Найменші розміри заземлювальних та нульових провідників

Характеристика провідника	Розмір, що нормується	Найменший допустимий розмір залежно від матеріалу
мідь	алюміній	сталь
в примі-щеннях	поза при-міщеннями	в землі
Неізольовані провідники	Перетин, мм2 Діаметр, мм2	4,0 –	6,0 –	– 5,0	– 6,0	–
Ізольовані провідники	Перетин, мм2	1,5	2,5	–	–	–
Заземлювальні та нульові жили кабелів та багатожильні дроти в загальній захисній оболонці з фазовими жилами	Перетин, мм2	1,0	2,5	–	–	–
Кутникова сталь	Товщина полиці, мм	–	–	2,0	2,5	4,0
Стрічкова сталь	Перетин, мм Товщина, мм	–	–	2,4 3,0	4,0	4,0
Водо-, газогінні труби (сталеві)	Товщина стінки, мм	–	–	2,5	2,5	3,5
Тонкостінні труби (сталеві)	Товщина стінки, мм	–	–	1,5	2,5	–

Приклад 3.1. Розрахунок штучного заземлювального пристрою при відсутності природних заземлювачів

Вихідні дані:

1. Захищуваний об’єкт – обладнання опоряджувального цеху.

2. Захищуваний об’єкт – стаціонарний.

3. Напруга мережі – 380 В.

4. Виконання мережі – з глухозаземленою нейтраллю.

5. Тип заземлювального пристрою – вертикальний (труби).

6. Розміри вертикальних заземлювачів: довжина l_B – 3 м; діаметр труби d – 0.04м; товщина стінки труби δ_Т – 3.5 мм.

7. Відношення відстані між трубами до їхньої довжини

8. Розміри горизонтального заземлювача (з’єднувальної стрічки): довжина L_Г.=L_З.С. – згідно з розрахунком, м; ширина стрічки b_c – 0.04м.

9. Глибина закладання вертикальних заземлювачів h_B = 0,8 м; горизонтальних h_Г = 0,8 м.

10. Розташування заземлювачів попередньо приймають за чотирикутним контуром при числі стержнів від 4 до 100 та в один ряд при числі стержнів від 2 до 20 (рис. 3.1, 3.2).

11. Грунт – супісок; склад – однорідний; вологість – мала; агресивність – нормальна.

12. Кліматична зона – II.

Розв'язок: 1. Визначаємо характеристику навколишнього середовища в опоряджувальному цеху: за пожежною небезпекою згідно з ПУЕ воно відноситься до класу П-ІІ; за вибухонебезпекою згідно з ПУЕ — до класу В-І; за ступенем ураження електричним струмом – без підвищеної та особливої небезпеки.

2. Визначаємо R_Д – допустиме (нормативне) значення опору розтіканню струму в заземлювальному пристрої (табл. 3.1); R_Д ≤4 Ом.

3. Визначаємо К_{С.В .} – приблизне значення питомого опору грунту, що рекомендується для розрахунку. За табл. 3.2 приймаємо ρ_табл. = 300 Ом *м.

4. Визначаємо К_{С.В .} – коефіцієнт сезонності для вертикальних заземлювачів для даної кліматичної зони II. За табл. 3.4. приймаємо К_{С.В .} = 1.5.

5. Визначаємо значення К_{С. Г.} – коефіцієнт сезонності для горизонтального заземлювача згідно з кліматичною зоною. За табл. 3.4. приймаємо К_{С. Г.} = 3,5.

6. Визначаємо ρ_РОЗР.В – розрахунковий питомий опір грунту для вертикальних заземлювачів.

ρ_{РОЗР.В..}= ρ_ТАБЛ. * К_С.В. = 300 * 1.5 =450 Ом * м

7. Визначаємо ρ_РОЗР.Г. – розрахунковий питомий опір грунту для горизонтальних заземлювачів.

ρ_РОЗР.Г = ρ_ТАБЛ. * К_С.Г. = 300 * 3.5 =1050 Ом * м

8. Визначається t – відстань від поверхні землі до середини вертикального заземлювача (рис. 3.2).

9. Визначається R_B – опір,. Ом, розтіканню струму в одному вертикальному заземлювачі:

10. Визначається n_Т.В. – теоретична кількість вертикальних заземлювачів без врахування коефіцієнта використання η_В.В., тобто η_В.В. = 1.

11. Визначають η_В.В. – коефіцієнт використання вертикальних заземлювачів при розташуванні їх згідно з вихідними даними або за чотирикутним контуром при числі заземлювачів n_{Т.В .}. = 33 та при відношенні . За табл. 3.5 приймаємо η_В.В.=0.42

12. Визначається n_H.В.. – необхідна кількість, шт., вертикальних однакових заземлювачів з врахуванням коефіцієнта використання

13. Визначається R_РОЗР.В. – розрахунковий опір, Ом, розтіканню струму у вертикальних заземлювачах, при n_H.В. =80 без врахування з'єднувальної стрічки

14. Визначаємо L_В – відстань між вертикальними заземлювачами за відношенням

. Звідси L_В = 1 * l_B = 1 * 3 = 3 м.

