Расчёт сети заземления

Одной из основных мер защиты людей от поражения электрическим током при прикосновении к установкам, случайно оказавшимся под напряжением, является устройство защитного заземления.

Заземлением называют преднамеренное электрическое соединение какой-либо части установки с землей, выполняемое при помощи заземлителей и заземляющих проводников.

Заземлителем называют металлический проводник или группу проводников (электродов), заложенных в грунт.

Заземляющими проводниками называют металлические проводники, соединяющие заземляемые части электроустановки с заземлителями.

Заземляющим устройством называют совокупность заземлителей и заземляющих проводников. Безопасность людей достигается только в том случае, если заземляющее устройство будет иметь во много раз меньшее сопротивление, чем наименьшее сопротивление тела человека.

Сопротивлением заземляющего устройства называется сумма сопротивлений заземлителя относительно земли и заземляющих проводников, и оно должно быть в пределах, определенных предварительным расчетом. Максимально допустимые сопротивления заземляющих устройств определяются напряжением установки, значениями токов замыкания на землю, наличием нейтрали и некоторыми другими условиями и устанавливаются действующими ПУЭ. Ток замыкания на землю — ток, проходящий через землю в месте замыкания.

Для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции металлические нетокопроводящие части электрооборудования заземляют. Комплекс мер и технических устройств, предназначенных для этой цели, называют защитным заземлением, т. е. защитное заземление представляет собой преднамеренное соединение с землей посредством заземляющих проводников и заземлителей нетокопроводящих металлических частей электроустановок (рукояток приводов разъединителей, кожухов трансформаторов, фланцев опорных изоляторов, корпусов измерительных трансформаторов и др.).

Задача защитного заземления заключается в создании между металлическими конструкциями или корпусом защищаемого устройства и землей электрического соединения достаточно малого сопротивления; при однофазных замыканиях на землю или на корпус токопроводящих поврежденных частей электроустановок такое соединение обеспечивает снижение тока до значения, не угрожающего жизни и здоровью человека, так как электрическое сопротивление его тела во много раз больше сопротивления металлического проводника, соединенного с землей. Замыкание на землю — это случайное электрическое соединение находящихся под напряжением частей электроустановки непосредственно с землей или с ее конструктивными частями, не изолированными от земли.

Защитное заземление применяется во всех сетях с изолированной нейтралью и в сетях с напряжением выше 1000 В с заземленной нейтралью. В последних токи однофазного замыкания протекают через землю и вызывают отключение аварийного участка.

В сети с глухозаземленной нейтралью электроприемники получают питание от обмоток источника тока, соединенных в звезду, нулевая точка которой надежно соединена с землей. Глухозаземленной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление.

Заземление нейтрали.

Расчёт сети заземления определяет:

• · Расчетный ток замыкания на землю.
• · Тип заземлителя, их количество, место размещения и сечение заземляющих проводников.
• · Расчёт производится для необходимого сопротивления заземляющего устройства в соответствии с требованиями ПУЭ.
• · Уточненное число вертикальных электродов.

Удельное сопротивление грунта, полученное путём замеров является важнейшей величиной, определяющей сопротивление заземляющего устройства. Но при этом учитываются все сезонные изменения удельного сопротивления грунта.

В любое время года согласно ПУЭ.

R_з [3.4.1].

Где I_з — расчетный ток замыкания, А (не более 500 А). Приближенно определяется как:

Где V_н номинальное линейное напряжение сети, кВ;

L_кл, L_вл — длина кабельных и воздушных электрически связанных линий, км. В электроустановках до 1 кВ R_з должно быть не более 4 Ом.

Рассчитать заземляющий контур если известно:

• — грунт-суглинок; удельное сопротивление 100 Ом м;
• — вертикальный заземлитель — пруток катаный, диаметр 10 мм; длиной 1,5 м;
• — горизонтальный заземлитель — полоса 404;
• — расстояние между вертикальными заземлителями — a = 3 м
• — вид ЗУрядное.
• 1. Определим расчетное сопротивление одного вертикального электрода:

r_в=0,3*с*K_{сез в}=0,3*100*1,5=45 Ом.

Где коэффициент K_{сез в} взят из таблицы 1.13.2.

2. Определим предельное сопротивление совмещенного ЗУ:

Устанавливается необходимое по ПУЭ допустимое сопротивление заземляющего устройства, определяется как меньшее предельное сопротивление совмещенного ЗУ. Требуемое по НН R_зу2Ом м.

R_зу2= 4 Ом.

3. Определяется количество вертикальных электродов Определяется примерное число вертикальных заземлителей при предварительно принятом коэффициенте использования:

[3.4.2].

Определяется количество вертикальных электродов с учетом экранирования:

. [3.4.3].

где, = 0,75- коэффициент использования.(заземление рядное, a/L как 2, количество 11.

4. Разместим ЗУ на плане с уточненными данными.

L_П=1+(54−1)*(2*1,5)=160 м.

Тогда расстояние между электродами равно двум длинам электродов.

5. Определяется уточненные значения удельных сопротивлений для горизонтальных и вертикальных электродов:

R_г=.

R_г=(0,4/(160*0,75))*100*1,5*lg (2*160*160)/0,04*0,7=3,13 [10.1.3].

Где L_п — длина полосы, м; bширина полосы, м, судельное сопротивление грунта, Ом м, з_г-уточненный коэффициент использования (0,32), tглубина заложения, м.

R_в== Ом.

6. Найдем фактическое сопротивление ЗУ.

R_{зу ф}= (R_зу) Ом.

Так как сопротивление заземляющего устройства соответствует требованиям ПУЭ, следовательно, расчет произведен верно, ЗУ эффективно.