Признаки климатических зон и коэффициенты сезонности Y

Для однородной земли

Примечание. Земля считается нормальной влажности, если измерению электрического сопротивления грунта предшествовало выпадение небольшого количества осадков.

Рассчитать сопротивление растеканию тока одиночного вертикального заземления (электрода) по формуле

где l = 3 м - длина заземлителя; d = 0,05 м - диаметр трубы или стержня; H = h + l/2 - глубина заложения вертикальных электродов, м (рис. 4); h = 0,8 м - расстояние от поверхности земли до электрода.

Рис. 4. Трубчатый или стержневой заземлитель в грунте

Рассчитать количество вертикальных электродов, необходимых для получения допустимых значений сопротивления заземления по приближенной формуле, без учета полосы связи

где R_доп - наибольшее допустимое сопротивление заземляющего устройства (табл. 9.1); h - коэффициент использования группового вертикального заземлителя (табл. 9.3); n - число вертикальных электродов.

Коэффициент использования учитывается при расстоянии между вертикальными электродами менее 40 м, когда происходит взаимодействие полей растекания тока и уменьшается проводимость электродов.

Для определения h необходимо разделить сопротивление одиночного электрода R_о на допустимое R_доп и полученное значение n сравнить с числом электродов из табл. 9.3, увеличив его до соответствующего большего табличного значения.

Таблица 9.3

Коэффициенты использования h вертикальных электродов

Группового заземления, размещенных по контуру, без

Учета влияния полосы связи

Рассчитать длину горизонтальной соединительной полосы

L_n = a(n-1),

где a = 3 м - расстояние между вертикальными электродами.

Рассчитать сопротивление соединительной полосы по формуле

где d - эквивалентный диаметр полосы шириной b = 0,04 м, d = 0,95 b; h = = 0,8 м - глубина заложения полосы.

Рассчитать результирующее сопротивление заземляющего устройства

где h_п - коэффициент использования соединительной полосы (табл. 9.4).

Сравнить полученное значение R_гр с R_доп. Если сопротивление группового заземлителя получится больше допустимого сопротивления, то нужно увеличить число электродов и произвести повторный расчет.

Таблица 9.4

Коэффициенты использования h_п соединительной полосы, соединяющей вертикальные электроды группового заземления при a / l = 1

Методические указания для выполнения лабораторных работ на ла­бораторном стенде « ЗАЩИТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИНИЕ И ЗАНУЛЕНИЕ БЖ 6/2»

Лабораторный стенд БЖ 6/2 предназначен для выполнения студентами ла­бораторных работ по оценке эффективности действия защитного заземления и зануления.

Описание лабораторного стенда

Лабораторный стенд ( далее - стенд ) представляет собой модель трёх фаз­ной электрической сети с источником питания, электропотребителями, средст­вами защиты и измерительными приборами. В качестве источника питания ис­пользуется трёхфазный трансформатор. Стенд включается трёхфазным автома­том защиты S2 - положение 1, при этом загораются индикаторы (желтого , зе­леного и красного цветов), расположенные на линиях фазных проводов А,В и С соответственно. Режим нейтрали сети изменяется переключателем S1, причем положение 1 соответствует режиму заземлённой нейтрали, а положение 0 - ре­жиму изолированной нейтрали. Нейтральная точка заземляется через сопротив­ление 4 Ом. С помощью переключателя S3 подключается нулевой рабочий про­водник N - проводник. Переключатель S4 предназначен для подключения ну­левого защитного проводника (РЕ - проводника). Положение 1 переключателей означает наличие пятипроводной сети, положение 0 - трёхпроводной сети.

Сопротивления фазных проводов сети и N - провода относительно земли смоделированы сосредоточенными сопротивлениями Ra, Rb, Rc, Rn.

В данном стенде моделируется только активная составляющая полного со­противления, причем используется случай симметричной проводимости прово­дов относительно земли. (то есть R_A= Rb = Rc⁼ Rn)

Значения указанных сопротивлений изменяются пятипозиционным пере­ключателем S18 в зависимости от вариантов задаваемых преподавателем.

Электропотребители на мнемосхеме показаны в виде их корпусов. Потре­бители « корпус 1 » и « корпус 2 » являются трёхфазными и подключены к сети через автоматические выключатели S5 и S10 соответственно. Положение 1 оз­начает включение автоматов, при этом напряжение подается на потребители. Электропотребитель «корпус 3» является однофазным, выполненным по классу 1 защиты от поражения электрическим током.

Лабораторный стенд позволяет моделировать два способа защиты: защит­ное заземление и зануление.

Подключение корпусов 1 и 2 к РЕ - проводнику осуществляется переклю­чателями S8 и S14 соответственно.

Положение 1 переключателей означает, что корпуса занулены.

