Практикум по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» Новочеркасск 2010

Скачать 1.89 Mb.

Название	Практикум по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» Новочеркасск 2010
страница	9/15
Дата конвертации	04.05.2013
Размер	1.89 Mb.
Тип	Практическая работа

Содержание

Порядок расчета
Рис. 1 Расположение заземлителя в грунте

1 ... 5 6 7 8 9 10 11 12 ... 15

Порядок расчета

Исходные данные:

а) характеристика оборудования: тип, виды электрооборудования, рабочие напряжения, электрическая мощность и режим нейтрали источника питания и т.п.;

б) размещение оборудования в цехе или на участке, размеры цеха или участка;

в) сведения об естественных заземлителях: их количество, гальваническая целостность, размеры, глубина заложения, взаимное расположение и т.п.;

г) удельное электрическое сопротивление  грунта в зоне размещения заземлителя. При отсутствии экспериментальных данных  определяется по формуле:

, Омм, (1)

где _т – табличное значение удельного сопротивления (табл. 1);

 - коэффициент сезонности, выбираемый в зависимости от климатической зоны РФ (в районе Москвы =1,51,8 при расчете сопротивления вертикальных электродов и =3,55,5 при расчете сопротивления горизонтальных электродов).

Таблица 1

Наименование грунта	Песок	Супесок	Чернозем	Суглинок	Глина	Торф
Удельное сопротивление, _т, Омм	700	300	200	100	40	20

Размерность  = [Ом

] = [Омм], где м_S – сечение проводника, м_l – длина проводника.

Выбираем наибольшее допустимое значение (нормативное) сопротивление заземления R_н. Согласно Правилам устройства в электроустановках напряжением до 1000 В, получивших широкое распространение в машиностроении, R_н = 4 Ом. Если же суммарная мощность источников питания (трансформаторов, генераторов), подключенных к сети, не превышает 100 кВА, то R_н = 10 Ом, для подземных условий R_н = 2 Ом.
Определяем сопротивление растеканию тока имеющихся естественных заземлителей. Ниже приведены расчетные зависимости для некоторых из них:

а) горизонтально проложенный в земле на глубине t металлический трубопровод, имеющий наружный диаметр d₁ и длину l₁:

, (2)

б) вертикально установленная в земле железобетонная стойка или своя диаметром d₂, заглубленная в грунт на длину l₂:

, (3)

в) железобетонный фундамент производственного здания:

, (4)

где S – площадь, ограниченная периметром здания, м².

Если сопротивление естественных заземлителей не превышает R_н, то устройство искусственных заземлителей не требуется и расчет на этом заканчивается. Если естественные заземлители отсутствуют или их сопротивление велико, то необходимо сооружение искусственных заземлителей, которые в последнем случае включаются параллельно естественным.

Сопротивление дополнительного искусственного заземлителя:

(5)

где R_e – сопротивление естественных заземлителей, рассчитанное, например, по формулам (2) – (4).

Выбираем вид заземляющего устройства. Заземлитель обычно представляет собой систему вертикальных электродов, соединенных горизонтальным проводником. Электроды располагают в ряд или по контуру цеха или площадки, где размещено заземляемое оборудование.

В качестве вертикальных электродов используют стальные прутки диаметром 10-15 мм и длиной до 10 м, некондиционные стальные трубы диаметром 30-50 мм, а также угловую сталь размером от 4040 до 6060 мм и длиной 2-3 м, соединенные полосковой сталью сечением не менее 48 мм².

Сопротивление одиночного вертикального электрода, схема которого представлена на рис. 1, рассчитывается по формуле:

(6)

при

Если электрод выполнен из угловой стали с шириной полки b, то в формуле (6) d=0,95b.

Определяем необходимое количество вертикальных электродов n. Для этого предварительно находим произведение коэффициента использования вертикальных электродов _э на их количество по формуле:

(7)

а затем, задавшись отношением расстояния а между соседними вертикальными электродами к их длине l, по табл. 2 определяем n. Не указанные в этой таблице значения находим методом интерполяции и округляем их в большую сторону до целых чисел.

