Расчет защитного заземления

Защитное заземление – преднамеренное соединение нетоковедущих частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции малым сопротивлением с землей или ее эквивалентом.

Заземлитель - проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду.

Замыкание на землю - случайный электрический контакт между токоведущими частями, находящимися под напряжением, и землей.

Напряжение на заземляющем устройстве - напряжение, возникающее при стекании тока с заземлителя в землю между точкой ввода тока в заземлитель и зоной нулевого потенциала.

Сопротивление заземляющего устройства - отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю.

Заземление - преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.

Для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции должны быть применены по отдельности или в сочетании следующие меры защиты при косвенном прикосновении: защитное заземление; автоматическое отключение питания; уравнивание потенциалов; выравнивание потенциалов; двойная или усиленная изоляция; сверхнизкое (малое) напряжение; защитное электрическое разделение цепей; изолирующие (непроводящие) помещения, зоны, площадки.

Защиту при косвенном прикосновении следует выполнять во всех случаях, если напряжение в электроустановке превышает 50 В переменного и 120 В постоянного тока. В помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках выполнение защиты при косвенном прикосновении может потребоваться при более низких напряжениях, например, 25 В переменного и 60 В постоянного тока или 12 В переменного и 30 В постоянного тока при наличии требований соответствующих глав ПУЭ.

Для заземления электроустановок могут быть использованы искусственные и естественные заземлители.

В качестве естественных заземлителей могут быть использованы: металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей, в том числе железобетонные фундаменты зданий и сооружений; металлические трубы водопровода, проложенные в земле. Не допускается использовать в качестве заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов и смесей и трубопроводов канализации и центрального отопления.

В качестве искусственного заземлителя применяют стальные трубы, стержни, уголки, расположенные в грунте горизонтально или вертикально. Искусственные заземлители могут быть из черной или оцинкованной стали или медными.

Требования защиты при косвенном прикосновении распространяются на: корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников и т. п.; приводы электрических аппаратов; каркасы распределительных щитов, щитов управления, металлические конструкции распределительных устройств, кабельные конструкции, металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников; электрооборудование, установленное на движущихся частях станков, машин и механизмов.

Назначение защитного заземления - это устранение опасности поражения электрическим током при прикосновении человека к корпусу электрической установки, находящемуся под напряжением в случае пробоя изоляции фаз. Защитное заземление применяется в электрических сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и в сетях напряжением более 1000 В с любым режимом нейтрали.

Принцип действия защитного заземления заключается в снижении напряжения на корпусе электроустановки до безопасного значения.

В моем случае используется искусственный заземлитель.

Сеть 3х фазная с изолированной нейтралью.

Исходные данные к расчету приведены в табл. 1.

Таблица 1

Грунт	Размеры заземлителя и соединительной полосы
ДлинаL, м	Диаметр d, м	Глубина заложения Н0, м	Расстояние между заземлителями, а,м	Ширина соединительной полосы b, м
Суглинок		0,05	0,7		0,12

Определение допустимого сопротивления заземляющего устройства

R_з= 4 Ом

Определение величины удельного сопротивления грунта ρ_ГР = 100 Ом∙м.

Определение величины удельного сопротивления грунта.

ρ = ρ_ГР * ψ, Ом*м (1)

ψ – коэффициент, который зависит от климатической зоны.

Нижний Новгород находится во 2 зоне ψ=1,9

ρ = 100 * 1,9 = 190 Ом*м

Определение сопротивления одиночного заземлителя (вертикального заглублённого в грунте) по формуле:

(2)

где L = 1 м длина заземлителя,

d =0,05м диаметр заземлителя,

Н_о=0,7м глубина заложения.

Глубина заложения середины электрода от поверхности грунта H:

(3)

Общее сопротивление R_ОБ больше допустимого сопротивления R_з, значит принимаем несколько заземлителей.

Определить количество заземлителей по формуле

(4)

где η_в = 0,8 - коэффициент использования вертикальных заземлителей.

Принимаем количество заземлителей n =12 и располагаем в ряд

Определение сопротивления соединительной полосы заземлителей в грунте по формуле

(5)

где L_пол - длина соединительной полосы, м,

b = 0,12 м - ширина соединительной полосы,

Н_о=0,7 м - глубина заложения,

а = 2 м – расстояние между заземлителями,

n = 14 – количество заземлителей.

Длина соединительной полосы при расположении заземлителей по контуру

L_пол = 1.05*a∙(n-1)=1,05*2*(12-1) = 23,1 м (6)

(7)

Определение полного сопротивления заземляющего устройства

(8)

где η_пол = 0,915 - коэффициент использования соединительной полосы,

η_В = 0,8- коэффициент использования заземлителей.

R = 3,27 Ом

Заключение

Проведя данное исследованиемною были получены необходимые теоретические знания, необходимые при проведении работ в зоне текущего ремонта, а также рассчитав защитное заземление были определены основные параметры для установки и безопасного использования подкатной тележки с электроталью.

Список литературы

1. ПОТ РМ-027-2003
2. ГОСТ 12.1.019-79 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность
3. Безопасность жизнедеятельности. Учебно-методическое пособие по выполнению контрольных работ по курсу «Безопасность жизнедеятельности» для студентов всех направлений заочной и очно-заочной форм обучения / НГТУ; Г.В. Пачурин, А.Б. Елькин, И.В. Гейко, Н.С. Конюхова, Т.И. Курагина, О.В. Маслеева. Н.Новгород, 2014. – 117 стр.