Zadacha_zazemlenie

Задача № 1

Произвести расчет защитного заземления электроустановок напряжением до 1000 В и мощностью источника питания более 100 кВА.

Таблица 1.1

Исходные данные	Варианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Грунт	Супесок	Суглинок	Чернозем	Песок	Песок	Суглинок	Чернозем	Суглинок	Песок	Чернозем
Климатическая зона	II	III	IV	I	II	III	IV	I	II	I
Влажность грунта*	б	в	а	б	в	а	б	в	а	а
Наружный диаметр труб, см	5	6	5	6	5	6	5	6	5	6
Глубина заложения, см	70	80	60	80	70	60	80	60	70	60
Ширина объединяющей стальной полосы, см	3	4	2	3	2	3	4	3	4	2

* Влажность грунта влияет на величину измеренного сопротивления растеканию тока и учитывается при определении значений климатического коэффициента: а — грунт влажный; б — грунт средней влажности; в — грунт сухой.

Указания к решению задачи

1. Длину труб заземлителей принять L_В=3 м.

2. Варианты 1-5: заземлители расположены в ряд,

варианты 6-0: заземлители расположены по контуру.

3. Определить:

а) удельное сопротивление грунта;

Таблица 1.2 Удельное сопротивление грунта, Ом м

грунт	при влажности 10-20% к массе грунта
Песок	700
Супесок	300
Суглинок	100
Глина	40
Чернозем	20

б) коэффициент сезонности или климатический коэффициент;

В зависимости от состояния грунта во время производства заме­ров для средней полосы России рекомендованы следующие коэффициенты:

а — применяется в случае, если в предшествующее измерению время выпадало большое количество осадков (грунт влажный);

б — то же, небольшое количество осадков (грунт средней влажности);

в — то же, небольшое количество осадков или вообще не выпадало (грунт сухой).

Значения для этих коэффициентов приведены в табл. 1.3.

Таблица 1.3 Коэффициенты сезонности для однородной земли

Заземлители	Климатическая зона	а	б	в
Горизонтальный электрод (стальная полоса)	I	7.2	4.5	3.6
	II	4.8	3.0	2.4
	III	3.2	2.0	1.6
	IV	2.2	1.4	1.12
Вертикальный электрод (труба)	I	1.9	1.7	1.5
	II	1.7	1.5	1.3
	III	1.5	1.3	1.2
	IV	1.3	1.1	1.0

в) расчетное удельное сопротивление грунта;

За расчетное удельное сопротивление грунта принимается наибольшее его значение в течение года

где — удельное сопротивление грунта, полученное при измерении или по таблице 1.2;

— коэффициент, учитывающий увеличение удельного сопротивления земли в течение года.

г) сопротивление растеканию тока одиночного вертикального заземлителя;

Сопротивление растеканию тока одиночного заземлителя подсчитывается по формуле:

где

d – диаметр электрода, м

t=t_o+0,5L_B (м)

t_o =глубина заложения, м

L_В – длина труб заземлителей, м

д) допустимое сопротивление заземления;

Допустимое сопротивление защитного заземления в электроустановках напряжением до 1000 В принимаем не более 4 Ом.

е) число труб с учетом коэффициента использования;

Число вертикальных заземлителей определяется по формуле:

где — коэффициент использования вертикальных заземлителей из труб;

— допустимое сопротивление заземлителя ,Ом.

ж) длину объединяющей полосы;

По формуле находят длину полосы для заземлителей, расположенных по контуру. Для заземлителей, расположенных в ряд .

з) сопротивление растеканию тока горизонтального полосового заземлителя;

Сопротивление растеканию тока полосового заземлителя подсчитывается по формуле:

где

В,L_Г – ширина и длина полосы, м

t – глубина заложения заземлителя, м

и) коэффициент использования полосы;

Таблица 1.4 Коэффициент использования _в вертикальных заземлителей из труб или уголков

(без учета влияния полосы связи)

Для заземлителей, расположенных в ряд			Для заземлителей, расположенных по контуру
Отношение расстояния между заземлителями к их длине a/LВ	Число труб n	в	Отношение расстояния между заземлителями к их длине a/LВ	Число труб n	в
1	2 3 5 10 15 20	0,84—0,87 0,76—0,80 0,67—0,72 0,56—0,62 0,51—0,56 0,47—0,50	1	4 6 10 20 40 60 100	0,65—0,72 0,58—0,65 0,52—0,58 0,44—0,50 0,38—0,44 0,36—0,42 0,33—0,39
2	2 3 5 10 15 20	0,90—0,92 0,85—0,88 0,79—0,83 0,72—0,77 0,66—0,73 0,65—0,70	2	4 6 10 20 40 60 100	0,76—0,80 0,71—0,75 0,66—0,71 0,61—0,66 0,55—0,61 0,52—0,58 0,49—0,55
3	2 3 5 10 15 20	0,93—0,95 0,90—0,92 0,85—0,88 0,79—0,83 0,76—0,80 0,74—0,79	3	4 6 10 20 40 60 100	0,84—0,86 0,78—0,82 0,74—0,78 0,68—0,73 0,64—0,69 0,02—0,67 0,59—0,65

Таблица 1.5 Коэффициент использования _г горизонтального заземлителя (соединительной полосы)

Для заземлителей, расположенных в ряд			Для заземлителей, расположенных по контуру
Отношение рас­стояния между заземлителями к их длине a/LВ	Число груб в ряд	г	Отношение рас­стояния между заземлителями к их длине a/LВ	Число труб в контуре зазем­ления	г
1	4 5 8 10 20 30 50 65	0,77 0,74 0,76 0,62 0,42 0,31 0,21 0,20	1	4 6 8 10 20 30 50 70 100	0,45 0,40 0,36 0,34 0,27 0,24 0,21 0,20 0,19
2	4 5 8 10 20 30 50 65	0,89 0,86 0,79 0,75 0,56 0,46 0,36 0,34	2	4 6 8 10 20 30 50 70 100	0,55 0,48 0,43 0,40 0,32 0,30 0,28 0,26 0,24
3	4 5 8 10 20 30 50 65	0,92 0,90 0,85 0,82 0,68 0,58 0,49 0,47	3	4 6 8 10 20 30 50 70 100	0,70 0,64 0,60 0,56 0,45 0,41 0,37 0,35 0,33

к) суммарное сопротивление растеканию тока всего заземляющего устройства и сравнить с допустимым по нормам.

Результирующее сопротивления растеканию сложного заземлителя (всего заземляющего устройства) R_з определяется по формуле

где R_Г – сопротивление растеканию тока полосового заземлителя, Ом;

R_В – сопротивление растеканию тока одиночного вертикального заземлителя, Ом;

n – число вертикальных заземлителей из труб;

_Г – коэффициент использования полосы;

_В – коэффициент использования вертикальных заземлителей из труб