QutGD0YDRgV8zNDA0LnBkZg==
.pdfТаблиця 4.7 - Технічні характеристики автоматичних вимикачів
|
Номіналь- |
|
Кратність сили струму спрацьову- |
|
Тип |
на сила |
Номінальна сила струму теплового |
вання електромагнітного розчіплю- |
|
струму, А, |
розчіплювача, А |
вача по відношенню до номінальної |
||
|
||||
|
автомата |
|
сили струму теплового розчіплювача |
|
АП50-3МТ |
50 |
1,6(1...1,6) |
|
|
|
|
2,5(1,6...2,5) |
|
|
|
|
4,0(2,5...4) |
|
|
|
|
6,4(4...6,4) |
|
|
|
|
10,0(6,4...10) |
3,5; 8; 11 |
|
|
|
16,0(10...16) |
|
|
|
|
25,0(16...25) |
|
|
|
|
40,0(25...40) |
|
|
|
|
50,0(30...50) |
|
|
АЕ2026 |
16 |
0,3...0,6; 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; |
|
|
|
|
3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16 |
|
|
АЕ2036 |
25 |
0,6; 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; |
12 |
|
|
|
5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25 |
||
|
|
|
||
АЕ2046 |
63 |
10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63 |
|
|
|
|
|
|
|
АЕ2056 |
100 |
16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100 |
|
Примітки: 1. Для автоматів АП50 у дужках вказані межі регулювання.
2.У регульованого виконання діапазон регулювання уставки теплового розчіплювача автоматів АЕ20 складає 0,9...1,15 номінальної сили струму установки.
3.Вид розчіплювача - комбінований. 4. Число полюсів - 3
Розрахунок номінальних значень сили струму плавких вставок запобіжників і розчіплювачів автоматів.
Номінальна сила струму плавкої вставки Іп.в, А, запобіжника для захисту відгалуження до одиночного електродвигуна повинна задовольняти наступній умові:
для електродвигунів з нечастими пусками і тривалістю пускового періоду не більше 2...2,5 с
І |
|
|
Іп |
, |
(4.12) |
п .в |
|
||||
|
2 ,5 |
|
|
||
|
|
|
|
||
для електродвигунів з частими пусками або тривалістю пускового періоду більше 2 ... 2,5 с
Іп.в |
|
І |
п |
. |
(4.13) |
|
2...1,6 |
||||||
|
|
|
|
|||
Для електродвигунів відповідальних механізмів з метою особливого надійного налаштування запобіжників від поштовхів струму допускається у формулі (4.13) приймати знаменник рівним 1,6 незалежно від умов пуску, якщо кратність струму однофазного короткого замикання по відношенню до Іп.в складає не менше вказаної в таблиці 1.24.
Плавка вставка запобіжника для захисту лінії, що живить силове або змішане навантаження, вибирається з умови
|
|
|
І |
І |
|
|
І |
|
п |
м |
, |
(4.14) |
|
п .в |
2 ,5 |
|||||
|
|
|
|
|
||
де Іп - сила пускового струму електродвигуна, яка знаходиться множенням номінальної сили струму двигуна на кратність пускового струму;
І п - сила пускового струму електродвигуна або групи електродвигунів, що одночасно включаються, при пуску яких сумарна сила короткочасного струму лінії досягає найбільшого значення, А;
I м - розрахункова сила тривалого струму лінії без урахування сили робочого струму електродвигуна (або групи двигунів), що пускається, А.
41
Таблиця 4.8 - Найменше значення коефіцієнта кратності струму однофазного короткого замикання по відношенню до номінального струму спрацьовування апарату захисту К [15]
|
К для установок |
Формула для |
||
Тип апарату захисту |
загального |
вибухоне- |
||
визначення К |
||||
|
призначення |
безпечних |
||
|
|
|||
Запобіжники |
3 |
4 |
K = Iк / Iп.в |
|
Автоматичні вимикачі, що мають розчіплювач: |
|
|
|
|
тепловий (з зворотньозалежною від струму харак- |
|
|
|
|
теристикою) |
3 |
6 |
K = Iк / Iн.р |
|
Електромагнітний |
Кз.р. · 1,1 |
Кз.р. · 1,1 |
K = Iк / Iн.р |
|
те ж, але за відсутності заводських даних, для ав- |
|
|
|
|
томатів з номінальною силою струму, А: |
|
|
|
|
≤ 100 |
1,4 |
1,4 |
K = Iк / Iн.р |
|
> 100 |
1,25 |
1,25 |
K = Iк / Iн.р |
|
Примітка: Ік - струм однофазного короткого замикання; Iп.в - номінальна сила струму плавкої вставки запобіжника; Iн.р - номінальна сила струму спрацьовування розчіплювача автомата; Кз.р - коефіцієнт розкиду характеристики автомата за заводськими даними.
