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 3Таблица 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 4Таблица 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 заземлителя1.2 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 установкиd = 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 предварительноравным 0,6) . Считают, что число электродов при этом: n_в = R_в / R_н , 278,6/28= 9,95к установке принимают округлённо n_в = 17 уголков. 1.5 Длина горизонтального заземлителя:Рисунок 2 Вертикальный заземлитель, параметры его установкиl_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) = 15,11к 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.

---