Расчёт искусственного заземления

Для искусственных заземлителей следует применять сталь.

Для заземления электроустановок, питающихся от сети с изолированной нейтралью, наиболее часто применяют комбинированные групповые заземлелители (рис. 1), состоящие из вертикальных электродов, размещённых в плане в ряд или по контуру, верхние концы, которых расположены на глубине 0,7 - 0,8 м от поверхности земли и соединенные между собой горизонтальным электродом.

В качестве вертикальных электродов предпочтительно использовать стальные стержни диаметром 10 – 16 мм и длиной 5 – 10 м, угловую сталь (от 40 х 40 до 63 х 63 мм). Расстояние между электродами (если позволяют размеры отведённой под заземлитель площадки) рекомендуется брать не менее 2,5 м. Для заземлителей расположенных в ряд, отношение расстояния в ряд между ними к длине вертикального электрода предпочтительно выбирать равным 2–3, а при расположении электродов по контуру равным 3.

Для связи вертикальных электродов и в качестве самостоятельного горизонтального электрода обычно применяют полосовую сталь, шириной 20–40 мм и толщиной 4 мм.

Рисунок 1. Схема подключения комбинированного группового заземлителя

Зануление

Зануление – преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Нулевой защитный проводник – проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземлённой нейтральной точкой обмотки источника тока или её эквивалентом.

Глухозаземлённой нейтралью (правильнее говорить нейтральная точка) называется нейтраль трансформатора или генератора, присоединённая к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (например, через трансформаторы тока).

Зануление должно быть выполнено в электроустановках до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью /1/.

Принцип действия зануления – превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание (КЗ) между фазами и нулевым защитным проводниками с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание аппарата защиты.

Аппаратом защиты называется аппарат, автоматически отключающий защищаемую электрическую цепь при ненормальных режимах. В качестве аппаратов защиты должны применяться автоматические выключатели или предохранители.

Для схемы зануления (рис.2) необходимы нулевой защитный проводник, глухое заземление нейтрали источника тока и повторное заземление нулевого защитного проводника.

Назначение нулевого защитного проводника в схеме зануления – обеспечить необходимое для отключения установки значение тока однофазного короткого замыкания путём создания для этого тока цепи с малым сопротивлением.

Назначение сопротивления нейтрали обмоток источника тока, питающего сеть до 1 кВ - снижение напряжения занулённых корпусов (а, следовательно, нулевого защитного проводника) относительно земли до безопасного значения при замыкании фазы на землю.

Назначение повторного заземления защитного проводника – снижение напряжения относительно земли занулённых конструкций в период замыкания фазы на корпус как при исправной схеме зануления, так и в случае обрыва нулевого защитного проводника.

Таким образом, зануление осуществляет два защитных действия – быстрое автоматическое отключение повреждённой установки от питающей сети и снижение напряжения занулённых металлических нетоковедущих частей, оказавшихся под напряжением, относительно земли.

Рисунок. Схема зануления

Цель расчёта зануления – определить условия, при которых оно надёжно и быстро отключает повреждённую электроустановку от сети и одновременно обеспечивает безопасность прикосновение человека к зануленным частям установки в аварийный период (при замыкании фазы на корпус электроустановки или нулевой защитной проводник):

Расчёт зануления включает:

- расчёт на отключающую способность;

- расчёт заземления нейтрали, исходя из условия безопасности при замыкании фазы на землю;

- расчёт повторных заземлений нулевого защитного проводника для обеспечения безопасности при замыкании фазы на корпус электродвигателя.