Методичка_Заземление_финальная

1

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

Запорізький національний технічний університет

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до практичної роботи

«Системи засобів і заходів безпечної експлуатації електроустановок»

здисципліни «Основи охорони праці» для студентів всіх форм навчання

2011

2

Методичні вказівки до практичної роботи «Системи засобів і заходів безпечної експлуатації електроустановок» з дисципліни «Основи охорони праці» для студентів всіх форм навчання / Укл. М.О. Журавель, С.М.. Журавель – Запоріжжя: ЗНТУ, 2011. – 22 с., 6 рис., 1 (8) табл.

Укладачі: Журавель М.О., ст. викладач Журавель С.М., асистент

Рецензенти: Лавренко А.С., доцент, к.т.н.

Затверджено на засіданні кафедри «Охорона праці і навколишнього середовища» Протокол № 10 від 29 серпня

2011 р

3

ЗМІСТ

4

1 МЕТА

Мета роботи – набування практичних навичок у:

-визначенні основних параметрів захисного заземлення і самостійному рішенні інженерної задачі розрахунку пристрою захисного заземлення електроустановки;

-дослідженні електробезпеки в трифазних електромережах з різними режимами нейтралі;

-визначенні напруги кроку в залежності від віддалення точки замикання на землю та довжини кроку людини.

2 РОЗРАХУНОК ЗАХИСНОГО ЗАЗЕМЛЕННЯ

2.1 Загальні положення

Захисне заземлення – це навмисне електричне з’єднання з землею або її еквівалентом металевих не струмоведучих частин, котрі можуть опинитись під напругою внаслідок порушення ізоляції електроустановки.

Призначення захисного заземлення – перетворення замикання на корпус у замикання на землю з метою зниження напруги дотику та напруги кроку до безпечних величин (вирівнювання потенціалів).

При наявності захисного заземлення опір між замкненою на корпус фазою та землею визначається, в основному, опором

заземлювального пристрою Rз . Заземлювальний пристрій, як правило

складається з металевих заземлювачів та зі з’єднувальних провідників. Розрізняють два види захисного заземлення – виносне (або зосереджене) і контурне (або розподілене). При виносному заземленні заземлювачі винесені за межі майданчика, на котрому знаходиться електрообладнання. Завдяки цьому є можливість вибрати місце з найменшим опором ґрунту для розташування заземлювача. Заземлені корпуси знаходяться поза полем розтікання струму заземлення, тобто виносне заземлення захищає лише за рахунок малого опору пристрою

заземлення.

Електроди контурного заземлювального пристрою розташовуються по контуру майданчика або приміщення, де знаходиться обладнання яке заземлюють, а також всередині

5

майданчика або приміщення. Тут в будь-якій точці поверхні ґрунту в разі замикання на землю може виникати значний потенціал. Внаслідок цього різниця потенціалів між точками поверхні, які знаходяться всередині контуру, знижується і сила струму через тіло людини, що торкається корпусу, менша, ніж при виносному заземленні. При виконанні контурного заземлення, якщо необхідно також прокладають горизонтальні металеві стрічки (заземлювач у вигляді сітки), котрі додатково вирівнюють потенціали всередині контура. Всередині приміщень вирівнювання потенціалів відбувається також за рахунок наявності металевих конструкцій, трубопроводів, кабелів та інших струмопровідних предметів, які розташовані в поверхневому шарі ґрунту і зв’язані з мережею заземлення.

В середині будівель прокладають внутрішню магістраль заземлення вздовж стін, до котрої під’єднують паралельно заземлювані провідники від корпусів електрообладнання, котре підлягає заземленню. Послідовне включення обладнання, що заземлюється не допускається.

Існують штучні заземлювачі, призначені виключно для заземлення електрообладнання, і природні – струмопровідні предмети, котрі знаходяться в землі та комунікації іншого призначення.