Номінальну силу струму плавкої вставки запобіжника, що захищає відгалуження до зварювального трансформатора, знаходять за формулою
|
|
|
Іп.в 1,2 Ін.зв ТВ |
(4.15) |
|
де ТВ - тривалість включення (відношення тривалості робочого періоду до тривалості циклу зварки, рівної суми робочого періоду і холостого ходу);
Ін.зв - номінальна сила первинного струму зварювального трансформатора.
Якщо в паспорті зварювального трансформатора ТВ дається у відсотках, то у формулу (4.15) необхідно підставляти ТВ %, ділене на 100.
Приклад. Вибрати запобіжники для захисту відгалуження до зварювального трансформатора
ТД-500, Uн = 380 В; Ін.зв = 82 А; ТВ = 60 % = 60/100 = 0,6.
Користуючись формулою (5.39), визначаємо номінальну силу струму плавкої вставки запобіжника: Іп.в = 1,2·82· 
0 ,6 = 76 А. Вибираємо найближчий стандартний запобіжник типу ПН-2 з номі-
нальною силою струму патрона 100 А і струму плавкої вставки - 80. Можливий також варіант для запобіжника ПН-2 з номінальною силою струму плавкої вставки 80 А, але з номінальною силою струму патрона 250 А.
Номінальну силу струму плавкої вставки запобіжників, що захищають відгалуження до електроприймача, що не має пікових струмів (печі, випрямлячі і ін.), або ділянку освітлювальної мережі вибирають за умови
Іп.в ≥ Ін, |
(4.16) |
де Ін - номінальна сила струму електроприймача, що захищається, або розрахункова сила струму навантаження лінії освітлювальної мережі.
При застосуванні для освітлення будівельних майданчиків і будівель, які будуються, ламп ДРЛ, потужністю 250 Вт і вище номінальну силу струму плавких вставок запобіжників і уставок автоматів для захисту мереж освітлення слід вибирати з урахуванням пускових струмів ламп відповідно до наведених нижче рекомендацій:
при захисті запобіжниками
Іп.в ≥ 1,2Ір, |
(4.17) |
де Ір – сила робочого струму лінії.
Номінальну силу струму теплових і комбінованих розчіплювачів автоматів з нерегульованою зворотно-залежною від струму характеристикою (наприклад, типу А 3000) визначають із співвідношення
Ін.р.т ≥ Ім, |
(4.18) |
де Ін.р.т - номінальна сила струму розчіплювача; Ім - максимальна розрахункова сила струму ланцюга в тривалому режимі.
42
При установці автоматичних вимикачів у закритих шафах струм розчіплювача вибирають на 10
...15 % більше розрахункової сили тривалого максимального струму ланцюга.
Номінальну силу струму розчіплювачів з регульованою зворотно-залежною від струму характеристикою (наприклад, типу АЕ20) знаходять з умови:
Ін.р ≥ 1,25Ім, (4.19)
Силу струму миттєвого спрацьовування електромагнітного або комбінованого розчіплювача вибирають зумови:
Ін.р.е ≥ 1,25Ікр, |
(4.20) |
де Ікр - максимальна сила короткочасного струму ланцюга, що захищається. Для відгалуження до одиночного електродвигуна в якості Ікр приймається сила пускового струму двигуна. Для автоматів типа А 3100, що мають великий розкид характеристик, Ін.р.е ≥ 1,5Ікр.
При захисті автоматами, що мають теплові або комбіновані розчіплювачі з уставками менше 50 А,
Ін.р.т ≥ 1,4Ір. |
(4.21) |
З цієї ж умови вибирається значення номінального струму уставки автомата з комбінованим розчіплювачем при захисті освітлювальної мережі з лампами розжарювання потужністю 500 Вт і вище.
Тому для захисту короткозамкнутих електродвигунів не рекомендується застосовувати автомат, який має лише електромагнітний розчіплювач, оскільки це збільшує перетин проводів живлення в порівнянні з установкою автомата з комбінованим розчіплювачем. Крім того, це утрудняє (особливо в малопотужних мережах) забезпечення необхідної кратності струму однофазного короткого замикання у відношенні до номінальної сили струму спрацьовування апарату захисту (див. табл.
4.7).
При проектуванні схем тимчасового електропостачання будівельних майданчиків слід враховувати вимогу селективності (вибірковості) захисту. Селективність захисту запобіжниками і автоматами ділянок електричних мереж і відгалужень забезпечується послідовним збільшенням номінальної сили струмів спрацьовування апаратів захисту у напрямку до джерела живлення.
Розрахунок заземлювальних пристроїв
Розрахунок заземлювального пристрою зводиться до визначення кількості, вертикальних і горизонтальних електродів заземлювача залежно від необхідного відповідно до ПУЕ опору заземлення, питомого опору землі в місці споруди заземлюючого пристрою, прийнятих розмірів електродів і конфігурації заземлювача.
