- •Часть II – Электробезопасность
- •Часть II – Электробезопасность
- •Меры безопасности при проведении работы
- •Описание лабораторной установки
- •Лабораторная работа № 1 Определение влияния режима электрической сети и ее нейтрали на условия электробезопасности
- •1. Теоретическая часть
- •2. Экспериментальная часть
- •2.1. Описание лабораторной установки
- •2.3. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2 Определение зависимостей, характеризующих явления при стекании тока в землю через защитный заземлитель
- •1. Теоретическая часть
- •1.1.Заземлитель с полусферическим электродом
- •1.2.Заземлитель с вертикальным трубчатым электродом
- •1.3. Заземлитель с протяженным трубчатым электродом на поверхности
- •1.4. Напряжение прикосновения
- •1.5 Шаговое напряжение
- •2. Экспериментальная часть
- •2.1 Описание лабораторной установки
- •2.3 Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •2. Экспериментальная часть
- •2.1. Описание лабораторной установки
- •2.2. Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 4 Натурное моделирование зануления электрооборудования
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Общие сведения о занулении
- •1.2. Выбор тока срабатывания аппаратов защиты
- •2. Экспериментальная часть
- •2.1. Описание лабораторной установки
- •2.2. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •2.1. Описание лабораторного стенда
- •2.2. Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 6 Измерение сопротивления заземления
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Назначение, принцип действия, область применения защитного
- •1.2. Нормирование сопротивления заземляющего устройства
- •1.3. Устройство заземления
- •1.4. Сопротивление заземляющего устройства
- •1.7. Измерение сопротивления заземляющего устройства
- •1.8. Способы измерения сопротивления растеканию заземлителей
- •1.9. Измерение сопротивления растеканию заземлителя методом
- •1.10. Измерение сопротивления заземлителя прибором мс-08
- •1.11. Измерение сопротивления заземлителя прибором м-416
- •2. Экспериментальная часть
- •2.1 Описание лабораторного стенда
1.4. Сопротивление заземляющего устройства
Сопротивление заземляющего устройства складывается из сопротивления растеканию заземлителей и сопротивления заземляющих проводников, которое составляет незначительную долю общего сопротивления заземляющего устройства, поэтому сопротивление заземляющего устройства определяется главным образом сопротивлением растеканию заземлителей.
Сопротивление растеканию заземлителя – это сопротивление, которое возникает в зоне растекания тока в земле и определяется сопротивлением растеканию токов в прилегающих слоях грунта, лежащих в пределах того пространства вокруг заземлителей, где наблюдается прохождение тока.
Величина сопротивления растекания зависит от удельного сопротивления грунта, прилегающего к заземлителю, а также от его линейного размера, конструкций заземлителей и их взаимного расположения.
Удельное сопротивление грунта – это сопротивление между противоположными плоскостями куба земли с ребрами длиной 1 м.
Оно измеряется в Ом·м. Чем меньше удельное сопротивление грунта, тем благоприятнее условия для устройства заземляющего устройства примерные сопротивления грунта представлены (табл. 6.1.).
Таблица 6.1.
Состав грунта |
Удельное сопротивление, Ом·м | |
Предельные значения |
Рекомендуются для предварительных расчетов | |
Глина |
8 – 70 |
40 |
Суглинок |
40 – 150 |
100 |
Песок |
400 – 700 |
700 |
Супесь |
150 – 400 |
300 |
Чернозем |
9 – 530 |
200 |
Каменистый грунт |
1500 – 4000 |
4000 |
1.5. Коэффициент использования заземлителей
Для того чтобы обеспечить требуемую величину сопротивления применяют сложные заземлители, состоящие из углубленных заземлителей, соединенных металлическими полосами. В таких заземлителях поля токов, стекающих с углубленных заземлителей и полос, налагаются друг на друга. В результате общее сопротивление сложного заземлителя, измеренное приборами, получается больше, чем сопротивление этого заземлителя, рассчитанное по формуле как сумма сопротивлений параллельно соединенных одиночных заземлителей. Поэтому при проектировании заземляющего устройства необходимое число заземлителей определяется с учетом их влияния друг на друга. В связи, с чем вводится коэффициент использования заземлителей, всегда меньшей единицы
.
В сложных заземлителях обычно применяются металлические трубы длиной t=2÷3 м, диаметром d=25÷60 мм (диаметр трубы выбирается по условиям механической прочности). Расстояние a между заземлителями берётся равной от 1 до 3 его длин. Для заземлителей, расположенных в один ряд, это расстояние чаще применяется равной одной - двум длинам трубы. При расположении заземлителей по контуру расстояние, как правило, увеличивается до трёх длин.
Таблица 6.2.
