Проектирование заземляющего устройства
Заземление – преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.
Рабочее (функциональное) заземление – заземление точки или точек токоведущих частей установки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности).
Заземлитель – проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду. Для заземления электроустановок могут быть использованы искусственные и естественные заземлители. Если при использовании естественных заземлителей сопротивление заземляющих устройств или напряжение прикосновения имеет допустимое значение,а также обеспечиваются нормированные значения напряжения на заземляющем устройстве и допустимые плотности токов в естественных заземлителях, выполнение искусственных заземлителей в электроустановках до 1 кВ не обязательно. Использование естественных заземлителей в качестве элементов заземляющих устройств не должно приводить к их повреждению при протекании по ним токов короткого замыкания или к нарушению работы устройств, с которыми они связаны.
Естественный заземлитель – сторонняя проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду, используемая для целей заземления.
Искусственный заземлитель – заземлитель, специально выполненный для целей заземления.
Заземляющее устройство – совокупность заземлителя и заземляющих проводников.
Заземляющий проводник – проводник, соединяющий заземляемую часть (точку) с заземлителем.
Защитное заземление – заземление нетоковедущих частей электроустановок в целях обеспечения электробезопасности.
Защитный заземляющий проводник – защитный проводник, предназначенный для защитного заземления.
Нулевой рабочий (нейтральный) проводник (N-проводник) в электроустановках наряжением до 1 кВ – проводник, используемый для питания электроприемников, соединенный с заземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с заземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной средней точкой источника в сетях постоянного тока.
Все электроустановки переменного и постоянного тока напряжением до 1 кВ должны удовлетворять требованиям основного правила устройства электроустановок:
Опасные токоведущие части электроустановки не должны быть доступны для непреднамеренного прямого прикосновения к ним, а доступные прикосновению открытые проводящие части, сторонние проводящие части, защитные проводники и заземляющие проводники (РЕ-проводники), а также открытые токоведущие части цепей обратного тока, включая РЕN-проводники, не должны быть опасны при прямом прикосновении к ним как при нормальном режиме работы, так и при повреждении изоляции опасных токоведущих частей.
Напряжение шага на территории электроустановки и в пределах зоны растекания тока с заземлителя в землю не должно содержать опасность как при нормальном режиме работы, так и при повреждении изоляции опасных токоведущих частей.
Кроме того, опасные токоведущие части электроустановки напряжением до 1 кВ не должны быть опасны при случайном непреднамеренном прямом прикосновении к ним при нормальном режиме работы.
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.
Защита от прямого прикосновения не требуется, если электрооборудование находится в зоне системы уравнивания потенциалов, а наибольшее рабочее напряжение не превышает 25 В переменного или 60 В постоянного тока в помещениях без повышенной опасности и 6 В переменного или 15 В постоянного тока - во всех случаях.
Для заземления в электроустановках разных назначений и напряжений, территориально сближенных, следует, как правило, применять одно общее заземляющее устройство.
Заземляющее устройство, используемое для заземления электроустановок одного или разных назначений и напряжений, должно удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к заземлению этих электроустановок:
· защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции;
· условиям режимов работы сетей;
· защиты электрооборудования от перенапряжения и т.д. в течение всего периода эксплуатации.
В первую очередь должны быть соблюдены требования, предъявляемые к защитному заземлению.
При выполнении отдельного (независимого) заземлителя для рабочего заземления по условиям работы информационного или другого чувствительного к воздействию помех оборудования должны быть приняты специальные меры защиты от поражения электрическим током, исключающие одновременное прикосновение к частям, которые могут оказаться под опасной разностью потенциалов при повреждении изоляции.
Для объединения заземляющих устройств разных электроустановок в одно общее заземляющее устройство могут быть использованы естественные и искусственные заземляющие проводники. Их число должно быть не менее двух.
РАСЧЕТ (работа 15)
L = 84
N = 500
B = 24
l = 3,5
d = 70
h = 7
a = 6
b = 40
грунт чернозем
Rнорм = 10
ρ = 20
ᴪ = 1,5
ρ=ρпр*ᴪ
где
ρпр- удельное сопротивление грунта
ρ- удельное объемное сопротивление грунта растеканию тока
ᴪ- сезонность
ρ=30 Ом*м
сопротивление растеканию тока полосы, соединяющей заземлители Rn
Rn=
ln
где
L-ширина заземляющей полосы
b-ширина полосы
t-глубина заложения полосы
Rn=13,26
R›››Rнорм
13,26 >10
сопротивление растеканию тока одинакового заземлителя
Rз=
(ln
+ ½ ln
)
Rз=4,3
сопротивление контура заземляющей полосы с учетом влияния заземлителя
Rnз=
где
ᶯ-коэффициент использования полосы
Rnз=30 Ом
Rз=
где
n-число заземлителей
Rз=0,15 Ом
общее сопротивление устройства
Rзу=
Rзу=3,25 Ом
3,25 Ом < 4 Ом