Сопротивление фазного провода от нейтральной точки до корпуса 2 не из­меняется и имеет значение Ro = 0,1 Ом, распределенное равномерно на двух участках провода (нейтральная точка - точка подключения корпуса 1 и точка подключения корпуса 1 - точка подключения корпуса 1 ).Сопротивление РЕ - проводника может изменяться с помощью трехпозиционного переключа­теля S6, причем сопротивление участков «нейтраль» - «корпус 1» и «корпус 1»

- «корпус 2», равны и принимают значения 0,1; 0,2; 0,5 Ом. Обрыв РЕ - проводника между точками подсоединения корпусов 1 и 2 имитируется с помощью переключателя S12, положение 0 которого соответствует обрыву проводника.

Повторное заземление Rn подключается к РЕ - проводнику с помощью пе­реключателя S17. Значение сопротивления Rn изменяется трехпозиционным переключателем S19 ( 4, 10, 100 Ом ). Переходное сопротивление R_пер между корпусом 2 и зануляющим проводником включается и изменяется клавишным и трехпозиционным переключателями S16 и может принимать значения 0; 0,1: 0,5 Ом.

Подключение корпусов 1и 2 к заземляющим устройствам с сопротивле­ниями R31 R32 осуществляется с помощью переключателей S9, и S15 соответст­венно. Сопротивление заземления R₃i корпуса 1 является постоянным и равно 4 Ом. Сопротивление заземления R₃2 корпуса 2устанавливается с помощью трехпозиционного переключателя S11 (4, 10, 100 Ом ).

Замыкание фазных проводов на корпус а 1 и 2 осуществляется кнопками S7 и S13 соответственно, причем на корпус 1 замыкается фазный провод А и на корпус 2 - фазный провод В.

Лабораторный стенд имеет три измерительных прибора: цифровой вольт­метр с диапазоном измерения от 0 до 2000 В, цифровой амперметр с диапазо­ном измерения от 0 до 2000 А, цифровой миллисекундомер с диапазоном изме­рения от Одо 999 мс.

Вольтметр включается в измерительные цепи через гнезда XI - XI5, уста­новленные в соответствующих точках схемы, с помощью гибких проводников, снабженных наконечниками. Включение амперметра в сеть осуществляется с помощью переключателя, находящегося под его индикатором. При соответст­вующем подключении загорается индикатор, указывающий на место подклю­чения прибора. Положение « ОТКЛ » означает отсутствие амперметра в цепях стенда. В положении А1 измеряется ток короткого замыкания, в положении А2

- ток, стекающий с заземлителя корпуса 2, в положении A3 - ток замыкания на
землю через повторное заземление РЕ - проводника.

Миллисекундомер включается при нажатии кнопки S13, а отключается при срабатывании автоматического выключателя S10.Установка позволяет дли­тельно сохранить режим, соответствующий периоду замыкания фазного прово­да на корпуса 1 и 2. Для возврата схемы в исходное состояние после того, как измерены все необходимые параметры, следует нажать кнопку « СБРОС ».

2 Лабораторная работа « Оценка эффективности действия защитного заземления»

2.1 Цель работы

Оценить эффективность действия защитного заземления в электроустанов­ках питающихся от трехфазных трехпроводных сетей с изолированной нейтра­лью и трехфазных пятипроводных сетей с заземленной нейтралью напряжени­ем до 1кВ.

2.2 Содержание работы

2.2.1. Оценить эффективность действия защитного заземления в электро­установках, питающихся от трехфазных трехпроводных сетей с изолированной нейтралью напряжением до 1кВ.

2.2.2 Оценить эффективность действия защитного заземления в сети с изо­лированной нейтралью при двойном замыкании на заземленные корпуса элек­троустановок.

2.2.3 Оценить эффективность действия защитного заземления в электроус­тановках, питающихся от трехфазных пятипроводных сетей с заземленной ней­тралью напряжением до 1кВ.

2.2.4 Определить зависимость изменения напряжения прикосновения при изменении расстояния до заземлителя.

2.3 Порядок выполнения работы

2.3.1 Оценка эффективности действия защитного заземления в сети с изо­лированной нейтралью.

2.3.1.1 Изолировать нейтраль - перевести переключатель S1 в положение 1.

2.2.1.1 Отключить N и РЕ - проводники - перевести переключатель S3 и S4 в положение 0.

2.3.1.1 Установить значения активных сопротивлений изоляции переклю­чателем S18 в соответствии с заданием преподователя.

2.3.1.2 Убедиться в том, что переключатели S8, S14, S17, S9, S15, S12 на­ходятся в отключенном ( нулевом ) положении.

2.3.1.3 Включить стенд - положение S2 -1, при этом загораются индикато­ры наличия фазных напряжений.

2.3.1.4 Подключить корпус 2к сети - положение автомата S10 - 1 (корпус 1 отключен - положение S5 - 0 )

2.3.1.5 Нажатием кнопки S13 произвести замыкание фазного провода В на корпус 2.

2.3.1.6 Вольтметром с помощью гибких проводников измерить следующие напряжения:

- напряжение корпуса 2 относительно земли ( гнезда Х8 и Х2 );

- напряжения фазных проводов относительно земли ( гнезда XI5 и Х2, Х14 и Х2, Х13 и Х2).

Внимание! Измерять какие либо напряжения встроенным вольтметром вне стенда категорически запрещается.