Розрахунку заземлювача повинен передувати попередній вимір питомого опору землі в місці його улаштування. Питомий опір землі ρ, що характеризується опором між сторонами куба землі з ребром в 1 м, вимірюється в Ом·м. Інколи ρ виражають в Ом·см і тоді 1 Ом-м = 100 Ом·см.
Питомий опір землі змінюється від десятків до тисяч Ом·м залежно від таких факторів, як зміст вологи, температура грунту, його будова і ступінь ущільненості, пора року.
У табл. 1.25 і 1.26 вказані відповідно ознаки кліматичних зон і значення коефіцієнта сезонності.
Таблиця 1.25 - Ознаки кліматичних зон для визначення коефіцієнтів сезонності ψ [20]
Характеристика |
Кліматичні зони відповідно з [20] |
|||
Зони |
I |
II |
III |
IV |
Середня багатолітня температура, оС: |
|
|
|
|
нижча (січень) |
від -20 до -15 |
від -14 до -10 |
від -10 до 0 |
від 0 до +5 |
вища (липень) |
від +16 до +18 |
від +18 до +22 |
від +22 до +24 |
від +24 до +26 |
Тривалість замерзання води, дні |
190...170 |
~150 |
~100 |
0 |
43
Таблиця 1.26 - Коефіцієнти сезонності ψ для однорідної землі [20]
Кліматична |
Стан землі під час вимірів її |
Кліматична |
Стан землі під час вимірів її |
|||||
опору при вологості |
опору при вологості |
|||||||
зона (по табл. |
зона (по табл. |
|||||||
підвище- |
норма- |
малоюї |
підви- |
норма- |
малої |
|||
5.25) |
ної |
льної |
5.25) |
щеної |
льної |
|||
|
|
|
|
|||||
Вертикальний електрод завдовжки 3 м |
Горизонтальний електрод завдовжки 10 м |
|||||||
I |
1,9 |
1,7 |
1,5 |
I |
9,3 |
5,5 |
4,1 |
|
II |
1,7 |
1,5 |
1,3 |
II |
5,9 |
3,5 |
2,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
III |
1,5 |
1,3 |
1,2 |
III |
4,2 |
2,5 |
2,0 |
|
IV |
1,3 |
1,1 |
1,0 |
IV |
2,5 |
1,5 |
1,1 |
|
Вертикальний електрод завдовжки 5 м |
Горизонтальний електрод завдовжки 50 м |
|||||||
I |
1,5 |
1,4 |
1,3 |
I |
7,2 |
4,5 |
3,6 |
|
II |
1,4 |
1,3 |
1,2 |
II |
4,8 |
3,0 |
2,4 |
|
III |
1,3 |
1,2 |
1,1 |
III |
3,2 |
2,0 |
1,6 |
|
IV |
1,2 |
1,1 |
1,0 |
IV |
2,2 |
1,4 |
1,12 |
|
Примітки: 1. Земля вважається підвищеної вологості, якщо виміру її опору передувало випадання великої кількості (зверху норми) опадів (дощів); нормальної (середньої) вологості - якщо виміру передувало випадання невеликої кількості (близьке до норми) опадів; малої вологості - якщо земля суха, кількість опадів в попередній період нижча за норму.
2. Заглиблення електродів, тобто відстань від поверхні землі до верхнього кінця вертикального електроду і до горизонтального електроду, дорівнює 0,7...0,8 м.
Залежність ρ від пори року є достатньо складною, проте відомо, що восени і весною, коли вологість землі збільшується ρ зменшується, а взимку і літом в період промерзання і висихання землі - збільшується. Тому в розрахунках необхідне значення зміряного питомого опору ρизм умножати на коефіцієнт сезонності ψ, який враховує можливі зміни значення ρ протягом року і ступінь зволоженості землі в період виконання замірів.
Таким чином, знаходять розрахункове значення питомого опору землі, Ом·м:
ρpacч = ρизм·ψ. (1.47)
Якщо дані вимірів питомого опору ґрунту відсутні, то для попереднього розрахунку заземлювачів користуються наближеними значеннями (табл. 1.27). Ці дані відносяться до умов нормальної вологості землі.
