Заземление

 Защитное заземление

Защитное заземление — преднамеренное соединение с землей ча­стей оборудования, не находящихся под напряжением в нормальных условиях эксплуатации, но которые могут оказаться под напряже­нием в результате нарушения изоляции электроустановки (рис. 1).

Согласно «Правилам устройства электроустановок» сопротивле­ние защитного заземления в любое время года не должно превы­шать: 10 Ом при мощности трансформатора (генератора) Nтр< 100 кВ·А; 4 Ом при Nтр >  кВ·А; 0,5 Ом—в установках на­пряжением выше 1000 В с большими токами замыкания на землю (более 500 А).

Пример. Рассчитать заземляющее устройство для заземления электро­двигателя серии 4А напряжением U=380 В в трехфазной сети с изолированной нейтралью при следующих исходных данных:

грунт — суглинок с удельным электрическим сопротивлением r= 100 Ом • м;

в качестве заземлителей приняты стальные трубы диаметром d=0,08 м и длиной l=2,5 м, располагаемые вертикально и соединенные на сварке стальной полосой 40Х4 мм (рис. 2);

     мощность электродвигателя серии А416032 U=15 кВт, n=-3000 мин-1;

мощность трансформатора принята 170 кВ • А, требуемое по нормам до­пускаемое сопротивление заземляющего устройства [rз] £4 Ом.

     Решение. Принимаем схему заземления электродвигателя, как показано на рис. I. Определяем сопротивление одиночного вертикального заземлителя  Rв,  Ом, по формуле

,

 

где t — расстояние от середины заземлителя до поверхности грунта, м. l, d  — длина и диаметр стержневого заземлителя, м.

Расчетное удельное сопротивление грунта rрасч=r·j, где  j— коэффициент сезонности, учитывающий возможность повышения сопротивлении грунта в те­чение года.

Согласно [1] принимаем j=1,7 для I климатической зоны. Тогда rрасч=r·j=100 • 1,7=170 Ом • м,

 

 

Определяем сопротивление стальной полосы, соединяющей стержневые заземлители,  Rп=(rрасч /2pl)ln(l2/dt) Ом;

где  l —длина полосы, м, t—расстояние от полосы до поверхности земли, м,  d=О,5b

( b — ширина полосы, равная 0,08 м). Определяем расчетное удельное сопротивление грунта r¢расч при использовании соединительной полосы в виде горизонтального электрода длиной 50 м. При длине полосы в 50 м [1], j¢=5,9 (табл. 3.12). Тогда r¢расч =rj¢ =100 ·5,9=590 Ом • м,

 

Rп=(590/2p·50)ln(502/0,04·0,8)=21 Ом.

Определяем ориентировочное число п одиночных стержневых заземлителей по формуле п= Rв /[rз]hв=48/4 • 1= 12 шт., где   [rз] — допустимое но нормам сопротивление заземляющего устройства, hв — коэффициент использования вертикальных заземлителей (для ориентировочного расчета hв  принимается рав­ным 1).


Рис. I. Принципиальная схема защитного заземления

ПП –пробивной предохранитель;

Ro – заземление нулевой точки трансформатора; Rз –заземляющее устройство; Rиз - сопротивление изоляции;

Uпр– напряжение прикосновения; Iз – ток замыкания на землю; Iчел- ток, протекающий через человека; 1- плавкие вставки; 2- электродвигатель; 3- график распределения потенциалов на поверхности земли.

 

 

 

 

 

Рис. 2. Устройство заземления

а — схема заземляющего устройст­ва; б — расположение одиночного  заземлителя; 1— плавкие вставки; 2 — электродвнгатель; 3 — соедини­тельная полоса; 4 — трубчатый заземлитель

Принимаем расположение вертикальных заземлителей по контуру с рас­стоянием между смежными заземлителямн равным 2l. По табл. 3.2 и 3.3 [1] найдем действительные значения коэффициента использования hв  и hг , исхо­дя из принятой схемы размещения вертикальных заземлителей, hв  =0,66, hг =0,39.

Определяем необходимое число вертикальных заземлителей

 

п= Rв /([rз]hв )=48/(4 • 0,66)= 18 шт

Вычисляем общее расчетное сопротивление заземляющего устройства с учетом соединительной полосы

 

 

Правильно рассчитанное заземляющее устройство должно отвечать усло­вию R£ [rз]. Расчет выполнен верно, так как 3,76<4. Если R>[rз], то необ­ходимо увеличить число вертикальных заземлителей (электродов).

________

  1. Литература: Долин П. А. Справочник по технике безопасности.- М.:Энергия, 1982.-799 c.

 

 

Ещё пример расчёта заземления

 

3.Мероприятия по обеспечению электробезопасности при настройке и наладке лабораторного стенда.        

Мероприятия по обеспечению электробезопасности можно разделить на организационные, организационно-технические и технические.

3.1 Организационные мероприятия

         1. К обслуживанию действующих электроустановок допускать лиц, прошедших медицинский контроль.

         2. Обслуживающий электротехнический персонал должен изучить действующие ПУЭ, а также ПТЭ и ПТБ и знать приёмы освобождения пострадавшего от действия электрического тока.

