6.4 Розрахунок захисного заземлення електричного обладнання при виконанні робіт з випробувань тягових двигунів

Розрахунковий струм замикання на землю Із = 30 А. Грунт у місці заземлення глинистий; питомий опір грунту, отриманий при вимірі, Рвим. ⁼ 0,6*10⁴ Ом см; виміру передувало багате виділення опадів.

Проте з урахуванням того, що це заземлення застосовується одночасно для захисту від переходу напруги 6,6 кВ на сторону 380 В, допустимий опір повинен задовольняти вимогам

R_доп≤125/І₃≤125/30≤4,17 Ом.

тобто опір пристрою, що заземлює, не повинен бути більш 4,17 Ом.

Розрахункове значення питомого опору р_розр (Ом/м) у місці устрою заземлення розраховується за формулою

р_розр =Ψ₁∙р_вим , (6.1)

де Ψ₁- коефіцієнт, який враховує підвищення питомого опору землі у продовж року, Ψ₁= 2;

р_вим - питомий опір грунту, отриманий при вимірюванні, Ом/см;

р_розр = 2∙0,16∙10⁴ = 1,2∙10⁴ Ом /см.

Опір одного вертикального заземлювача (Ом), розраховується по формулі

R_тр =0,366∙р_розр/1(lg∙21d+1/2∙lg∙4S+1/4S-1), (6.2)

де R_тр - опір одиничного заземлювача, забитого на деяку глибину від поверхні, Ом;

d - еквівалентний діаметр куткової сталі, см;

S - глибина закладення заземлювача, см.

Еквівалентний діаметр кутової сталі (см) визначається по формулі

d=0,95 b, (6.3)

b - ширина боків кутка, см;

d=0,95∙0,5=4,75 (см).

Глибина закладення заземлювача (см) розраховується по формулі

S=h+1/2l , (6.4)

де h - відстань від верхнього кінця кутника до поверхні землі, см;

S=60+1/2∙250= 185см.

При підстановці даних, розрахованих по формулах (6.3 і 6.4), у формулу (6.2) отримуємо наступний результат

R_тр= 0,366 ∙1,2∙10⁴/ 250∙(1g 2∙250/ 4,75 +1/2 1g 4∙185+250/ 4∙185-250) = 35,6 Ом.

Необхідне число кутників (штук) розраховується по формулі:

n=R_mp/ŋ_m∙R_доп , (6.5)

де ŋ_m - коефіцієнт використання заземлювачів з кутників;

R_доп - допустимий опір складного заземлювача, Ом.

Приймається відношення а/1 (тобто відношення відстані між заземлювачами та довжиною кутника) рівне двом і розташування заземлювачів по контуру. У цьому випадку

ŋ_m= 0,61.

n=35,6 / 0,61∙4,17=16.

Довжину стрічки, яка з'єднує заземлювачі визначаємо за формулою:

L=1,05∙а∙n, (6.6)

де а - відстань між заземлювачами, см.

Так як прийнято відношення а/I = 2, тоді а = 2∙250 = 500 см.

Звідси :

L= 1,05∙500 ∙14= 7350см.

Визначається розрахункове значення питомого опору грунту для стрічки по наступній формулі:

р_розр =Ψ₁∙р_вим,

Для прийнятих умов Ψ₁ = З. Тоді:

р_розр = 3 ∙0,6∙10 ⁴ = 1,8∙10⁴ Ом/м.

Опір стрічкового заземлювача:

R_п=0,366 р_розр/L∙lg∙2L²/ b ∙h, (6.7)

де b - ширина стрічки, приймається рівна ширині полиці кутника, тобто b = 5 см;

h - глибина закладення стрічкового заземлювача, h= 60 см.

R_n = 0.366∙ ((1.8∙10⁴)/7350)∙1g∙((2∙7350²)/5∙60) = 5 Ом.

Результуючий опір розтікання складного заземлювача (усього пристрою, що заземлює) R_з визначаємо за формулою:

R_з=(R_mp∙R_n) / (n∙R_n∙ŋ_m+R_mp∙ŋ_n), (6.8)

де ŋ_n - коефіцієнт використання стрічки, ŋ_n = 0,25, згідно [19].

R_з = (35,6∙5) / (14∙5∙0,61+35,6∙0,25) =3,45 Ом.

Висновок : Отриманий опір розтікання R_З≤R_доп і може бути прийнятий для електроустаткування електромашинного відділення, вибрана кількість кутників їх глибина закладання та розміри стрічки, що з'єднує кутники відповідає вимогам ПУЕ (За вимогами ПУЕ опір заземлення для електрообладнання до 1000 В складає R_доп =4 Ом ).