Таблиця 1.27 - Наближені значення питомі електричних опорів різних ґрунтів і води [20]
|
|
Питомий опір |
|
|
Питомий опір |
||||||
|
|
|
Ом·м |
|
|
|
|
Ом·м |
|
||
Ґрунт, вода |
Можливі |
межі |
При |
вологості |
Ґрунт, вода |
Можливі |
|
При |
вологості |
||
|
коливань |
|
10... |
20 % до |
|
межі |
коли- |
10... |
20 % до |
||
|
|
|
|
маси грунту |
|
вань |
|
|
маси грунту |
||
Глина |
8... |
70 |
|
|
40 |
Кам'янистий |
500... |
800 |
|
|
- |
Суглинок |
40... |
150 |
|
100 |
Скелястий |
104... |
107 |
|
|
- |
|
Пісок |
400... |
700 |
|
700 |
Вода |
|
|
|
|
- |
|
Супісок |
150.. .400 |
|
300 |
морська |
0,2... |
1 |
|
|
- |
||
Торф |
10... |
30 |
|
20 |
річкова |
10... |
100 |
|
|
- |
|
Чорнозем |
9... |
53 |
|
|
20 |
ставкова |
40... |
50 |
|
|
- |
Садова земля |
30... |
60 |
|
40 |
ґрунтова |
20... |
70 |
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
у струмках |
10... |
60 |
|
|
- |
Розрахунок простих заземлювачів. До простих відносяться заземлювачі, виготовлені у вигляді одного-двух рядів вертикальних електродів, сполучених смугою або круглою сталлю, прямокутника з вертикальних і горизонтальних електродів, променевого заземлювача і т. і., які в основному використовуються для установок до 1000 В.
44
Мета розрахунку - визначення числа, розмірів і способу розміщення горизонтальних і вертикальних електродів, виходячи з відомого питомого опору ґрунту, найбільшого допустимого значення опору заземлювачів, прийнятої форми і розмірів електродів.
При поєднанні заземлювальних пристроїв різної напруги або призначення за розрахункове значення опору заземлювача береться менше з необхідних значень ПУЕ [15].
Як правило, розрахунок простих заземлювачів з точністю, достатньою для практичних цілей, ведеться за допустимим опором заземлювального пристрою методом «коефіцієнта використання» для випадку розміщення заземлювача в однорідній землі. Існує ряд інших методів і способів розрахунку: за напругою дотику і кроку, способом наведених потенціалів, з урахуванням багатошаровості землі і т. і.. Проте вони застосовуються рідше і для складних заземлювачів.
Розрахунок виконують в наступному порядку:
1)визначають необхідний опір заземлювального пристрою Rз. Для установок напругою до 1000
Вце значення вказано в ПУЕ [15];
2)знаходять необхідний опір штучного заземлювача з урахуванням використання природних
заземлювачів. Знаючи опір природних заземлювачів Rе, яке зазвичай знаходять виміром, можна визначити необхідний опір штучного заземлювача Rи залежно від найбільшого допустимого значення Rз, Ом:
R |
Rе |
Rз |
; . |
(1.48) |
|
|
|||
и |
Rе |
Rз |
|
|
|
|
|||
вибирають форму і розміри вертикальних і горизонтальних електродів, визначають попередню конфігурацію заземлювача. Форму і розміри вертикальних і горизонтальних електродів вибирають виходячи з вимог ПУЕ [15]. Попереднє розміщення електродів на існуючому майданчику необхідно проводити так, щоб відстань між вертикальними електродами була не менше їх довжини. Необхідно враховувати, що збільшення числа вертикальних електродів із зменшенням відстані між ними внаслідок взаємного екранування приводить до зменшення ефективності використання електродів і збільшення опору розтіканню. Залежно від конкретних умов вибирають конфігурацію заземлювача: ряд, прямокутник, променевий і т. п.;
Розміри електродів, відстані між ними, конфігурація заземлювального пристрою визначаються проектом. Найменші розміри сталевих штучних заземлювачів [15]:
Круглі» (лозини), діаметр: |
Прямокутні: |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
неоцинковані |
10 |
мм |
перетин |
48 |
мм2 |
оцинковані |
6 |
мм |
товщина |
4 |
мм |
Кутова сталь, товщина полиць 4 мм
визначають розрахунковий опір заземлювача. Відповідно до заздалегідь прийнятого плану розміщення заземлювача визначають кількість n вертикальних і довжину горизонтальних електродів. За відповідними формулами (див. нижче) знаходять розрахункові значення опорів сумарної довжини горизонтальних електродів Rг і одиночного вертикального електроду Rв. По табл. 5.28, 5.29 визначають коефіцієнти використання горизонтальних і вертикальних електродів ηг і ηв залежно від прийнятих параметрів заземлювача, після чого знаходять розрахункове значення опору групового заземлювача R, Ом:
R |
|
Rв Rг |
|
|
. . |
(1.49) |
|||
R |
г |
R |
г |
|
в |
n |
|||
|
в |
|
|
|
|
|
|||
Приводимо формули для визначення опорів найбільш поширених типів вертикальних і горизонтальних електродів.
