Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Факультет управления и информационных технологий

Кафедра Управление в социально-экономических системах

Курсовая работа

Защитное заземление, удельное сопротивление грунта, порядок расчёта защитного заземления

Работу выполнил: студент гр. 3242/Х

ХХХХХХХХХ _____________________

Работу проверил: доцент

Струйков Г. В. ____________________

Санкт-Петербург

2011

Содержание

1. Защитное заземление 3

2. Удельное сопротивление грунта 5

3. Расчёт защитного заземления 8

   1. Порядок расчёта защитного заземления 8

Приложение 1 11

1. Защитное заземление

Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Цель защитного заземления - снизить до безопасной величины напряжение относительно земли на металлических частях оборудования, нормально не находящихся под напряжением. В результате замыкания на корпус заземленного оборудования снижается напряжение прикосновения и, как следствие, ток, проходящий через человека, при прикосновении к корпусам.

U_ПР =  * U_З ; I_Ч = U_ПР/R_Ч.

Защитное заземление может быть эффективным только в том случае, если ток замыкания на землю не увеличивается с уменьшением сопротивления заземления растеканию тока в земле. Это возможно только в сетях с изолированной нейтралью, где при коротком замыкании ток I_з почти не зависит от сопротивления R_з, а определяется в основном сопротивлением изоляции проводов.

Заземляющее устройство бывает выносным и контурным. Выносное заземляющее устройство применяют при малых токах замыкания на землю, а контурное - при больших.

Согласно правилам устройства электроустановок заземление установок необходимо выполнять:

• при напряжении 380 В и выше переменного тока, 440 В и выше постоянного тока - во всех электроустановках;

• при напряжении выше 42 В , но ниже 380 В переменного тока и от 110 В до 440 В постоянного тока в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках;

• во взрывоопасных помещениях при всех напряжениях.

Для заземляющих устройств в первую очередь должны быть использованы естественные заземлители:

• водопроводные трубы, проложенные в земле;

• металлические конструкции зданий и сооружений, имеющие надежное соединение с землей;

• металлические оболочки кабелей (кроме алюминиевых);

• обсадные трубы артезианских скважин.

Запрещается в качестве заземлителей использовать трубопроводы с горючими жидкостями и газами, трубы теплотрасс.

Естественные заземлители должны иметь присоединение к заземляющей сети не менее чем в двух разных местах.

В качестве искусственных заземлителей применяют:

• стальные трубы с толщиной стенок 3.5 мм, длиной 2 - 3 м;

• полосовую сталь толщиной не менее 4 мм;

• угловую сталь толщиной не менее 4 мм;

• прутковую сталь диаметром не менее 10 мм, длиной до 10 м и более.

Все элементы заземляющего устройства соединяются между собой при помощи сварки, места сварки покрываются битумным лаком. Допускается присоединение заземляющих проводников к корпусам электрооборудования с помощью болтов .

2. Удельное сопротивление грунта

Расчетное удельное электрическое сопротивление грунта (Ом*м) - параметр, определяющий собой уровень "электропроводности" земли как проводника, т. е. то, как хорошо будет растекаться в такой среде электрический ток от заземлителя.

Это измеряемая величина, зависящая от состава грунта, размеров и плотности прилегания друг к другу его частиц, влажности и температуры, концентрации в нем растворимых химических веществ (солей, кислотных и щелочных остатков).

Электрическое удельное сопротивление грунта является основным параметром для расчёта заземления.

Чем меньший размер имеет эта величина, тем меньше будет сопротивление заземления смонтированного устройства.

Таблица 2.1. Величины расчетного электрического удельного сопротивления грунта

Грунт	Удельное сопротивление, среднее значение (Ом*м)
Вечномерзлый грунт (песок)	50 000
Вечномерзлый грунт (суглинок)	20 000
Кварц	15 000
Талый слой (у поверхности) в зонах вечномерзлого грунта	500 - 1000
Дресва (мелкий щебень/крупный песок)	5 500
Известняк поверхностный	3 000 - 5 000
Щебень мокрый / сухой	3 000 / 5 000
Песок сухой	1 000 - 4 000
Базальт	2 000
Гранит	1 100 - 2 000
Песчаник	1 000
Бетон	40 - 1 000
Гравий однородный	800
Песок влажный	500
Гравий глинистый, неоднородный	300
Гнейс разложившийся	275
Песок влажный	130 - 400
Лёсс (желтозем)	250
Каменный уголь	150
Супесь (супесок)	150
Мергель	150
Суглинок при температуре минус 5 С°	150
Суглинок полутвердый, лессовидный	100
Мел	60
Глина полутвердая	60
Сланец графитовый	55
Мергель глинистый	50
Торф при температуре 0 С°	50
Вода равнинной реки	50
Вода прудовая	40
Садовая земля	40
Зола, пепел	40
Вода грунтовая	20-60
Песок, сильноувлажненный грунтовыми водами	10 - 60
Суглинок, сильноувлажненный грунтовыми водами	10 - 60
Ил	30
Торф	25
Глина, сильноувлажненная грунтовыми водами	20
Солончак	20
Кокс	2,5
Графитовая крошка	0,1 - 2
Вода морская	0,2

 Зависимости от условий

Зависимость удельного сопротивления грунта (суглинок) от его влажности (данные из IEEE Std 142-1991) :

 Зависимость удельного сопротивления грунта (суглинок) от его температуры (данные из IEEE Std 142-1991):

На графике хорошо видно, что при отрицательных температурах грунт резко повышает свое удельное сопротивление, что связано с переходом воды в другое агрегатное состояние из-за чего почти прекращаются процессы переноса заряда ионами солей и кислотными/щелочными остатками.