15. Визначаємо L_{З.С .} – довжину,м, з'єднувальної стрічки – горизонтального заземлювача:

16. Визначаємо R_Г.З.С. – опір, Ом, розтіканню струму в горизонтальному заземлювачі (з'єднувальній стрічці):

17. Визначається η_В.Г. – коефіцієнт використання горизонтального заземлювача при розташуванні вертикальних заземлювачів згідно з вихідними даними або за чотирикутним контуром при відношенні та необхідній кількості вертикальних заземлювачів n_H.В..=80. За табл. 3.6. приймаємо η_В.Г. = 0,19. При паралельно вкладених горизонтальних заземлювачах η_{В.Г .} визначається за табл. 3.7.

18. Визначаємо R_{РОЗР.Г .} – розрахунковий опір. Ом, розтіканню струму в горизонтальному заземлювачі (з'єднувальній стрічці) при числі електродів n_Г. = 1:

19. Визначаємо R_{РОЗР.В.Г.} – розрахунковий теоретичний опір, Ом, розтіканню струму у вертикальних та горизонтальних заземлювачах

або

20. Вибираємо матеріал та поперечний перетин з'єднувальних провідників. За табл. 7.8 вибираємо голі мідні S_М = 4 мм² або алюмінієві S_А = 6 мм² провідники.

21. Вибираємо матеріал та поперечний перетин магістральної шини. За табл. 3.8 приймаємо сталеву шину товщиною δ_С = 4 мм і перетином не менше σ=100 мм².

22. Наводиться схема з'єднання обладнання з магістральною шиною та з'єднання • магістральної шини з заземлювальним пристроєм (з’єднувальною стрічкою).

Приклад 3.2. Розрахунок горизонтального заземлювального пристрою.

Вихідні дані:

1. Захищуваний об'єкт – обладнання нижнього складу.

2. Захищуваний об'єкт – стаціонарний.

3. Напруга мережі U_M = 380 В.

4. Виконання мережі – з глухозаземленою нейтраллю.

5. Тип заземлювального пристрою – горизонтальний зі стрічкової сталі.

6. Розміри заземлювачів і довжина стрічки R_C = 50 м, ширина стрічки b_C = 0,04 м.

7. Розташування заземлювачів – паралельне.

8. Відстань між паралельними заземлювальними стрічками L_C = 5 м.

9. Глибина закладання заземлювачів h_З = 0,8 м.

10. Грунт – суглинок.

11. Характеристика грунту: склад – однорідний; вологість – нормальна; агресивність – нормальна.

12. Кліматична зона – III.

13. Природні заземлювачі відсутні.

Розв'язок.

1. Визначають R_Д – допустиме нормативне значення питомого опору, Ом, розтіканню струму в заземлювальному пристрої. Згідно з ПУЕ, ПТЕ та ПТБ для прийнятих вихідних даних (мережа до 1000 В з глухозаземленою нейтраллю) за табл.3.1. R_Д=4.

2. Визначають ρ_ТАБЛ. – наближене значення опору грунту. За табл. 3.2 приймаємо ρ_ТАБЛ. =100 Ом.* м.

3. Визначають значення К_С.Г.. – коефіцієнта сезонності для грунту нормальної вологості при кліматичній зоні III для горизонтального заземлення довжиною l_C = 50 м. За табл. 3.4 приймемо K_C,Г. = 2.

4. Визначають ρ_{РОЗР.Г .} – розрахунковий питомий опір.Ом * м, грунту для горизонтальних заземлювачів.

5. Визначають R_{Г .} – теоретичний опір, Ом, розтіканню струму в одному горизонтальному заземлювачі:

6. Визначають n_{Г .} – теоретичну кількість горизонтальних заземлювачів без врахування η_{В.Г .} – коефіцієнта використання, тобто приймемо η_В.Г. = 1.

7. Визначають η_В.Г. – коефіцієнт використання паралельно вкладених горизонтальних заземлювачів при n_Г. = 2, l_C = 50 м. За табл. 3.7 приймемо η_В.Г. = 0,78.

8. Визначаємо n_{Г.Н .} необхідну кількість горизонтальних заземлювачів (стрічок).

Приймаємо n_Г.Н. = 3.

9. Визначають R_РОЗР.Г. – розрахунковий опір, Ом. розтіканню струму в заземлювальному пристрої при n_Г.Н. = 3 та η_В.Г. = 0,78:

Отриманий розрахунковий опір розтіканню струму відповідає вимогам ПУЕ, ПТЕ, ПТБ.