Як природні заземлювачі можна використовувати:

–металеві конструкції та арматуру залізобетонних конструкцій, котрі контактують з землею;

–прокладені в землі водогінні труби та свинцеві оболонки кабелів;

–обсадні труби артезіанських свердловин та колодязів.

Забороняється використовувати, як природні заземлювачі трубопроводи з пожежовибухонебезпечними рідинами і газами, алюмінієві оболонки кабелів та алюмінієві провідники.

2.2Методика й алгоритм розрахунку захисного заземлення

2.2.1З’ясувати вихідні дані (додаток Е).

2.2.2Визначити необхідний опір штучного заземлювача Ru, Ом, якщо передбачається використання також природного заземлювача Rе , за формулою:

7

де Rв – опір розтікання струму одиночного вертикального заземлювача, Ом;

Ru – необхідний опір штучного заземлювача, Ом.

L – довжина приміщення, м;

B – ширина приміщення, м;

a – відстань між стрижнями, обумовлена зі співвідношення, м:

де lв – довжина вертикального стрижня, м;

k – коефіцієнт кратності, який дорівнює 1, 2, 3 (для заглиблених стаціонарних заземлювачів k = 1).

8

Отриману кількість стрижнів округляють до більшого довідкового значення, але не менше n′ .

2.2.6 Визначити довжину горизонтальної смуги при

2.2.7 Обчислити опір розтіканню струму горизонтальної з’єднуючої смуги Rг , Ом. У випадку горизонтального смугового заземлювача (рисунок 2.2) розрахунок виконується за формулою:

Рисунок 2.2 – Схема горизонтального смугового заземлювача

де ρ – розрахунковий питомий опір ґрунту, Ом·м; lг – довжина горизонтальної смуги, м;

bc – ширина смуги, м;

tг – відстань від поверхні ґрунту до середини ширини горизонтальної смуги, яка обчислюється за формулою:

9

2.2.8 Розрахувати еквівалентний опір розтіканню струму групового заземлювача.

де Rв – опір розтікання струму одиночного вертикального заземлювача, Ом;

Rг – опір розтікання струму горизонтальної смуги, Ом;

ηв ,ηг – коефіцієнти використання вертикальних стрижнів і

горизонтальної смуги, Ом (додаток Б, В); n – кількість вертикальних стрижнів.

Формулу 2.12 отримано шляхом підсумовування провідностей заземлювачів обох типів, оскільки вони працюють паралельно:

2.2.9 Отриманий опір розтіканню струму групового заземлювача не повинен перевищувати необхідний опір, визначений у пункті 2.2.2.

10

3 ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕКТРОБЕЗПЕКИ В ТРИФАЗНИХ

ЕЛЕКТРОМЕРЕЖАХ З РІЗНИМИ РЕЖИМАМИ НЕЙТРАЛІ

3.1 Загальні положення

Характер впливу електричного струму на організм людини, а відтак і наслідки ураження, залежать від цілої низки чинників, які умовно можна підрозділити на чинники електричного (величина струму, напруга, опір тіла людини, вид та частота струму) та неелектричного характеру (тривалість дії струму, шлях проходження струму через тіло людини, індивідуальні особливості людини, умови навколишнього середовища тощо).

Величина струму, що проходить через тіло людини є основним чинником, який обумовлює наслідки ураження. Різні за величиною струми справляють і різний вплив на організм людини. Розрізняють три основні порогові значення величини струму:

–пороговий відчутний струм – найменше значення електричного струму, що викликає при проходженні через організм людини відчутні подразнення;

–пороговий невідпускаючий струм – найменше значення електричного струму, яке викликає судомні скорочення м'язів руки, в котрій затиснутий провідник, що унеможливлює самостійне звільнення людини від дії струму;

–пороговий фібриляційний (смертельно небезпечний) струм – найменше значення електричного струму, що викликає при проходженні через тіло людини фібриляцію серця. В табл. 3.1 наведено порогові значення сили струму при його проходженні через тіло людини по шляху «рука–рука» або «рука–ноги».

Таблиця 3.1 – Порогові значення змінного та постійного струму