45
Таблиця 1.28 - Коефіцієнти використання ηг горизонтального смугового електроду, що з’єднує вертикальні електроди (кругла сталь, кутики і т. і.) групового заземлювача [20]
|
Відношення відстаней |
між |
|
|
|
|
Число вертикальних електродів |
|
|
||||||||||||||||
|
вертикальними електродами |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
до їх довжини |
|
|
2 |
|
|
4 |
|
|
|
6 |
|
|
10 |
20 |
|
40 |
|
60 |
|
100 |
||||
|
|
|
|
Вертикальні електроди розміщені в ряд |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
1 |
|
|
0,85 |
|
|
0,77 |
|
0,72 |
|
0,62 |
0,42 |
|
- |
|
- |
|
- |
|||||||
|
2 |
|
|
0,94 |
|
|
0,80 |
|
0,84 |
|
0,75 |
0,56 |
|
- |
|
- |
|
- |
|||||||
|
3 |
|
|
0,96 |
|
|
0,92 |
|
0,88 |
|
0,82 |
0,68 |
|
- |
|
- |
|
- |
|||||||
|
|
|
|
Вертикальні електроди розміщені по контуру |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
1 |
|
|
- |
|
|
0,45 |
|
0,40 |
|
0,34 |
0,27 |
|
0,22 |
0,20 |
|
0,19 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
- |
|
|
0,55 |
|
0,48 |
|
0,40 |
0,32 |
|
0,29 |
0,27 |
|
0,23 |
||||||||
|
3 |
|
|
- |
|
|
0,70 |
|
0,64 |
|
0,56 |
0,45 |
|
0,39 |
0,36 |
|
0,33 |
||||||||
|
|
Таблиця 1.29 - Коефіцієнти використання ηв вертикальних |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
електродів групового заземлювача (кругла сталь, кутики і т. і.) |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
без врахування впливу смуги зв'язку [20] |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
Число за- |
Відношення відстаней між електродами до їх довжини |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
землюва- |
|
1 |
2 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|||
|
|
чів n |
|
електроди розміщені в ряд |
|
|
електроди розміщені по контуру |
|
|
||||||||||||||||
|
|
2 |
|
0,85 |
0,91 |
|
|
0,94 |
|
|
|
|
|
- |
- |
|
|
|
- |
|
|
|
|||
|
|
4 |
|
0,73 |
0,83 |
|
|
0,89 |
|
|
|
|
|
0,69 |
0,78 |
|
|
0,85 |
|
|
|
||||
|
|
6 |
|
0,65 |
0,77 |
|
|
0,85 |
|
|
|
|
|
0,61 |
0,73 |
|
|
0,80 |
|
|
|
||||
|
|
10 |
|
0,59 |
0,74 |
|
|
0,81 |
|
|
|
|
|
0,56 |
0,68 |
|
|
0,76 |
|
|
|
||||
|
|
20 |
|
0,48 |
0,67 |
|
|
0,76 |
|
|
|
|
|
0,47 |
0,63 |
|
|
0,71 |
|
|
|
||||
|
|
40 |
|
- |
- |
|
|
- |
|
|
|
|
|
0,41 |
0,58 |
|
|
0,66 |
|
|
|
||||
|
|
60 |
|
- |
- |
|
|
- |
|
|
|
|
|
0,39 |
0,55 |
|
|
0,64 |
|
|
|
||||
|
|
100 |
|
- |
- |
|
|
- |
|
|
|
|
|
0,36 |
0,52 |
|
|
0,62 |
|
|
|
||||
Опір розтіканню горизонтального електроду із смугової або круглої сталі Rг, Ом: |
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
роз |
|
|
l 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
R |
г |
|
|
|
ln |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
2 l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
bt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
де ρроз - розрахунковий питомий опір землі, Ом·м (з урахуванням коефіцієнта сезонності); l - довжина електроду, м;
t - глибина заставляння (відстань від поверхні землі до середини електроду), м; b - ширина смуги, м. Для круглої сталі b = 2d, де d - діаметр.
У орієнтовних розрахунках опір горизонтального електроду, Rг Ом, можна прийняти
Rг 2 ооз .
l
Опір розтіканню вертикального електроду з круглої або кутової сталі Rв, Ом
|
|
|
роз |
2l |
0 ,5 ln |
4t l |
||
Rв |
|
|
ln |
|
|
, |
||
2 l |
d |
|
||||||
|
|
|
|
4t l |
||||
(1.50)
(1.51)
(1.52)
де d - зовнішній діаметр електроду, м; для вертикальних електродів з кутової сталі d = 0,95b, де b - ширина полиці кутика, м
Решта позначень, як у формулі (1.49).
Розрахований за формулою (1.51) опір електроду, Ом, з круглої сталі діаметром 12 мм, завдовжки 5 м, при t = 3,2 м (верхній кінець електроду знаходиться на відстані 0,7 м від поверхні землі)
Rв = 0,228 ρроз. |
(1.53) |
У орієнтовних розрахунках опір вертикального електроду з круглої або кутової сталі можна прийняти
46
R |
роз |
; |
(1.54) |
|
|||
в |
l |
|
|
|
|
||
5) уточнюють вибрані параметри заземлювача. Знайдений на основі п. 4 опір заземлювача R порівнюють з визначеним за п. 1 необхідним опором штучного заземлювача Rи. Якщо R і Rи близькі за значенням, то, значить, форма, розміри, конфігурація заземлювача вибрані правильно. Якщо значення R і Rи значно відрізняються один від одного, то необхідно внести відповідні корективи, які, як правило, полягають в зміні кількості електродів, після чого обхідно знову знайти розрахункове значення R.
