6.4 Расчет защитного заземления электродвигателя

В данном разделе произведём расчёт защитного заземления электродвигателя. Цель расчета - определение числа одиночных вертикальных электродов и длины горизонтальной соединительной полосы проектируемого заземлителя, обеспечивающих суммарное сопротивление заземлителя, отвечающего требованиям ПУЭ-7 (). Исходные данные для расчета представлены в таблице 6.5. Расчёты производятся по методике /13/.

Таблица 6.3 - Исходные данные

Напряжение, В	Мощность, кВ∙А	Длина электрода l, м	Диаметр электрода d, м	Rз.доп Ом	ρизм , Ом∙м
< 1000	< 100	4,4	0,062	10	170

Расчёт требуемого числа электродов.

На основании исходных данных принимаем допустимое сопротивление растеканию тока R_з.доп /14/

Ом

Расчётное удельное сопротивление грунта ρ_в.расч. , для вертикальных электродов

Ом∙м (6.1)

где К_св – коэффициент сезонности, учитывающий изменение сопротивления грунта с изменением его влажности для вертикальных электродов; ρ_изм - удельное сопротивление грунта, Ом∙м.

На основании данных таблицы 3 для Сахалинской области принимаем климатическую зону 1. По таблице 2 для климатической зоны 1 при повышенной влажности и длине вертикального электрода 3 м коэффициент сезонности К_св = 1,4.

Глубина заложения заземлителя t

м (6.2)

где t₀ - глубина слоя грунта над электродами, м.

Расчётное сопротивление одиночного электрода заданного профиля R_э

(6.3)

Определяем число вертикальных электродов n_в методом последовательных приближений по формуле

(6.4)

где η_в - коэффициент использования вертикальных электродов

В первом приближении принимаем η_в = 1

По таблице 7 для отношения расстояния между электродами к их длине равным 1, для электродов, размещенных в ряд интерполяцией определяем η_в = 0,812.

Уточняем число электродов

По таблице 7 интерполяцией определяем η_в = 0,77.

Уточняем число электродов

Окончательно n_в = 6, коэффициент использования η_в = 0,77.

Длина горизонтальной соединительной полосы для электродов, размещенных в ряд

м (6.5)

где а = 8,8 м – расстояние между электродами (отношение расстояния между электродами к их длине равно 1).

Глубина заложения полосы

м (6.6)

где b₁ – ширина полосы (принимаем b₁ = 0,05 м).

Расчётное удельное сопротивление грунта ρ_г.расч. , для горизонтальной соединительной полосы

Ом∙м (6.7)

где К_сг – коэффициент сезонности при использовании горизонтальных заземлителей.

По таблице 2 для климатической зоны 1 при повышенной влажности и длине горизонтального электрода 50 м коэффициент сезонности К_сг = 4,5.

Сопротивление растеканию тока горизонтальной полосы R_г

Ом (6.8)

Определяем коэффициент использования горизонтальной полосы η_г по таблице 8, так как при групповом заземлителе наряду с взаимоэкранированием вертикальных электродов возникает экранирование между горизонтальной соединительной полосой и вертикальными электродами. Для отношения расстояния между электродами к длине 4,4 и числа размещенных в ряд электродов 6 принимаем η_г = 0,84.

Суммарное сопротивление заземлителя из вертикальных электродов R_cв и общее сопротивление полосы R_сг

Ом (6.9)

Ом (6.10)

Общее сопротивление группового заземлителя R_э.гр

Ом (6.11)

Условие выполняется, разница отклонения незначительна, параметры заземляющего устройства определены правильно.