Физико-химические методы очистки сточных вод

2.5 Расчет защитного заземления

Защитное заземление применяется в трехфазных трехпроводных сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и напряжением выше 1000 В с любым режимом нейтрали.

В зависимости от места расположения заземлителя относительно заземляемого оборудования различают два типа заземляющих устройств: выносное и контурное.

Выносное заземляющее устройство характеризуется тем, что заземлитель его вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование. Контурное заземляющее устройство охватывает по периметру площадку, на которой находится заземляемое оборудование.

Рис. 2. Заземляющее ( а - выносное. б - контурное) устройство 1 - заземлитель. 2 - заземляющие проводники, 3 - заземляемое оборудование

Заземление обычно изготавливается из стальных труб d=35…60 мм, угловой стали размером от 40 х 40 до 60 х 60 мм длиной 2,5 - 3,0 м, а также стальных прутков диаметром 10 - 12 мм и длиной до 10 м. Для соединения одиночных заземлителей используют полосы стали сечением 4 х 12 мм или стальные прутки диаметром не менее 6 мм. Трубы и уголки обычно забивают на глубину 0,7 - 0,8 м.

Согласно требованиям ПУЭ сопротивление защитного заземления определяется исходя из значений напряжения, мощности в режима нейтрали установки и не должно превышать в любое время года;

2 Ом при напряжении электроустановок 660/380 В;

4 ОМ при напряжении электроустановок 380/220 В;

8 Ом при напряжении электроустановок 220/127 В;

0,5 Ом в установках с напряжением выше 1000 В при токах замыкания выше 500 А;

250/Jэ при токах замыкания ниже 500 А в установках с напряжением сети выше 1000 В.

30 Ом для повторного заземления нулевого провода в сети 380/220 В

не более 100 Ом при защитном заземлении от электростатической индукции;

молниезащита от прямых ударов молний:

для тоководов на объектах 1-2 категории 10 Ом

для наружных установок 2 категории 50 Ом

для тоководов на объектах 3 категории 20 Ом

для труб, водонапорных башен и пр. 50 Ом

Расчет защитного заземления заключается в определении числа (п) , размеров (l и L) и размещения одиночных эаземлителей, при которых напряжение прикосновения и шага в момент замыкания на заземленный корпус не превышает безопасных значений. Тип заземлителя может быть выбран предварительно или установлен после оптимизации конструктивного решения.

Таблица Минимальные размеры стальных заземлителей и заземляющих проводников, мм

Заземлитель	Место расположения
	в зданиях	в наружных установках	в земле
1. Круглые, диаметром, мм 2. Прямоугольные, сечением,, мм толщиной, мм 3. Угловая сталь с толщиной полос, мм 4. Стальные водо- газопроводные (некондиционные) трубы с толщиной стенок, мм	5 24 3 2 2,5	6 48 4 2,5 2,5	10 48 4 4 3,5

Таблица Наименьшие сечения медных и алюминиевых заземляющих проводников в электроустановках напряжением до 1000 В

Проводники	Сечением, мм
	медь	алюминий
Без изоляции при открытой прокладке	4	6
Изолированные	1,5	2,5
Заземляющие жилы кабелей или многожильных проводов, находящихся в общей защитной оболочке с средними жилами	1	1,5

Таблица 3 Формулы для вычисления сопротивления единичных заземлителей

Таблица 4 Удельное сопротивление различных грунтов и воды

Грунт, вода	Удельное сопротивление, I0² Ом*м
	при влажности 10-20 % от массы грунта	предел колебания
Песок	5	4-7
Супесок	3	1,5-4
Суглинок	I	0.4-1.5
Глина	0.6	0,08-0.7
Чернозем	0.3	0.09-0,53
Торф	0,2	0.10-0,30
Лесс	2,5
Садовая земля	0,5
Каменистый	40	5 - 8
Гравий, щебень	20
Скалистый грунт	100-100000
Вода:
- морская	-	0,002-0.01
- речная	-	0,10-1,0
-грунтовая	-	0.20-0,70
- прудовая	-	0,4-0,5