Показания занести в табл. 2.1

2.3.1.9 Кнопкой « СБРОС » устранить замыкание фазного провода на
корпус 2.

2.3.1.10Выключить стенд - положение S2 - 0.

2.3.1.11Установить значение R₃2 в соответствии с заданием преподователя.

2.3.1.12 Заземлить корпус 2 - переключатель S15 b положение 1.

2.3.1.13 Включить стенд - положение S2 -1.

2.3.1.14 Произвести замыкание фазного провода В на корпус 2.

Вольтметром с помощью гибких проводников измерить следующие напряжения:

ПРИМЕЧАНИЕ 1. При измерении напряжений необходимо отключить ам­перметр ( переключатель амперметра - в положение « ОТКЛ ».

- напряжение корпуса 2 относительно земли ( гнезда Х8 и Х2 );

- напряжения фазных проводов относительно земли ( гнезда XI5 и Х2, XI4 иХ2, Х13иХ2);

- напряжения прикосновения при различных расстояниях до заземлителя ( гнезда Х8 и Х9, Х8 и Х6, Х8 и Х5 ).

Показания занести в табл. 2.2

и табл. 2.3

2.3.1.16 Измерить ток замыкания на землю, установив переключатель амперметра в положение А2, при этом загорается индикатор, соответствующий данному подключению амперметра.

Примечание 2. При переходе с одного предела измерения амперметра на другой необходимо дождаться установившегося показания прибора.

Примечание 3. При измерениях с помощью цифровых приборов наблюда­ется дрейф последней цифры - в протокол следует заносить среднее значение показания.

2.3.1.17 Переключатель амперметра установить в положение « ОТКЛ ».

2.3.1.18 Отключить стенд - положение S2 - 0.

2.3.2 Оценка эффективности действия защитного заземления в сети с изо­лированной нейтралью при двойном замыкании на заземленные корпуса.

2.3.2.1 Заземлить корпус 1 - переключатель S9 в положение 1.

2.3.2.2 Подключить корпус 1 к сети - положение автомата S5 -1.

2.3.2.3 Включить стенд - положение автомата S2 - 1.

2.3.2.4 Нажатием кнопок S7 и S13 произвести замыкания фазных проводов А и В на корпуса 1 и 2 соответственно.

2.3.2.5 Вольтметром с помощью гибких проводников измерить следующие напряжения:

- напряжение корпуса 1 относительно земли( гнезда Х4 Х2 );

- напряжение корпуса 2 относительно земли ( гнезда Х8 и Х2 );
при измерении напряжений учитывать Примечание 1.

2.3.2.6 Измерить ток замыкания на землю, установив переключатель ам­перметра в положение А2.

2.3.2.7 Установить переключатель амперметра в положение « ОТКЛ ».

2.3.2.8 Отключить стенд – положение S2 - 0.

2.3.3 Оценка эффективности действия защитного заземления в сети с за­земленной нейтралью.

2.3.3.1 Отключить корпус 1 от сети переключатель S5 в положение - 0.

2.3.3.2 Заземлить нейтраль источника тока - переключатель S1 в положение 1.

2.3.3.3 Подключить N и РЕ - проводники к источнику питания- S3 и S4 в положение 1.

2.3.3.4 Включить стенд - положение S2 -1.

2.3.3.5 Кнопкой S13замкнуть фазный провод В на корпус 2.

2.3.3.6 Вольтметром с помощью гибких проводников измерить следующие напряжения:

- напряжение корпуса 2 относительно земли ( гнезда Х8 и Х2 );

- напряжение нейтральной точки относительно земли (гнезда XI и Х2 ).

2.3.3.7 Измерить ток замыкания на землю, установив переключатель ам­перметра в положение А2.

2.3.3.8 Выключить стенд - S2 в положение - 0.

2.3.3.9 Все переключатели установить в отключенное положение.

2.4 Содержание отчета

а) Обработать результаты измерений, представив их в виде таблиц.

б) Рассчитать силу тока на корпусе по закону Ома для всех исследуемых режимов и сделать вывод об их эффективности.

в) Построить график зависимости напряжения от расстояния в сети с изолированной нейтралью.

Отчет должен содержать краткие вы­воды по каждому из разделов измерений.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Назначение защитного заземления?

2. Назначение рабочего заземления?

3. Что такое напряжение шага, прикосновения?

4. Каково конструктивное выполнение заземляющего устройства?

5. Какие материалы применяются в качестве электродов, соединительной полосы?

6. Каковы способы соединения полосы с вертикальными электродами, с заземляемым оборудованием?

7. Как изменяется напряжение шага, прикосновения при удалении от заземлителя?

8. В какое время года рекомендуется проверять сопротивление заземляющего устройства? Когда учитывается коэффициент сезонности?

9. В чем заключается контроль сопротивления заземления?

10. Какие применяются методы контроля заземления?

11. В чем сущность и особенности метода амперметра-вольтметра?

12. Что такое зона растекания тока, ее размеры.

13. Принцип выравнивания потенциалов.

14. Характеристика контурного и выносного заземления.

15. На какое расстояние можно приближаться к заземлителю?

16. Как выходить из зоны растекания тока?