Розрахунки заземлювальних пристроїв являються наближеними, тому рекомендується округлювати проміжні і кінцеві результати у бік запасу.
Розрахунок заземлювальних пристроїв пересувних електроустановок. Опір одиночного стерж-
ньового інвентарного заземлювача, Ом, верхній кінець якого залишається над поверхнею землі, розраховують за формулою:
R 0 ,366 |
|
lg |
4l |
,. |
(1.55) |
ст |
l |
d |
|
де ρ - питомий опір ґрунту, Ом · м;
l - довжина зануреної в землю частки стержня, м;
d - зовнішній діаметр стержня, м (для кутової сталі d = 0,95 b, де b - ширина полиці кутика). Для усунення явища екранування відстань між електродами заземлення має бути не менше їх
довжини.
Опір заземлювального пристрою Rз Ом, який визначається за формулою
R |
Rст |
. |
(1.56) |
|
|
||||
з |
в |
n |
|
|
|
|
|||
де ηв - коефіцієнт використання (див. табл. 1.29); n - кількість стрижньових електродів.
У табл. 1.30 наведені дані по кількості стержневих електродів, необхідних для спорудження заземлювального пристрою пересувної електроустановки опором 10 Ом для умов другої кліматичної зони (див. табл. 1.25, 1.26) з урахуванням коефіцієнта використання (див. табл. 1.29). При нормованому опорі заземлювального пристрою 4 Ом кількість стержнів слід збільшити в 2,5 рази.
Розрахунок занулення
Основним завданням розрахунку занулення в проекті виконання робіт (ПВР) є розрахункова перевірка вимикаючої здатності системи занулення. При замиканні на корпус занулення виконає свою головну захисну функцію - надійне відключення, якщо сила струму однофазного короткого замикання Ік задовольняє умові:
Ік ≥ KІном |
(1.57) |
де Іном - номінальне значення сили струму спрацьовування апарату захисту, А; К - коефіцієнт кратності сили струму однофазного замикання по відношенню до номінальної
сили струму спрацьовування апарату захисту, який приймається по табл. 1.24. Таким чином, розрахунок занулення полягає в перевірці дотримання умови (1.56). Розрахунок досить виконати для двох характерних точок мережі: найбільш потужного електроприймача з найбільшим Іном і найбільш віддаленого на мережі електроприймача, у якого найбільший опір ланцюга «фаза – нуль».
Для визначення Ік користуємося наближеною формулою
Iк |
|
Uф |
|
|
(1.58) |
|
|
|
Z |
|
|||
|
Zп |
т |
||||
|
3 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
47
Таблиця 1.30 - Кількість електродів, яка необхідна для улаштування заземлюючого пристрою з опором 10 Ом
Грунт |
Питомий |
Стрижньові |
заземлювачі по |
Сталеві труби діаметром 24 мм, зану- |
Сталеві труби занурені діаметром 48 |
Кутова сталь перетином 50х50 мм, |
||||||||||||||||||||||||
ГОСТ 16556-81 при довжині, мм |
|
|
рені на глибину, м |
|
|
|
|
мм, на глибину, м |
|
|
|
занурена на глибину, м |
|
|||||||||||||||||
|
|
опір Ом·м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
(середовище) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1180 |
1500 |
2000 |
1 |
|
1,5 |
|
2 |
2,5 |
|
1 |
|
1,5 |
2 |
2,5 |
|
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Торф |
|
20 |
8... |
10 |
6... |
7 |
20 |
5... |
6 |
4... |
5 |
3... |
4 |
2... |
3 |
4... |
5 |
|
3... |
4 |
3 |
2... |
3 |
4... |
5 |
3 |
...4 |
3 |
2... |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Глина і |
садова |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
земля |
|
40 |
16... |
20 |
12... |
14 |
40 |
10... |
12 |
8... |
10 |
6... |
8 |
4... |
6 |
8... |
10 |
|
6... |
8 |
6 |
4... |
6 |
8... |
10 |
6... |
8 |
6 |
4.:.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Глина з гравієм |
70 |
29... |
31 |
19... |
22 |
70 |
18... |
21 |
14... |
18 |
10... |
14 |
7... |
10 |
14... |
18 |
|
10... |
14 |
10 |
7... |
10 |
14... |
18 |
10... |
14 |
10 |
7... |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Суглинок і кам'я- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ниста глина |
100 |
42... |
50 |
30... |
36 |
100 |
25... |
30 |
20... |
25 |
15..,20 |
10... |
15 |
20... |
25 |
|
15... |
20 |
15 |
10... |
15 |
20... |
25 |
15... |
20 |
15 |
10... |
15 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Чорнозем |
|
20 |
84... |
100 |
60... |
72 |
20 |
50... |
60 |
40... |
50 |
30... |
40 |
20... |
30 |
40... |
50 |
|
30... |
40 |
30 |
20... |