Таблица 5 Значение сезонных повышающих коэффициентов .К

Данные, характеризующие климатические зоны и тип применяемых электродов	Климатические зоны
	1	2	3	4
Климатические признаки зон Средняя температура января. Средняя температура июля. Продолжительность замерзания воды, дней	15-20 16-18 170-190	10-14 18-22 150	0-10 22-24 100	0-6 24-26 0
Значение коэффициента К 1. При применении вертикальных электродов длиной 3 м и глубиной заложения 1=0,7-0,8 м. 2. То же при длине электродов 5м. 3. То же при применении горизонтальных электродов длиной 20 м и 1=0,7-0,8 м. 4. То же при длине 50 м	1,65 1,35 5,5 4,5	1,45 1,25 3,5 3,0	1,3 1,15 2,5 2,0	1,1 1,1 1,5 1,4

Таблица 6 Коэффициенты использования для труб, уголков, стержней контурного заземления без учета влияния соединительных полос

Число труб ( стержней уголков ) в контуре	Отношение расстояний между электродами к их длине A/l
	1	2	3	1	2	3
	Электроды размещены в ряд	Электроды размещены по контуру
2 4 6 10 20 40 60 100	0,85 0,73 0,65 0,59 0,48 - - - -	0,91 0,83 0,77 0,74 0,67 - - -	0,94 0,89 0,85 0,81 0,76 - - -	- 0,69 0,61 0,56 0,47 . 0,41 0.39 0,36	- 0,78 0,73 0,68 0,63 0,58 0,55 0,52	0,85 0,80 0,76 0,71 0,66 0,64 0,62

Таблица 7 Коэффициенты использования горизонтального полосового электрода, соединяющего вертикальные электроды (трубы, уголки и т. п.) группового заземлителя

Отношение расстояний между вертикальными электродами к их длине	Число вертикальных электродов
	2	4	6	10	20	40	60	100
Вертикальные электроды размещены в ряд
1 2 3	0,85 0,94 0,69	0,77 0,80 0,92	0,72 0,84 0,88	0,62 0,75 0,82	0,42 0,56 0,68	- - -	- - -	- - -
Вертикальные электроды размещены по контуру
1 2 3	- - -	0,45 0,55 0,70	0,40 0,48 0,64	0,34 0,40 0,56	0,27 0,32 0,45	0,22 0,29 0,39	0,20 0,27 0,36	0,19 0,23 0,33

Таблица 8 Коэффициенты использования параллельно уложенных горизонтальных полосовых электродов группового заземлителя

Длина каждой полосы, м	Число параллельных полос	Расстояние между параллельными полосами, м
		1	2,5	2,5	10	15
15	2 5 10 20	0,63 0,37 0,25 0,16	0,75 0,49 0,37 0,27	0,83 0,60-0,49 0,39	0,92 0,73 0,64 0,57	0,96 0,79 0,72 0,64
25	5 10 20	0,35 0,23 0,14	0,45-0,31 0,23	0,55 0,43 0,33	0,66 0,57 , 0,47	0,73 0,66 0,57
50	2 5 . 10 20	0,60 0,33 . 0,20 0,12	0,69 0,40 0,27. 0,19	0,78 0,48 0,35 0,25-	0,88 0,58 0,46 0,36	0,93 0,65 0,53 0,44

Расчет производится в следующей последовательности:

1)Определяется норма сопротивления заземления Rдоп: требуемое сопротивление защитного заземления в соответствии с ПУЭ не должно превышать Rдоп = 4 Ом.

2) Определяем расчетное удельное сопротивление грунта в соответствии с данными таблицы 4 и.5 (относится ко второй климатической зоне, удельное сопротивление суглинка 1* I0² Ом*м)

где _из - удельное сопротивление грунта, полученное измерением или из справочной литературы; - климатический коэффициент, принимается из таблицы 5. 3)В случае возможности использования естественных заземлителей определяется сопротивление току растекания этих заземлителей R_e, путем измерения или расчетным путем. Принимаем сопротивление естественных заземлителей равным 6 Ом.

Содержание