_с = 0,017*67950/(10*0,78) = 90,095, (5.6)

где η_с – коэффициент использования вертикальных заземлителей.

n = 0,017*67950/(10*0,78) = 90,095.

Округляем до ближайшего целого числа и получаем, что для обеспечения безопасного заземления при заданных условиях необходимо использовать 91 вертикальный заземлитель.

5.1.2 Расчет освещения рабочего помещения

Для определения величины коэффициента использования необходимо вычислить индекс помещения:

, (5.7)

где h_СВ – высота подвески светильников;

a – ширина помещения;

S – площадь освещаемого помещения;

b – длина помещения.

9/(2,5*(3+3)) = 0,6.

Зная индекс помещения и тип используемой лампы по определяется величина коэффициента использования, который равен 0,27.

Для определения количества светильников определим световой поток, падающий на поверхность следующим образом:

, (5.7)

где F – рассчитываемый световой поток, лм;

E – нормированная минимальная освещенность;

S – площадь освещаемого помещения;

K – коэффициент запаса, учитывающий уменьшение светового потока лампы в результате загрязнения светильников в процессе эксплуатации (К=1,5).

750*1,5*9*1,1/0,27 = 41250 лм.

Исходя из указанного в задании типа лампы, для организации освещения производится вычисление необходимого количество ламп:

, (5.8)

где N – определяемое количество ламп;

F_Л – световой поток лампы, определенный заданием.

41250/4650 = 8,871 ≈ 9.

Потребное количество ламп для организации освещения в соответствии с нормативными требованиями равно 9.