Файл: Контрольная работа По дисциплине Электробезопасность и охрана труда Направление подготовки 13. 03. 02 Электроэнергетика и электротехника.docx

Таблица 2 – Значения коэффициента использования в ряд

Отношение расстояния м/у электродами к их длине a/l	Число электродов nв → Rв / Rн	коэффициент использования ηв
1	2	0,84-0,87
	3	0,76-0,8
	5	0,67-0,72
	10	0,56-0,62
	15	0,51-0,56
	20	0,47-0,5
2	2	0,9-0,92
	3	0,85-0,88
	5	0,79-0,83
	10	0,72-0,77
	15	0,66-0,73
	20	0,65-0,70
3	2	0,93-0,95
	3	0,9-0,92
	5	0,85-0,88
	10	0,79-0,83
	15	0,76-0,80
	20	0,74-0,79

Коэффициент использования η_в вертикальных электродов из труб, уголков, стержней, размещенных по контуру без учёта влияния полосы связи по таблице 3

Таблица 3 – Значения коэффициентов использования по контуру

Отношение расстояния м/у электродами к их длине a/l	Число электродов nв → Rв / Rн	коэффициент использования ηв
1	4	0,66-0,72
	6	0,58-0,65
	10	0,52-0,58
	20	0,44-0,50
	40	0,38-0,44
	60	0,36-0,42
	100	0,33-0,39
2	4	0,76-0,80
	6	0,71-0,75
	10	0,66-0,71
	20	0,61-0,66
	40	0,55-0,61
	60	0,52-0,58
	100	0,49-0,55
3	4	0,84-0,86
	6	0,78-0,82
	10	0,74-0,78
	20	0,68-0,73
	40	0,64-0,69
	60	0,62-0,67
	100	0,59-0,65

---

Признаки климатических зон и значения коэффициентов сезонности k_с и k_с' по таблице 4

Таблица 4 – Значения коэффициентов сезонности

Данные характеризующие климатические зоны и тип заземляющих электродов	Климатические зоны
	I	II	III	VI
Климатические признаки зон:
Средняя многолетняя низшая t0 C (январь)	(-20)–(15)	(-14)–(10)	(-10) – (0)	(0) – (5)
Средняя многолетняя высшая t0 C (июль)	16 – 18	18 – 22	22 – 24	24 – 26
Среднегодовое количество осадков (мм)	400	500	500	300 – 500
Продолжительность замерзания вод (в днях)	190 – 170	150	100	0
Значение kс для стержневых электродов длиной 2-3м и глубине заложен. их вершины 0,5-0,8м.	1,8 – 2,0	1,5 – 1,8	1,4 – 1,6	1,2 – 1,4
Значение kс' для протяженных электродов(горизонтальных полос) и глубине заложен. их вершины 0,8м.	4,5 – 7,0	3,5 – 4,5	2,0 – 2,5	1,5 – 2,0
Значение kс при длине стержней 5м и глубине заложен. их вершины 0,7-0,8м.	1,35	1,25	1,15	1,10

Примерное расположение климатических зон.

I зона: Карелия севернее Петрозаводска, Коми, Архангельская и Кировская области,

---

Заволжье - восточнее Казани и Самары, Урал, Северные области Казахстана, Омская, Новосибирская, Иркутская и Читинские области, южные районы Тюменской области, Хабаровского и Краснодарского краёв, Приморская и Сахалинская области.

II зона: Ленинградская область, Волгоградская область, центральные районы России до Волгоградской области на юге, центральные области Казахстана (у Арала и озера Балхаш).

III зона: Латвия, Литва, Эстония, Белоруссия, Украина (кроме юга), Псковская, Новгородская, Смоленская, Брянская, Курская, Ростовская области, Южный Казахстан.

IV зона: Молдавия, Одесса, Херсон, Крым, Краснодарский и Ставропольский край, Астраханская область, Азербайджан, Грузия, Армения, Узбекистан, Таджикистан, Киргизия, Туркмения (кроме горных районов).

Таблица 5 – Значения коэффициента использования по контуру

Отношение расстояния между электродами к длине a/l	ηг при числе электродов по контуру
	44	55	88	110	220	330	550	770
1	00,45	00,40	00,36	00,34	00,27	00,24	00,21	00,20
2	00,55	00,48	00,43	00,40	00,32	00,30	00,28	00,26
3	00,65	00,64	00,60	00,56	00,45	00,41	00,37	00,35

η_г при размещении вертикальных электродов по контуру.