Рис. 1 Расположение заземлителя в грунте:

l – длина трубчатого заземлителя, см; d – диаметр заземлителя;

t₀ – величина заглубления конца заземлителя от поверхности земли;

t – расстояние от поверхности земли до середины заземлителя

Находим длину L горизонтального проводника, соединяющего вертикальные электроды. При расположении электродов в ряд:

, (8)

а при расположении по контуру:

(9)

Таблица 2

	При размещении в ряд			При размещении по контуру
	_эn	n	_э	_эn	n	_э
1	2	3	4	5	6	7
1	1,70	2	0,85	2,76	4	0,69
	2,34	3	0,78	3,66	6	0,61
	2,92	4	0,73	5,50	10	0,55
	3,50	5	0,7	9,40	20	0,47
	3,90	6	0,65	16,40	40	0,41
	5,90	10	0,59	23,40	60	0,39
	8,10	15	0,54	36,00	100	0,36
	9,60	20	0,48
2	1,82	2	0,91	3,12	4	0,78
	2,61	3	0,87	4,38	6	0,73
	3,32	4	0,83	6,80	10	0,68
	4,05	5	0,81	12,60	20	0,63
	4,62	6	0,77	23,20	40	0,58
	7,40	10	0,74	33,0	60	0,55
	13,40	20	0,67
Продолжение табл. 2
1	2	3	4	5	6	7
3	1,88	2	0,94	3,4	4	0,85
	2,73	3	0,91	4,8	6	0,80
	3,56	4	0,89	7,6	10	0,76
	4,35	5	0,87	14,2	20	0,71
	5,10	6	0,85	26,4	40	0,66
	8,10	10	0,81	38,4	60	0,64
	11,70	15	0,78	62,0	100	0,62
	15,20	20	0,76

В качестве горизонтального проводника обычно применяют полосовую сталь сечением не менее 48 мм² и толщиной не менее 4 мм или сталь круглого сечения диаметром не менее 10 мм. Проводник выводят на поверхность земли не менее чем в двух местах для присоединения к магистрали заземления.

Рассчитаем сопротивление горизонтальной полосы при L >> 4t₀ >> C

, (10)

где С – ширина полосы (обычно берется равной диаметру вертикального электрода);

t₀ – глубина заложения полосы в грунт (см. рис. 1).

Если горизонтальный соединяющий электрод круглого сечения, то в формуле (10) С = 2d.

Результирующее сопротивление искусственного заземлителя.

, (11)

где _п – коэффициент использования соединительной горизонтальной полосы, определяемый по табл. 3; _э находим по табл. 2.

Таблица 3

	Количество вертикальных электродов n
	2	4	6	8	10	20	30	40	50	60	70	100
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
_п при расположении электродов в ряд
1	0,85	0,77	0,72	0,67	0,62	0,42	0,31	-	-	-	-	-
2	0,94	0,89	0,84	0,79	0,75	0,56	0,46	-	-	-	-	-
3	1,96	0,92	0,88	0,85	0,82	0,68	0,58	-	-	-	-	-
_п при расположении электродов по контуру
Продолжение табл. 3
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1	-	0,45	0,40	0,36	0,34	0,27	0,24	0,22	0,21	0,20	0,20	0,19
2	-	0,55	0,48	0,43	0,40	0,32	0,30	0,29	0,28	0,27	0,26	0,23
3	-	0,70	0,64	0,60	0,56	0,45	0,41	0,39	0,37	0,36	0,35	0,33

Результирующее сопротивление заземляющего устройства с учетом естественных заземлителей:

, (12)

Рассчитанное значение R_з.у не должно превышать R_{и доп}. В то же время R_и должно быть ненамного больше R_{и доп} в целях экономики металла заземлителя.

На базе выполненного расчета заземления вычерчивается схема, на которой приводятся названия материалов, конструктивные особенности, значения сопротивлений естественных, искусственных и всего заземляющего устройства.

1 ... 5 6 7 8 9 10 11 12 ... 15

плохо

не очень плохо

средне

хорошо

отлично

Ваша оценка этого документа будет первой.

Ваша оценка: