Материал: Zadachnik_po_ekol_i_bzh2018

а - расстояния между заземлителями, L - длина заэемлителя.

Коэффициент использования заземлителей зависит от количества заземлителей. Для предварительного расчета рекомендуется В = 0.85, при этом – nВ округляется в меньшую сторону.

3. Длина соединительной полосы, выполненной из полосовой стали, определяется из соотношения:

а) для вертикальных электродов расположенных в ряд -

LП = (nВ – 1) a

б) для вертикальных электродов расположенных по контуру - LП = nВ a

4.Соединительная полоса имеет свое сопротивление растеканию тока, которое определяется по формуле:

где: bП - ширина полосы, t 0 - глубина ее погружения в грунт.

5. Общее сопротивление заземляющего устройства определятся по формуле:

где: В - коэффициент использования вертикального электрода, определяется с использованием линейной интерполяции в соответствии с таблицей 15.1.

Коэффициент использования горизонтальной полосы П, так же определяется с использованием линейной интерполяции в соответствии с таблицей 15.1.

6. Полученный результат - R0 необходимо сравнить с R. Если он не больше значения, определенного ГОСТом, то расчет проведен правильно. Если расчетная величина R0 превосходит R, то необходимо повторить расчет, увеличив количество вертикальных электродов и соответственно изменив значения коэффициентов использования. Расчет следует повторять до тех пор, пока не будет выполняться неравенство R0 R. Таким образом, следует добиться оптимального соотношения между количеством вертикальных электродов и коэффициентами использования, при которых сопротивление растеканию тока всей системы защитного заземления не превосходило бы значения, определенного ГОСТом.

66

Если в конкретном варианте указано слово "контур", то предполагается, что вертикальные электроды расположены по контуру. В противном случае они расположены в ряд.

67

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Область применения и принцип действия защитного заземления.

2.Устройство защитного заземления.

З. Виды заземлений и периодичность проверки состояния заземляющих устройств.

4.Методы измерения сопротивления заземления.

5.Основное требование к системе защитного заземления.

6.Эффект экранирования, коэффициент использования заземлителя.

7.Обоснуйте выражение ''пробой на корпус".

8.Что означает понятие "электротехническая земля"?

Литература: [1; 2; 9].

Задача № 16

РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ СЕТИ С ЗАЗЕМЛЕННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ (аварийный режим)

Всвязи с тем, что трехфазная четырехпроводная сеть с заземленной нейтралью напряжением до 1000 В является наиболее применимой в быту и производстве, необходимо рассчитать ее параметры при возможных аварийных ситуациях. Исходные данные представлены в табл. 16.1, 16.2.

По результатам расчетов сделать выводы.

Вданной задаче необходимо начертить схему трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью и подключенным оборудованием.

Требуется:

I. Определить напряжение на корпусе оборудования при замыкании фазы на корпус:

а) при эанулении оборудования (подключении корпусов к нулевому проводу); б) с повторным заземлением нулевого провода.

68

2.Определить ток короткого замыкания и проверить, удовлетворяет ли он условию ПУЭ для перегорания плавкой вставки предохранителя:

Iк.з. 3 IН ,

где IН – ток плавкой вставки, проверить для следующих значений тока: IН = (20, 30, 50, 100) А.

3.Определить потенциал корпусов при замыкании фазы на корпус и обрыве нулевого провода (до и после места обрыва).

4.Определить ток, проходящий через тело человека, касающегося оборудования при замыкании фазы на корпус:

а) без повторного заземления нулевого провода; б) с повторным заземлением нулевого провода.

5.Определить напряжение прикосновения на корпусе установки при замыкании одной из фаз на землю (дать схему).

6.Рассчитать заземляющее устройство, состоящее из n индивидуальных заземлителей, так, чтобы RЗ не превышало 4 Ом.

7.Сформулировать выводы.

При решении задачи можно использовать следующую методику.

При занулении корпуса электрооборудования соединяются с нулевым проводом. Зануление превращает замыкание на корпус в однофазное короткое замыкание, в результате чего срабатывает максимальная токовая защита и селективно отключается поврежденный участок сети. Зануление снижает потенциалы корпусов, появляющиеся в момент замыкания, на корпус или землю.

При замыкании фазы на зануленный корпус ток короткого замыкания протекает по петле фаза-нуль.

I. Величина IК.З. тока короткого замыкания определяется по формуле

IК.З. UФ , A,

ZП

где ZП – сопротивление петли фаза-нуль, учитывающее величину сопротивления вторичных обмоток трансформатора, фазного провода, нулевого провода, Ом;

UФ – фазное напряжение, В.

2. Напряжение корпуса относительно земли без повторного заземления

UЗ = IК.З. ZH, В,

где ZH – сопротивление нулевого провода, Ом.

3. Напряжение корпуса относительно земли с повторным заземлением нулевого провода

69

где R0, RП – соответственно сопротивления заземления нейтрали и повторного заземления нулевого провода, причем R0 = 4 Ом.

Повторное заземление нулевого провода снижает напряжение на корпусе в момент короткого замыкания, особенно при обрыве нулевого провода.

4.При обрыве нулевого провода и замыкании на корпус за местом обрыва напряжения корпусов относительно земли:

без повторного заземления нулевого провода для:

а) корпусов, подключенных к нулевому проводу за местом обрыва

U1 = UФ, В;

б) корпусов подключенных к нулевому проводу перед местом обрыва

U2 = 0;

с повторным заземлением нулевого провода для:

в) корпусов, подключенных к нулевому проводу за местом обрыва

г) корпусов, подключенных к нулевому проводу перед местом обрыва

5.Ток через тело человека в указанных случаях будет определяться следующим образом:

где Rh – сопротивление тела человека (обычно принимают Rh = 1000 Ом). 6. Напряжение на корпусе зануленного оборудования при случайном замыкании фазы на землю (без повторного заземления нулевого провода)

UПР Uф R 0 , В, R зм R 0

где R0 – сопротивление заземления нейтрали, R0 = 4 Ом.

70