Коэффициент использования ηтр заземлителей из труб или уголков
Для заземлителей, расположенных в ряд |
Для заземлителей, расположенных по контуру | ||||
Отношение расстояния между заземлителями к их длине, а/l |
Число труб, n |
ηтр |
Отношение расстояния между заземлителями к их длине, а/l |
Число труб, n |
ηтр |
1 |
2 |
0,34 – 0,87 |
1 |
4 |
0,66 – 0,72 |
3 |
0,76 – 0,80 |
6 |
0,58 – 0,65 | ||
5 |
0,67 – 0,72 |
10 |
0,52 – 0,58 | ||
10 |
0,56 – 0,62 |
20 |
0,44 – 0,50 | ||
15 |
0,51 – 0,56 |
40 |
0,38 – 0,44 | ||
20 |
0,47 – 0,50 |
60 |
0,36 – 0,42 | ||
|
|
100 |
0,33 – 0,39 | ||
2 |
2 |
0,90 – 0,92 |
2 |
4 |
0,76 – 0,80 |
3 |
0,85 – 0,88 |
6 |
0,71 – 0,75 | ||
5 |
0,79 – 0,83 |
10 |
0,66 – 0,71 | ||
10 |
0,72 – 0,77 |
20 |
0,61 – 0,66 | ||
15 |
0,68 – 0,73 |
40 |
0,55 – 0,61 | ||
20 |
0,65 – 0,73 |
60 |
0,52 – 0,58 | ||
|
|
100 |
0,49 – 0,56 | ||
3 |
2 |
0,93 – 0,95 |
3 |
4 |
0,84 – 0,83 |
3 |
0,90 – 0,92 |
6 |
0,78 – 0,82 | ||
5 |
0,85 – 0,88 |
10 |
0,74 – 0,78 | ||
10 |
0,79 – 0,83 |
20 |
0,68 – 0,73 | ||
15 |
0,76 – 0,80 |
40 |
0,64 – 0,69 | ||
20 |
0,74 – 0,79 |
60 |
0,62 – 0,67 | ||
|
|
100 |
0,59 – 0,65 |
Таблица 6.3.
Коэффициент использования ηп соединительной полосы
для заземлителей
Для заземлителей расположенных в ряд |
Для заземлителей расположенных по контуру | ||||
Отношение расстояния между заземлителями к их длине, а/l |
Число труб, n |
ηп |
Отношение расстояния между заземлителями к их длине, а/l |
Число труб, n |
ηп |
1 |
4 |
0,77 |
1 |
4 |
0,45 |
5 |
0,74 |
6 |
0,40 | ||
8 |
0,76 |
8 |
0,36 | ||
10 |
0,62 |
10 |
0,34 | ||
20 |
0,42 |
20 |
0,27 | ||
30 |
0,31 |
30 |
0,24 | ||
50 |
0,21 |
50 |
0,21 | ||
65 |
0,20 |
70 |
0,20 | ||
|
|
100 |
0,19 | ||
2 |
4 |
0,89 |
2 |
4 |
0,55 |
5 |
0,86 |
6 |
0,48 | ||
8 |
0,79 |
8 |
0,43 | ||
10 |
0,75 |
10 |
0,40 | ||
20 |
0,56 |
20 |
0,32 | ||
30 |
0,46 |
30 |
0,30 | ||
50 |
0,36 |
50 |
0,28 | ||
65 |
0,34 |
70 |
0,26 | ||
|
|
100 |
0,24 | ||
3 |
4 |
0,92 |
3 |
4 |
0,70 |
5 |
0,90 |
6 |
0,64 | ||
8 |
0,85 |
8 |
0,60 | ||
10 |
0,82 |
10 |
0,56 | ||
20 |
0,68 |
20 |
0,45 | ||
30 |
0,58 |
30 |
0,41 | ||
50 |
0,49 |
50 |
0,37 | ||
65 |
0,47 |
70 |
0,35 | ||
|
|
100 |
0,33 |
1.6. Расчет защитного заземления способом коэффициентов использования
Расчет включает определение основных параметров защитного заземления (число труб, их размещение, длина соединительных проводников), удовлетворяющих условиям безопасности.
1. Прежде чем приступить к расчету, необходимо определить допустимое сопротивление (Rдoп) защитного заземления для предполагаемой электроустановки по ПУЭ или ГОСТ 12.1.030 – 81.
2. Определить расчетное значение удельного сопротивления (ρрасч) грунта (взять это значение из табл.6.1.).
3. Рассчитать сопротивление растеканию одного вертикального заземлителя (трубы) по формуле
,
где l – длина трубы в м;
d – диаметр трубы в м (эквивалентный диаметр профильной стали);
s – расстояние от поверхности земли до середины заземлителя, равное
(где h – глубина заложения заземлителя).
При подстановке данных в формуле получим Rтр в Ом.
4. Рассчитать необходимое число вертикальных заземлителей по формуле
,
где n – число заземлителей;
ηтр – коэффициент использования заземлителей из труб, зависит от отношения расстояния между заземлителями (а) и длины заземлителя (l), а также от взаимного расположения электродов (в ряд или по контуру) и определяется по таблицам (см. табл.6.2).
5. Определить длину соединительной полосы, используя формулу L = 1,05 а · n, где а – расстояние между заземлителями; n – количество заземлителей.
6. Определить сопротивление полосового заземлителя по формуле
где b – ширина полосы;
h – глубина заложения полосового заземлителя.
7. Определить результирующее сопротивление растеканию сложного заземлителя (всего заземляющего устройства) R с учетом коэффициента использования полосы ηп ,от расположения заземлителя в ряду или по контуру, а также от числа труб в ряду или контуре
Подученное сопротивление растеканию R должно быть меньше Rдоп , т. е. R < Rдоп .