МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ
Брянський державний
технічний університет
Кафедра: "БЖД"
Розрахунково-графічна робота № 1
"Розрахунок заземлення"
Варіант № 4
Студент гр. 03-В
Козин В.А.
Викладач
Зайцева Є.М.
Брянськ 2007
Зміст
Введення
1. Пристрій заземлення
2. Нормування параметрів захисного заземлення
3. Розрахунок заземлення
Висновок
Додаток
Введення
Для захисту працівників від небезпеки ураження електричним струмом при переході напруги на металеві нетоковедущие частини (наприклад, при короткому замиканні), нормально не знаходяться під напругою, застосовують захисне заземлення. Захисне заземлення-навмисне з'єднання неструмоведучих частин електрообладнання, які можуть випадково виявитися під напругою, із заземлюючим пристроєм.
Захисне заземлення являє собою систему металевих заземлювачів, поміщених в землю і електрично з'єднаних спеціальними проводами з металевими частинами електрообладнання, нормально не знаходяться під напругою.
Захисне заземлення ефективно захищає людину від небезпеки ураження електричним струмом в мережах напруги до 1000 В з ізольованою нейтраллю і в мережах напругою вище 1000 В - з будь-яким режимом нейтралі.
1. Пристрій заземлення
Заземлення влаштовано відповідно до вимог ПУЕ, СНіП-Ш-33-76 та інструкції з улаштування мереж заземлення та занулення в електроустановках (СН 102-76).
Заземлення слід виконувати:
а) при напругах змінного струму 380 В і вище та постійного
струму 440 В і вище у всіх електроустановках;
б) при напругах змінного струму вище 42 В та постійного струму вище 110 В тільки в електроустановках, розміщених в приміщеннях з підвищеною небезпекою і в особливо небезпечних, а також у зовнішніх установках;
в) при будь-якій напрузі змінного струму і постійного струму у
вибухонебезпечних установках;
Заземлювачі можуть бути використані як природні, так і штучні. Причому, якщо природні заземлювачі мають опір розтіканню, що задовольняють вимогам ПУЕ, то пристрій штучним заземлювачами не потрібно.
Як природних заземлювачів можуть бути використані:
а) прокладені у землі водогінні та інші металеві трубопроводи, за винятком трубопроводів горючих і легкозаймистих рідин, горючих чи вибухових газів і сумішей;
б) обсадні труби, металеві та залізобетонні конструкції будівель і споруд, що знаходяться в безпосередньому зіткненні з землею;
в) свинцеві оболонки кабелів, прокладених в землі і т.д.
Як штучні заземлювачі найчастіше застосовують кутову сталь 60x60 мм, сталеві труби діаметром 35-60 мм і сталеві шини перетином не менше 100 мм 2.
Стрижні довжиною 2,5 ... 3м занурюються (забиваються) у грунт вертикально в спеціально підготовленої траншеї (рис.1).
Вертикальні заземлювачі з'єднуються сталевою смугою, яка приварюється до кожного заземлювача.
По розташуванню заземлювачів щодо заземлюється обладнання системи заземлення ділять на виносне і контурне.
Виносний заземлення обладнання показано на рис.2. При виносної системи заземлення заземлювачі розташовуються на деякій відстані від заземлюється обладнання. Тому заземлене обладнання знаходиться поза полем розтікання струму і людина, торкаючись його, виявиться під повним напругою щодо землі
Виносний заземлення захищає тільки за рахунок малого опору грунту.
Контурне заземлення показано на рис. 3. Заземлители розташовуються по контуру заземлюється обладнання на невеликому (кілька метрів) відстані один від одного. У даному випадку поля розтікання заземлювачів накладаються, і будь-яка точка поверхні землі всередині контуру має значний потенціал. Напруга дотику буде менше, ніж при виносному заземленні.
Де потенціал землі.
2. Нормування параметрів захисного заземлення
Захисне заземлення призначено для забезпечення безпеки людини при дотику до неструмоведучих частин обладнання, випадково опинилися під напругою, та при дії напруги кроку. Ці величини не повинні перевищувати тривало допустимих.
У ПУЕ нормуються опору заземлення в залежності від напруги електроустановок.
В електроустановках напругою до 1000 В опір заземлювального пристрою повинен бути не вище 4 Ом, якщо ж сумарна потужність джерел не перевищує 100 кВ А, опір заземлення повинен бути не більше 10 Ом.
В електроустановках 1000 В з струмом замикання
500 А допускається опір заземлення
але не більше 10 Ом.
Якщо заземлювальний пристрій використовується одночасно для електроустановок напругою до 1000 В і вище 1000 В, то але не вище норми електроустановки
(4 або 10 Ом). В електроустановках з струмами замикання
,
3. Розрахунок заземлення
Розрахунок заземлення зводиться до визначення числа заземлювачів і довжини сполучної смуги виходячи з допустимого опору заземлення.
Вихідні дані
Вид заземлення
виносне
, м Довжина заземлювача l, м
2,7
, м Глибина закладення заземлювача в грунт h, м
0,65
Коефіцієнт сезонності Kc
2,0
Питомий опір грунту ρ, Ом ∙ м
70
, м Діаметр заземлювача d, м
5 травня
, м Ширина сполучне смуги b, м
50
Э.Н. Допустиме опір системи заземлення по ПУЕ R Е.Н. , Ом
4
В якості заземлювача вибираємо сталеву трубу діаметром
, А в якості сполучного елемента - сталеву смугу шириною
.
Вибираємо значення питомого опору грунту відповідне або близьке за значенням питомому опору грунту в заданому районі розміщення проектованої установки.
Визначаємо значення електричного опору розтікання струму в землю з одиночного заземлювача
де - Питомий опір грунту,
- Коефіцієнт сезонності,
- Довжина заземлювача,
- Діаметр заземлювача,
- Відстань від поверхні грунту до середини заземлювача.
Розраховуємо кількість заземлювачів без врахування взаємних перешкод, які надають заземлювачами один на одного, так званого явища взаємного "екранування"
0 .
Розраховуємо кількість заземлювачів з урахуванням коефіцієнта екранування
≈ 18
де - Коефіцієнт екранування (додаток, табл.1.).
Приймаються відстань між заземлювачами
Визначаємо довжину сполучної смуги
Розраховуємо повне значення опору розтікання струму з сполучної смуги
Розраховуємо повне значення опору системи заземлення
де = 0.51 - коефіцієнт екранування смуги (додаток, табл.2.).
Висновок
зу = 2,82 Ом меньше допускаемого сопротивления, равного 4 Ом .
Опір R зу = 2,82 Ом менше допустимого опору, рівного 4 Ом. = 55 мм при числе заземлителей n = 18 является достаточным для обеспечения защиты при выносной схеме расположения заземлителей. Отже, діаметр заземлювача d = 55 мм при числі заземлювачів n = 18 є достатнім для забезпечення захисту при виносної схемою розташування заземлювачів.Рис. 4. Схема отриманого виносного заземлення.
Рис. 5. Схема розташування заземлювачів.
Додаток