5.4. Розрахунок заземлення

Розрахунок виконується для Луцької міської поліклініки №2. Площа поліклініки 1000 м . Матеріал для виготовлення вертикальних електродів стальний стержень d=12 мм., довжиною l=2,5 м.

1. Визначаємо розрахунковий струм замикання на землю і норму на опір заземлення в залежності від напруги, режиму нейтралі та інших даних електроустановки.

Для живлення використовується напруга 220 В. Тоді, згідно [1,ст.170]:

де Z = 20·10⁶ – опір ізоляції, Ом,

U = 220 – напруга мережі, В.

.

В ПУЕ опір заземлення в залежності від напруги електроустановки. В електричних установках напругою до 1000 В опір заземлення повинен бути не менше 4 Ом чи 10 Ом. Звідси, R_D=4 Ом.

2. Визначаємо розрахунковий питомий опір ρ грунту, в якому має бути розміщений заземлювач згідно [1,ст.174]:

ρ=ρ_табл·ψ,

де ρ_табл- табличне значення питомого опору, Ом·м,

ψ– кліматичний коефіцієнт, що залежить від вологості ґрунту. Згідно проектних умов, грунт в місці спорудження поліклініки – суглинок з невеликою вологістю.

Тоді,

ρ=100·2=200 Ом·м.

3. Визначаємо опір розтіканню струму природних заземлювачів за формулою:

де S- площа приміщення, м .

4. Оскільки R_ПР<R_D, то визначимо допустимий опір штучного заземлення згідно [1,ст.177]:

5. Опір одиничного вертикального стержневого круглого електрода визначаємо згідно [1,ст.176]:

6. Визначаємо необхідну кількість вертикальних електродів n. Для цього попередньо знаходимо добуток коефіцієнта використання вертикальних електродів η_е та їх кількості n за формулою:

Потім, задаючись відношенням віддалі а між вертикальними електродами до їх довжини l визначаємо n.

Приймаємо, що а/1=1, а=2,5 м.

Тоді, приблизна кількість стержнів n=40.

7. Знаходимо довжину L горизонтальних провідників, що використовуються для з’єднання вертикальних електродів при розміщенні їх по контуру:

L=а·n=2,5·40=100 м.

8. Розраховуємо опір горизонтальних провідників згідно формули [1,ст.176]:

8. Загальний опір штучного заземлення визначаємо за формулою:

де η_Г=0,22 – коефіцієнт використання горизонтального електроду з врахуванням дії вертикальних;

η_е=0,41 – коефіцієнт використання вертикальних електродів.

10. Оскільки R_ШТ.З>R_ШТ, то визначаємо загальний опір заземлення з врахуванням природного згідно:

11. Враховуючи коефіцієнт використання вертикальних електродів, остаточно визначаємо число заземлювачів:

Отже, n=19 штук.

Оскільки R_З=2,6<R_D=4, то робимо висновок, що результат розрахунку задовільний.

5.5. Захист приладу від електромагнітного імпульсу

В наслідок дії ЕМІ можуть згоріти, або вийти з ладу чутливі елементи, з’єднанні з антенами або відкритими провідниками, а також до серйозних пошкоджень в цифрових і контрольних пристроях. Відповідно вплив ЕМІ необхідно враховувати для всіх електричних і електронних систем.

Особливістю ЕМІ є те, що він може розповсюджуватись на сотні кілометрів по зовнішньому середовищі і по різних комунікаціях, такі ЕМІ можуть впливати там де інші уражаючі фактори втратили свою силу.

Особливо підлягає ураженню ЕМІ радіоелектронна апаратура виконана на напівпровідниках та інтегральних схемах. Імпульс пробиває ізоляцію, випалює елементи мікросхем, викликає коротке замикання в радіо пристроях.

Резистори при дії ЕМІ іскрять на міжконтактних з’єднаннях, що приводить до місцевого нагріву і порушенню опору покриття.

Великі струми викликані ЕМІ проходячи через конденсатори можуть викликати нагрів і вигорання шару металізації, порушення контакту між обкладками і виводами.

Для захисту приладу від дії ЕМІ використовують захисні пристрої, головна задача яких виключити доступ наведених струмів до чутливих вузлів і елементів приладу.

Серед методів захисту найпоширенішими є екранування; оптимальне просторове розміщення заземлення окремих частин системи, використання пристроїв перешкоджаючих перенапруженню в критичних місцях.

При екрануванні використовують металічні екрани. Вони відбивають електромагнітні хвилі і гасять високочастотну енергію. Через заземлення струм, який індукується стікає в землю не пошкодивши апаратуру, яка знаходиться в середині екрану. При використанні розрядників їх встановлюють на вході і виході апаратури. Основна функція захисного розрядника – розімкнути лінію, або відвести енергію для попередження пошкодження в об’єкті.

Для апаратури встановленої в приміщенні основну небезпеку представляє собою імпульс, який надходить по шляху живлення. Для захисту рекомендують плавні запобіжники і захисні вхідні пристрої, які являють собою різні релейні і електронні пристрої, що реагують на збільшення струму.

Для антен найбільшу небезпеку складає вертикальна складова напруженості електричного поля. Для їх захисту використовують грозозахисні пристрої і розрядники.

Стійкість апаратури до дії електромагнітного імпульсу залежить також від правильної експлуатації ліній і детального контролю справності засобів захисту. До важливих вимог експлуатації відносяться: періодична і своєчасна перевірка електричної міцності ізоляції ліній і вхідних кіл апаратури, своєчасне виявлення і усунення заземлень провідників, контроль справності розрядників, плавних вставок.