Расчет защитного электрического заземления

Одним из эффективных средств защиты от опасности поражения током в случае прикосновения к металлическим нетоковедущим частям электроустановок, оказавшимся под напряжением, является защитное заземление.

Защитным заземлением называется предназначенное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус или по другим причинам.

Замыкание на корпус возможно в результате повреждения изоляции, касания токоведущей части корпуса, падения провода находящегося под напряжением. Защитное заземление должно применяться в трехфазных, трехпроводных сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В и в сетях с напряжением выше 1000 В с любым режимом нейтрали.

Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Заземлитель – проводник или совокупность неметаллических соединений между собой проводников, находящихся в соприкосновении с землей. Расчет защитного заземления. Цель расчета определить число и длину вертикальных и горизонтальных элементов и разместить заземляющее устройство на плане станции. Основным параметром, характеризующим защитное заземляющее устройство, является сопротивление растеканию тока, которое в основном зависит от сопротивления земли.

В установках напряжением выше 1000В сопротивление заземляющего устройства берется в зависимости от величины тока замыкания на землю. Рассчитывают заземляющее устройство в следующем порядке:

1. Определяют допустимое сопротивление заземляющего устройства в зависимости от рода установки;

2. Находят расчетное значение удельного сопротивление заземляющего устройства заземления с учетом повышающего коэффициента:

Р_расч=k р (7.1)

где р – удельное сопротивление грунта.

3. Подсчитывают сопротивление растекания тока одного заземлителя

по формуле:

, (7.2)

где l – длина заземлителя, находящегося в земле;

d – внешний диаметр заземлителя;

t – глубина заложения, равная растеканию от поверхности земли до

середины заземлителя.

Сопротивление растеканию тока одного заземлителя в виде круглого стержня, заглубленного вертикально вровень с землей, определяют по формуле

(7.3)

4. Приняв схему расположения заземлителей находят приближенное число заземлителей:

(7.4)

где R₃ – сопротивление очага вертикального заземлителя.

R₃= 2 Rd. (7.5)

Если в заземляющем устройстве отдельные заземлители расположить на расстоянии 40 м друг от друга, они не будут влиять на растекание тока друг от друга, и общее сопротивление их не превысит R₃.

Коэффициентом использования уточняют количество заземлителей:

(7.6)

5) Определяют длину соединительной полосы между заземлителями в зависимости от ранее принятого отношения . При расположении заземлителей в ряд:

l_п=а (п₃ - 1); (7.7)

по контуру:

l_п=а п₃. (7.8)

6) Рассчитывают сопротивление растеканию тока соединительных полос R^’_п по формуле

, (7.9)

где l_п – общая длина соединительных полос, м;

b_п – ширина полосы, м (b_п =0,03¸0,05);

t – глубина заложения полосы, м (t_п =0,7¸0,8 м).

7) Находят сопротивление растеканию тока соединительных полос:

, (7.10)

где h_п – коэффициент использования полос в ряду или в

контуре заземлителей.

8) Определяют результатирующее сопротивление растеканию тока заземлителя, состоящего из стержней и полос, по формуле сложения параллельных сопротивлений:

, (7.11)

где R^’₃ – сопротивление растекания тока заземлителей;

п₃ – принятое число заземлителей;

h₃^’ – коэффициент использования заземлителей.