Задание: Расчет защитного заземления трансформаторной подстанции

№ пп/п	Вид заземлителя вертикального, его размеры	Расстояние в м. между вертик аземл	Вид заземления	Заземлитель горизонтальн., стальн. полоса	tо глубина заземл.вертик.зазем- лителя	tо1-глубина заземл.гориз. зазем-лителя	Вид грунта	Климатичесая зона	Номинал заземляющегоуст-ва З.У.
1	Уголок 60х60х6х3	6	По контуру	40х4 (мм)	0,5(м)	0,7(м)	Песок	2-ая	Rзн = 4 Ом

---

Определить необходимое число уголков размером 60*60*6мм длиной

l = 3м для устройства заземления трансформаторной подстанции.

1. Расчет заземлителя

1.2 Расчет удельного сопротивления ЗУ с учетом удельного сопротивления грунта ()

R_з = (ρ_гр / 100)* R_зн = (700/100)*4 = 28 [Ом]

1.3 Сопротивление растеканию вертикального заземлителя:



Рисунок 1 Вертикальный заземлитель, параметры его установки



d = 0,95b, b – ширина полки уголка;

[м]

t' = t₀ + 0,5 l = 0,7 + 0,5*3 = 2,2м;

ρ_расч.в = ρ_гр · k_с = 700*1,5 = 1050

(k_с по Табл.4 климатических зон – II зона).

[Ом]

1.4 Количество вертикальных заземлителей:

n_в = R_в / (η_в · R_з ) = 278,6/(0,66*28) = 16,6 ,

где η_в – коэффициент использования вертикальных заземлителей с учётом интерполяции (по Табл.2-3, принимаем предварительно равным 0,6) . Считают, что число электродов при этом: n_в = R_в / R_н , 278,6/28= 9,95

к установке принимают округлённо n_в = 17 уголков.

1.5 Длина горизонтального заземлителя:



Рисунок 2 Вертикальный заземлитель, параметры его установки

l_г = 1,05* n_в * a = 1,05*17*6 = 107,1 [м].

1.5 Сопротивление растеканию горизонтального заземлителя:



[Ом]

Здесь:

d = 0,5b=0,5, b – ширина горизонтальной полосы;;

t₀' = 0,7м;

ρ_{расч..г.} = ρ_гр · k_с' = 700*4 = 2800 (k_с по Табл.4 климатических зон – II зона k_с'=4).

1.6 Действительное сопротивление растеканию горизонтального заземлителя с учётом коэффициента использования:

R_г ' = R_г / η_г = /0,4 = 316,02 Ом (η_г находим по таблице 5, η_г =0,4).

1.7 Сопротивление растеканию заземлителей с учётом сопротивления горизонтального заземлителя:

R_в ' = R_г ' · R_з / (R_г ' – R_з) = (316,02 *28) / (316,02 -28) = 30,72 [Ом.]

1.8 Уточнённое количество вертикальных заземлителей:

---

n_в = R_в / η_в · R_в ' = / (0,6*30,72) = 15,11

к установке применяется 16 вертикальных заземлителей (уголков).

Вывод

Перед проведением расчета требуется знать величину сопротивления грунта Ом на участке проведения монтажных работ. Полноценный расчет заземления гарантирует образование надежного контакта защитного устройства с землей, приводящего к растеканию тока и снижению уровня опасного напряжения. Таким образом, назначение расчета заземляющих устройств – создание условий, исключающих риск поражения живых организмов высоким потенциалом путем его снижения в точке замыкания. В отсутствие хорошо просчитанного и функционального заземлителя любое прикосновение к корпусу поврежденного оборудования равнозначно прямому контакту с фазной жилой. .

Пояснения и рекомендации

Заземление учитывает свойства Земли проводить электричество. Сталь со временем подвергается коррозии (ржавеет) и разрушается, как следствие — происходит нарушение заземления. Процесс этот необратим, но можно использовать стальные стержни - заземлители, покрытые цинком. Цинк тоже металл, но он мало подвержен коррозии. Покрывать стержни смолой или другими изоляционными материалами нельзя, т. к. не будет электрического контакта с Землей.

Чем длиннее стержни — заземлители, тем меньше их потребуется для заземления, но тем труднее их забить в почву. Поэтому выкапывают траншею глубиной до 1 метра, затем забивают в траншею специальные стержни (иногда — куски арматуры определенной длины и сечения), предварительно заточенные. Забивают на глубину так, чтобы оставался торчать конец стержня, высотой до 0,2 метра., расстояние между стержнями не менее 2...3 метров (в соответствии с расчетом). Следом на дно траншеи кладут полосу стали (или арматуру) определенной длины и сечения и приваривают её ко всем забитым стержням. Место сварки обмазывают битумом, для влагоизоляции, т. к. место сварки ответственный участок заземления, по величине площади совсем небольшой по сравнению с площадью стержня. Далее делают проверку качества заземления (экспериментально), с помощью приборов. Затем от заземляющего устройства выводят кусок стальной полосы, закрепляют его на здании (или другом сооружении) для подключения к нему заземляющего контура или конкретного оборудования. После этого траншею закапывают. Заземление считается выполненным.

---