30 |
40... |
50 |
30... |
40 |
30 |
20... |
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Супісок |
|
300 |
125... |
150 |
90... |
110 |
300 |
75... |
90 |
60... |
75 |
45... |
60 |
30... |
45 |
60... |
75 |
|
45... |
60 |
45 |
30... |
45 |
60... |
75 |
45... |
60 |
45 |
30... |
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пісок |
|
700 |
290... |
300 |
190... |
220 |
700 |
180... |
210 |
140... |
180 |
100... |
140 |
70... |
100 |
140.180 |
|
100... |
140 |
100 |
70... |
100 |
140... |
180 |
100... |
140 |
100 |
70... |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гравій, |
щебінь, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мергель, вапняк |
2000 |
800... |
1000 |
600... |
700 |
2000 |
500... |
600 |
400... |
500 |
300... |
400 |
200... |
300 |
400... |
500 |
|
300... |
400 |
300 |
200... |
300 |
400... |
500 |
300... |
400 |
300 |
200... |
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Морська вода |
1 |
|
1 |
|
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
1 |
1 |
|
1 |
|
1 |
|
1 |
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Річкова вода |
50 |
20... |
25 |
15.18 |
50 |
12... |
15 |
10... |
12 |
7... |
10 |
5... |
8 |
10... |
12 |
|
7... |
10 |
8 |
5... |
8 |
10... |
12 |
7... |
10 |
8 |
5... |
8 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
48
де Zп - повний опір ланцюга «фаза – нуль» при передбачуваному замиканні на корпус у вибраній точці мережі, Ом;
Zт - повний опір трансформатора (джерела живлення мережі), Ом;
Uф - фазна напруга мережі, В. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Повний опір ланцюга «фаза – нуль» Zп визначається за формулою: |
|
|||||||
Z |
п |
|
r |
r |
2 x |
x x 2 |
, |
(1.59) |
|
|
ф |
н |
ф |
н |
|
|
|
де rф і xф - відповідно активний і внутрішній індуктивний опір фазного дроту, Ом;
rн і x - те ж, але нульового захисного провідника, Ом;
н
х' - зовнішній індуктивний опір ланцюга «фаза – нуль», Ом.
Порядок розрахунку:
1.Визначають найменше допустиме значення Ік. Знаючи номінальну силу струму плавкої вставки запобіжника або уставки струму спрацьовування автомата електроприймача, для якого проводиться розрахунок, і вибравши за табл. 1.24 коефіцієнт К, знаходять найменше допустиме значення сили струму однофазного короткого замикання Ік.д = К·Іном7.
2.По таблиці 1.31 залежно від потужності трансформатора і схеми з'єднання його обмоток знаходять повний опір трансформатора Zт, Ом.
3.Визначають повний опір ланцюгу «фаза – нуль» Zп, Ом. З цією метою знаходять значення опорів, що входять у формулу (1.58).
Значення активних опорів rф і rн визначають за відомими перетинами, довжинами і матеріалом фазного і нульового захисного провідників.
Для провідників з кольорових металів опір R, Ом, знаходять за формулою:
R |
l |
, |
(1.60) |
|
s |
||||
|
|
|
де ρ - питомий опір провідника, рівний 0,018·10-6 ОМ · м - для міді і 0,028 · 10-6 Ом · м - для алюмінію; l - довжина провідника, м; s - поперечний перетин, м2.
Активний опір сталевих нульових захисних провідників визначити розрахунковим шляхом досить складно, тому це значення в Ом/км приймається за таблицею 1.30 (знаючи профіль, перетин, а також, задавшись щільністю струму, приблизно відповідному кратності струму замикання на корпус К). Загальну довжину сталевого провідника перемножують на значення опору, знайденого за таблицею і отримують rн.
Внутрішніми індуктивними опорами |
x |
і |
x |
для мідних і алюмінієвих дротів можна нехтувати |
|
ф |
|
н |
|
зважаючи на їх мале значення (приблизно 0,0156 Ом/км.). Внутрішні індуктивні опори сталевих провідників мають досить великі значення і визначаються за допомогою таблиці 1.32, так само, як і активні опори сталевих провідників, за тими ж вихідними даними.
Зовнішній індуктивний опір х' в основному залежить від відстані між фазним і нульовим захисним провідниками. Із збільшенням цієї відстані значення х' росте, а сила струму однофазного замикання Ік зменшується.
При використанні в якості нульових захисних провідників четвертих жил кабелів, алюмінієвих оболонок кабелів і сталевих труб електропроводок зовнішній індуктивний опір можна не враховувати. У решті випадків для практичних розрахунків приймається х' = 0,60 Ом/км..
