Zadacha_zazemlenie
.docЗадача № 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 LВ=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=to+0,5LB (м)
to =глубина заложения, м
LВ – 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,LГ – 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) Rз определяется по формуле
где RГ – сопротивление растеканию тока полосового заземлителя, Ом;
RВ – сопротивление растеканию тока одиночного вертикального заземлителя, Ом;
n – число вертикальных заземлителей из труб;
Г – коэффициент использования полосы;
В – коэффициент использования вертикальных заземлителей из труб