1.3.4 Проектирование защитного заземления электроустановки

Рассчитать заземляющее устройство для заземления трехфазного электродвигателя серии 4А напряжением U = 380 В, питающегося от сети с изолированной нейтралью по следующим исходным данным:

Грунт песок;

Измеренное сопротивление грунта ;

Мощность трансформатора ;

Тип заземлителей:

вертикальный пруток ;

горизонтальный пруток ;

Расстояние от поверхности грунта до верхнего конца заземлителя ;

Длина вертикального заземлителя ;

Отношение расстояния между смежными вертикальными заземлителями к их длине .

Расчет защитного заземления ведем в следующем порядке:

1. Определяют расчетное удельное сопротивление грунта ρрасч в том месте, где будет сооружаться ЗУ:

где — климатический коэффициент, учитывающий возможное повышение сопротивления в течение года(по табл.6.4[1] принимаем для песка =1,56)

2. Определяем предельно допустимое сопротивление заземляющего устройства.

При мощности трансформатора и менее согласно п. 1.7.104 ПУЭ предельно допустимое сопротивление заземляющего устройства не более .

Принимаем

3. Определяем сопротивление одиночного вертикального заземлителя по формуле:

, (1)

где ;

Тогда по формуле (1):

.

4. Определяем ориентировочное число вертикальных заземлителей в заземляющем устройстве по формуле:

, (2)

где η_в— коэффициент использования вертикальных заземлителей, зависящий от их количества и отношения расстояния между заземлителями к их длине.

В первом приближении принимаем η_в=1.

По формуле (2) имеем:

.

Принимаем 31 шт.

4. По табл. 6.9 [2] находим коэффициент использования η_в при n _в=31 шт., приняв схему размещения по контуру: η_в=0,437.

Тогда по формуле (2) число вертикальных заземлителей во втором приближении будет равно:

.

Принимаем 70 шт.

5. Определяем сопротивление горизонтального заземления — прутка, соединяющего вертикальные заземлители.

Для замкнутого контура:

, (3)

где ;

— длина горизонтального заземлителя.

Тогда по формуле (3) имеем:

.

6. Определяем расчетное сопротивление группового искусственного заземлителя, состоящего из 70 вертикальных заземлителей (длиной ), соединенных прутком по формуле:

, (4)

где η_г— коэффициент использования горизонтальных заземлителей (табл. 6.9 [2]).

Имеем при n _в=70 шт: η_в=0,383, η_г=0,17.

Тогда по формуле (4):

.

Условие выполняется, следовательно размеры и конструкция заземляющего устройства подобраны правильно .

По результатам расчетов изображаем конструктивную схему заземляющего устройства с указанием основных параметров.

Рис. 5. Схема ЗУ в виде замкнутого контура для защитного заземления ЭУ напряжением 380 В в электросети с изолированной нейтралью трансформатора мощностью 100 кВ.А:

а – принципиальная схема с продольным разрезом ЗУ;

б – план ЗУ;

1 – заземляющий проводник;

2 – горизонтальный заземлитель;

3 – вертикальный заземлитель.