49
Таблиця 1.31 - Приблизні розрахункові повні опори Zт, Ом, масляних трансформаторів по ГОСТ 11920-85Е
Потужність |
Номінальна |
Zт Ом, при схемі |
Потужність |
Номінальна |
Zт Ом, при схемі |
||||
трансфор- |
напруга обмо- |
з'єднання обмоток |
трансфор- |
напруга |
обмо- |
з'єднання обмоток |
|||
матора, |
ток вищої на- |
У/Ун |
Д/Ун і У/Zн |
матора |
ток вищої на- |
У/Ун |
Д/Ун і У/Zн |
||
кВ·А |
пруги, кВ |
кВ·А |
пруги, кВ |
||||||
25 |
6... |
10 |
3,110 |
0,906 |
250 |
20... |
35 |
0,305 |
0,130 |
40 |
6... |
10 |
1,949 |
0,562 |
400 |
6... |
10 |
0,195 |
0,056 |
63 |
6... |
10 |
1,237 |
0,360 |
400 |
20... |
35 |
0,191 |
- |
63 |
20... |
35 |
1,136 |
0,407 |
630 |
6... |
10 |
0,129 |
0,042 |
100 |
6... |
10 |
0,799 |
0,226 |
630 |
20... |
35 |
0,121 |
|
100 |
20... |
35 |
0,764 |
0,327 |
1000 |
6... |
10 |
0,081 |
0,027 |
160 |
6... |
10 |
0,487 |
0,141 |
1000 |
20... |
35 |
0,077 |
0,032 |
160 |
20... |
35 |
0,478 |
0,203 |
1600 |
6... |
10 |
0,054 |
0,017 |
250 |
6... |
10 |
0,312 |
0,090 |
1600 |
20... |
35 |
0,051 |
0,020 |
Примітка. Дані таблиці відносяться до трансформаторів з обмотками нижчої напруги 400/230 В. При нижчій напрузі 230/127 В значення опорів, наведені в таблиці, необхідно зменшити в 3 рази.
Таблиця 1.32 - Активні rн і індуктивні x опори
н
сталевих провідників при змінному струмі (50 Гц). Ом/км [20]
Розміри або |
Пере- |
|
|
Щільність струму, А/мм2 |
|
|
||||
діаметр, мм |
тин, |
|
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2 |
|
|||
|
мм2 |
|
rн |
x |
rн |
x |
rн |
x |
rн |
x |
|
|
|
|
н |
|
н |
|
н |
|
н |
|
Смуга прямокутного перетину |
|
|
|
||||||
20х4 |
80 |
|
5,24 |
3,14 |
4,20 |
2,52 |
3,48 |
2,09 |
2,97 |
1,78 |
30х4 |
120 |
|
3,66 |
2,20 |
2,91 |
1,75 |
2,38 |
1,43 |
2,04 |
1,22 |
30х5 |
150 |
|
3,38 |
2,03 |
2,56 |
1,54 |
2,08 |
1,25 |
- |
- |
40х4 |
160 |
|
2,80 |
1,68 |
2,24 |
1,34 |
1,81 |
1,09 |
1,54 |
0,92 |
50х4 |
200 |
|
2,28 |
1,37 |
1,79 |
1,07 |
1,45 |
0,87 |
1,24 |
0,74 |
50х5 |
250 |
|
2,10 |
1,26 |
1,60 |
0,96 |
1,28 |
0,77 |
- |
- |
60х5 |
300 |
|
1,77 |
1,06 |
1,34 |
0,80 |
1,08 |
0,65 |
- |
- |
|
|
Провідник круглого перетину |
|
|
|
|||||
5 |
19,63 |
|
17,00 |
10,20 |
14,40 |
8,65 |
12,40 |
7,45 |
10,70 |
6,40 |
6 |
28,27 |
|
13,70 |
8,20 |
11,20 |
6,70 |
9,40 |
5,65 |
8,00 |
4,80 |
8 |
50,27 |
|
9,60 |
5,75 |
7,50 |
4,50 |
6І40 |
3,84 |
5,30 |
3,20 |
10 |
78,54 |
|
7,20 |
4,32 |
5,40 |
3,24 |
4І20 |
2,52 |
- |
- |
12 |
113,10 |
|
5,60 |
3,36 |
4,00 |
2,40 |
- |
- |
- |
- |
14 |
150,90 |
|
4,55 |
2,73 |
3,20 |
1,92 |
- |
- |
- |
- |
16 |
201,10 |
|
3,72 |
2,23 |
2,70 |
1,60 |
- |
- |
- |
- |
Таким чином, після знаходження всіх складових елементів формули (1.58) визначають повний опір ланцюгу «фаза – нуль» Zп.
При використанні як нульовий захисний провідник четвертих жил кабелів або окремих дротів можна для визначення Zп скористатися даними табл. 1.33. Повний опір ланцюга «фаза – нуль» Zп знаходиться як сума знайдених за табл. 5.33 питомих опорів Zп.у, перемножених на довжини відповідних ділянок ланцюга.
50