Заземление выбор и ремонт заземляющих устройств

Расчет заземления производится для того чтобы определить сопротивление сооружаемого контура заземления при эксплуатации, его размеры и форму. Как известно, контур заземления состоит из вертикальных заземлителей, горизонтальных заземлителей и заземляющего проводника. Вертикальные заземлители вбиваются в почву на определенную глубину.

Горизонтальные заземлители соединяют между собой вертикальные заземлители. Заземляющий проводник соединяет контур заземления непосредственно с электрощитом.

Размеры и количество этих заземлителей, расстояние между ними, удельное сопротивление грунта – все эти параметры напрямую зависят на сопротивление заземления.

К чему сводится расчет заземления?

Заземление служит для снижения напряжения прикосновения до безопасной величины. Благодаря заземлению опасный потенциал уходит в землю тем самым, защищая человека от поражения электрическим током.

Величина тока стекания в землю зависит от сопротивления заземляющего контура. Чем сопротивление будет меньше, тем величина опасного потенциала на корпусе поврежденной электроустановки будет меньше.

Заземляющие устройства должны удовлетворять возложенным на них определенным требованиям, а именно величины сопротивление растекания токов и распределения опасного потенциала.

Поэтому основной расчет защитного заземления сводится к определению сопротивления растекания тока заземлителя. Это сопротивление зависит от размеров и количества заземляющих проводников, расстояния между ними, глубины их заложения и проводимости грунта.

Исходные данные для расчета заземления

1. Основные условия, которых необходимо придерживаться при сооружении заземляющих устройств это размеры заземлителей.

1.1. В зависимости от используемого материала (уголок, полоса, круглая сталь) минимальные размеры заземлителей должны быть не меньше:

· а) полоса 12х4 – 48 мм²;

· б) уголок 4х4;

· в) круглая сталь – 10 мм²; диаметр не менее 12 мм

· г) стальная труба (толщина стенки) – 3.5 мм.

Минимальные размеры арматуры применяемые для монтажа заземляющих устройств

Длина заземляющего стержня должна быть не меньше 2 – 5 м.

Расстояния между заземляющими стержнями берется из соотношения их длины, то есть: a = 1хL; a = 2хL; a = 3хL.

В зависимости от позволяющей площади и удобства монтажа заземляющие стрежни можно размещать в ряд, либо в виде какой ни будь фигуры (треугольник, квадрат и т.п.).

Длина здания 32м, ширина 18м.

Рассчитываю контурное заземление для трансформаторной подстанции с учетом естественного заземления кабельных и воздушных линий.

Re=12Ом;

Re-естественное заземление

Размеры трансформаторной подстанции 32X18.

Для линии с Uраб=0,4-10кВ

Длинна кабельной линии

=0,18 А

Сопротивление искусственного заземлителя

Определяю расчетное удельное сопротивление грунта с учетом климатического пояса (IIклиматический пояс)

Кв=1,8 Климатический коэффициент вертикальных заземлителей

Кг=4,5 Климатический коэффициент горизонтальных заземлителей

Суглинок _грунта=100 Ом×M

_расч.в.=100 1,8=180 Ом*м

_расч.г.= 100 4,5=450 Ом*м

Задаемся размерами вертикальных заземлителей

Электроды выполненные из черной стали φ≥12мм(0,012м), длинной от Lв=2,5 5м принимаю Lв=4.

Тв - глубина заложения вертикальных заземлителей

Все вертикальные заземлители (электроды) по контуру обвязываются горизонтальным заземлителем, выполненные из такой же стали что и вертикальные, но не круглый, а полосой 40×4.

Определяю длину горизонтальных заземлителей­–Lг

P–Периметр здания

P=(18+32)×2=100м

Lг=100+6=106м

В–ширина горизонтальных заземлителей­

Определяю расстояние между вертикальных заземлителей–ɑ

а=3×4=12м

Определяю количество вертикальных заземлителей–n

Принимаю количество вертикальных заземлителей равным10шт.

Рассчитываю сопротивление вертикальных заземлителей–Rв

Рассчитываю сопротивление горизонтальных заземлителей–Rг

Определяю общее сопротивление контурного защитного заземления с учетом влияния заземлителей друг на друга

коофициент учитывающий влияние вертикального заземлителя на горизонтальный. Справочное значение

коофициент учитывающий влияние горизонтального заземлителя на вертикальный. Справочное значение

Рисунок 5 - Схема расположения заземляющих электродов

Ремонт заземляющих устройств

При ремонте оборудования РУ проверяют состояние заземляющего устройства и окрашивают открыто проложенные заземляющие проводники. При этом измеряют сопротивление заземления, выборочно раскрывают грунт, чтобы убедиться в отсутствии коррозии заземляющего устройства.
При осмотре надежность мест сварки контролируют легкими ударами молотка. При наличии пробивных предохранителей проверяют их состояние.

Измерение сопротивления заземляющего устройства чаще всего выполняют с использованием амперметра и вольтметра (рис. 20) или приборов МС-08 ", Ф4103-М1 . Между заземляющим устройством 3 и вспомогательным токовым электродом Т пропускают однофазный переменный ток /, измеряемый амперметром. Между заземлителем и электродом в землю забивают еще один вспомогательный потенциальный электрод и замеряют напряжение вольтметром.
Измерение сопротивления заземляющего устройства выполняют в таком порядке. Сначала вольтметром проверяют отсутствие напряжения между электродом и заземлителем. Если вольтметр показывает напряжение, то, изменяя направление расположения электродов или увеличивая пропорционально расстояния между ними, добиваются, чтобы стрелка вольтметра показывала нуль или близко к нему. После этого включают в сеть переменного тока трансформатор при полном сопротивлении и увеличивают ток и одновременно снимают показания амперметра и вольтметра. Затем вычисляют сопротивление заземления:

Rз=U/I.
Выполняют не менее трех измерений и за величину сопротивления заземления принимают среднеарифметическое значение.
Преимуществами такого способа измерения сопротивления заземляющего устройства являются точность и возможность определения очень малых сопротивлений (до сотых долей ома), а недостатками — наличие двух измерительных приборов и трансформатора, невозможность непосредственного отсчета, повышенная опасность для людей, выполняющих измерение. Этим способом в основном измеряют сопротивление заземляющих устройств электрических станций мощных районных ТП.