2.3.1. Пример расчета:

Рассчитать защитное заземление для электрооборудования механосборочного цеха.

Исходные данные:

а) линейное напряжение в сети U_л = 6 кВ;

б) заземляющее устройство состоит из вертикальных стержней длиной l = 2500 мм и диаметром d = 50 мм;

в) стержни размещаются по периметру Р = 230 м;

г) общая длина подключенных к сети воздушных линий l_в = 20 км;

д) общая длина подключенных к сети кабельных линий l_k = 60 км;

е) удельное сопротивление грунта (смешанный грунт, почва)

ρ_изм = 150 Ом ∙ м. (табл.2.3.2)

ж) расстояние между стержнями – а,м (при этом а / l =1; 2 или 3).

1. Расчетный ток замыкания со стороны 6000 В подстанции:

I₃ = U_л ∙ (35l_к+l_в)/350 = 6 ∙ (3560+20)/350 = 36,3 А ,

2. Сопротивление заземляющего устройства нейтрали трансформатора на стороне 380 В по табл. 2.3.1. : R_з ===3,44 < 4 Ом. В дальнейших расчетахR₃ принимаем равным 3,44 Ом.

3. Согласно формуле (2.3.2) расчетное удельное сопротивление грунта:

ρ_р = 150 ∙ 1,3 = 390 Ом ∙ м,

(климатический коэффициент – =1,3)

4. Cопротивление одиночного вертикального стержневого заземлителя, заглубленного ниже уровня земли на t₀ = 0,5 м определяется по формуле (2.3.3):

Ом

5. Приближенное число заземлителей:

≈36 шт

где R_з =3,44 Ом

6. По приближенному числу заземлителей – n и расстоянию между стержнями – а, определяем коэффициент использования заземлителей η_из (табл. 2.3.3)

м, тогда

Из табл.2.3.3. для 36 заземлителей и а/l ≈ 3 находим, что η_из=0,65

7. Определяем предварительное количество заземлителей по формуле (2.3.5):

шт

8. Сопротивление полосы (без учета коэффициента использования полосы), соединяющей одиночные вертикальные стержни заземлителя определяем по формуле (2.3.7):

Ом

9. Сопротивление соединительной полосы с учетом коэффициента использования:

Ом.

Для 55 заземлителей и расстояния между стержнями – м,

определяем коэффициент использования заземлителей η_ип=0,28 (табл. 2.3.3)

10. Уточняем необходимое сопротивление вертикальных стержневых заземлителей с учетом сопротивления полосы (2.3.9):

, Ом

11. Уточненное количество заземлителей с учетом коэффициента использования заземлителей, определяем по формуле (2.3.10):

шт

12. Выполняем схему защитного заземления: 53 вертикальных заземлителя необходимо расположить по периметру через 4,3 м (230/53=4,3 м)

Рис. 2.3.4. Схема устройства защитного заземления

1 -электроустановки; 2 - заземляющие проводники; 3 - магистраль заземления; 4 – заземлители).

2.4. Расчет защитного зануления.

В стационарных электроустановках трехфазного тока напряжением до 1000 В в сети с заземленной нейтралью или заземленным выводом однофазного источника питания электроэнергией, а также с заземленной средней точкой в трехпроводных сетях постоянного тока должно быть выполнено зануление.

Цель расчета: определить условия, при которых зануление надежно и быстро отключает поврежденную электроустановку от сети и одновременно обеспечивает безопасность прикосновения человека к зануленным частям установки в аварийный период (при замыкании фазы на корпус электроустановки или нулевой защитный проводник).