Онлайн Електрик Розрахунок контуру заземлення, розрахунок заземлювального пристрою, заземлювач,

Захисне заземлення - навмисне електричне з'єднання із землею металевих нетоковедущих частин електроустановок, які нормально не перебувають під напругою, але можуть опинитися під ним (насамперед унаслідок порушення ізоляції).

При замиканні фази на металевий корпус електроустановки він набуває електричного потенціалу щодо землі. Якщо до корпусу такої електроустановки доторкнеться людина, що стоїть на землі або підлозі, що струмопроводить (наприклад, бетонному), він негайно буде вражений електричним струмом.

За допомогою захисного заземлення струм замикання перерозподіляється між заземлюючим пристроєм та людиною обернено пропорційно їх опорам.

Оскільки опір тіла людини в сотні разів перевищує величину опору розтіканню струму заземлювального пристрою, через тіло людини, що доторкнулася до пошкодженого заземленого обладнання, пройде струм, що не перевищує допустимого значення (10 мА), а основна частина струму піде в землю через контур заземлення. При цьому напруга дотику на корпусі обладнання не перевищить 42 Ст.

Контур заземлення виконують із сталевих стрижнів, куточків, некондиційних труб та ін. У траншеї глибиною до 0,7 м вертикально забиваються стрижні (труби, куточки та ін), а верхні кінці, що виступають із землі, з'єднуються зварюванням внахлест сталевою смугою або прутком.

При цьому необхідно дотримуватись наступних умов.

Перетин сполучної смуги, її товщина, мінімальний діаметр прутка, мінімальна товщина стінки куточка - визначаються відповідно до технічного циркуляра (Завантажити технічний циркуляр).
Довжина стрижня має бути не менше 1,5. 2 м, щоб досягти незамерзаючого шару ґрунту (рис. 2).

Мал. 2. Установка одиночного заземлювача в двошаровому ґрунті: L - довжина одиночного заземлювача; D - діаметр одиночного заземлювача; Н - товщина верхнього шару ґрунту; Т - заглиблення заземлювача (відстань від поверхні землі до середини електрода); t – глибина траншеї (заглиблення сполучної смуги)

Відстань між сусідніми стрижнями рекомендується вибирати рівним довжині стрижня (якщо інше не передбачено умовами експлуатації) (рис. 3).

Стрижні можна розташовувати в ряд (рис. 3) або у вигляді будь-якої геометричної фігури (квадрату, прямокутника) в залежності від зручності монтажу та площі, що використовується. Сукупність стрижнів, з'єднаних між собою смугою, утворює контур заземлення. У приміщенні контур заземлення приварюється до корпусу силового щита та до заземлюючої магістралі (шині заземлення), що проходить вздовж стін будівлі. Насправді часто використовуються природні заземлювачі (частини комунікацій, будівель і споруд виробничого чи іншого призначення), що у зіткненні із землею. Це каналізаційні труби, залізобетонні конструкції фундаментів, свинцеві оболонки кабелів та ін.

Мал. 3. Конструкція заземлювального пристрою: L - довжина одиночного заземлювача; K - відстань між сусідніми (суміжними) заземлювачами

Вимірювання опору розтіканню струму заземлювальних пристроїв має проводитися в строки, встановлені Правилами експлуатації електроустановок споживачів (ПЕЕП) не рідше одного разу на шість років, а також після кожного капітального ремонту та тривалої бездіяльності установки.

Опір заземлювальних пристроїв рекомендується вимірювати в найбільш жаркі і сухі або в холодні дні року, коли грунт має найменшу вологість. Чимменше вологість, тим вище питомий опір ґрунту. У першому випадку волога з ґрунту випаровується, у другому - замерзає (лід практично не проводить електричний струм). При вимірах інші дні потрібно отримані значення коригувати з допомогою поправочних коефіцієнтів, які наводяться в ПЭЭП [3].

Розрахунок заземлювального пристрою зводиться до визначення числа вертикальних заземлювачів та довжини сполучної смуги. Для спрощення розрахунку приймемо, що одиночний вертикальний заземлювач є стрижнем, або трубою малого діаметра.

Опір одиночного вертикального заземлювача: (2)

де L і D - довжина та діаметр стрижня відповідно, м; P екв еквівалентний питомий опір ґрунту, Ом*м; Т – заглиблення електрода (відстань від поверхні землі до середини електрода), м.м.

Студенти неелектротехнічних спеціальностей можуть визначити опір одиночного вертикального заземлювача за формулою:

(3)

або за спрощеною формулою:

(4)

Примітка: тут і далі знаком (*) позначаються формули для розрахунків, які проводять студенти неелектротехнічних спеціальностей. Формули, не зазначені цим знаком, спільні для студентів усіх спеціальностей.

Величина еквівалентного питомого опору ґрунту P екв для студентів неелектротехнічних спеціальностей задається викладачем із табл. 2.

Еквівалентним питомим опором ґрунту P екв неоднорідною структурою називається такий питомий опір землі з однорідною структурою, в якій опір заземлювального пристрою має те саме значення, що й у землі з неоднорідною структурою. Якщо ґрунт двошаровий, еквівалентний питомий опір визначається з виразу:

де Y -коефіцієнт сезонності (по табл. 2 - для стрижневих заземлювачів); P1 - питомий опір верхнього шару ґрунту, Ом*м; P2 - питомий опір нижнього шару ґрунту Ом*м; Н - товщина верхнього шару ґрунту, м; t – заглиблення смуги, м.

Поодинокий заземлювач повинен повністю пронизувати верхній шар ґрунту та частково нижній.

Таблиця 1 -Еквівалентний питомий опір ґрунтів

Питомий опір Rекв, Ом? м