         3. Ежегодно технический персонал должен проверяться на знание ПТБ, и при положительном результате проверки работникам выдаётся право работы на электроустановках с присвоением квалификационной группы по ТБ от II до V.

3.2 Организационно-технические мероприятия

         1. Наладка и настройка лабораторного стенда может производиться одним наладчиком, имеющим группу по ТБ не ниже IV, в присутствии вблизи налаживаемого оборудования второго лица, имеющего группу по ТБ не ниже III.

         2. Проведение наладочных работ допускается на участках, специально для этого предназначенных, а также в производственных помещениях, где разрабатывается и эксплуатируется оборудование.

         3. На каждом рабочем месте разрешается одновременно налаживать только одну единицу оборудования.

         4. Рабочий стол должен быть выполнен из диэлектрического материала, иметь полки для размещения контрольно-проверочной аппаратуры и оборудован отдельным электрощитом с общим выключателем, автоматической защитой от превышения потребляемого тока, шиной защитного заземления с винтовыми зажимами.

         5. Выявлять и устранять дефекты в монтаже, заменять радиодетали разрешается только после полного снятия напряжения с настраиваемого изделия.

3.3 Технические мероприятия

         1. Защита от прикосновения к токоведущим частям при наладке лабораторного стенда обеспечивается изоляцией проводов, несущих опасный ток под высоким напряжением.

         2. Защита от напряжения, появившегося на корпусах электроустановок в результате нарушения изоляции, обеспечивается с помощью защитного заземления и автоматического отключения питания при превышении тока потребления.

 

4.Расчёт заземления источника опорного напряжения(ИОН).

 ИОН

 

         Заземление – это целенаправленное электрическое соединение с землёй металлических нетоковедущих частей электрооборудования с целью перераспределения тока замыкания между низкоомным заземлителем и человеком обратно пропорцианально сопротивлениям.

         Задача расчёта группового заземления ИОН заключается в определении числа одиночных заземлителей, сопротивления контура заземления растеканию тока замыкания и схемы размещения электродов в грунте.

         1. В качестве одиночных заземлителей выбраны стержневые электроды с сопротивлением растеканию Rос = 6Ом и горизонтальный полосовой электрод с сопротивлением растеканию Rоп = 10Ом.

         2. Удельное объёмное сопротивление грунта для стержневого заземлителя при его заданных геометрических параметрах:

rизм.с =        = 22,9Ом´м,

при l1 = 3500мм, d = 35мм, t1 = 2000мм.

         3. Удельное объёмное сопротивление грунта для полосового заземлителя при его заданных геометрических параметрах:

rизм.п =  = 33,1Ом´м,

при l2 = 3500мм, b = 40мм, t2 = 800мм.

         4. С учётом коэффициента сезонности y расчётные значения удельного объёмного сопротивления грунта для стержневого и полосового заземлителей равны соответственно:

rрасч.с = rизм.с yс = 41,2 Ом´м, при yс = 1,8;

rрасч.п = rизм.п yп = 149 Ом´м, при yп = 4,5.

         5. Сопротивление одиночного стержневого заземлителя при расчётном значении удельного объёмного сопротивления грунта:

 =10,7Ом.

         6. Необходимое фактическое число одиночных стержневых заземлителей:

nсф = Roc / Rз.допhсф = 3шт,

где Rз.доп = 4Ом – наибольшее допустимое сопротивление заземляющего устройства (для установок до 1000В);

hсф = 0,80 – коэффициент использования стержневого заземлителя.

         7. Сопротивление трех одиночных стержневых заземлителей, не объединённых в один контур:

Rз1 = Roc / nсфhсф = 4,2Ом.

         8. Длина одиночной соединительной полосы для стержневых заземлителей, расположенных в ряд:

lоп = 1,05a ( nсф – 1 ) = 6,3 м,

где a = 3м – расстояние между заземлителями.

         9. Сопротивление одиночной полосы при расчётном значении удельного объёмного сопротивления грунта:

Rоп =  = 29,4Ом.

         10. Фактическое сопротивление соединительной полосы, объединяющей стержневые электроды в один контур:

Rпф = Roп / hп = 36,3Ом,

где hп = 0,81 – коэффициент использования соединительной полосы для трех  стержневых заземлителей длиной 3,0м.

         11. Общее сопротивление контура заземления из трех  стержневых электродов, соединённых полосой:

Rз = Rпф *Rз1/ (Rпф +Rз1 )= 3,76Ом £ Rз.доп = 4Ом.

12.Схема размещения электродов в грунте представлена на рисунке 1.

                                              5. Выводы

  1. Рассмотрены мероприятия по обеспечению электробезопасности на участке настройки СТЕНДА ЛАБОРАТОРНОГО.
  2.  Проведён выбор и расчёт заземления  ИОН.

 

 

                Литература

 

1. Константинова Л.А., Ларионов Н.М., Писеев В.М.

Методы и средства обеспечения безопасности технологических процессов на предприятиях электронной промышленности.

Учебное пособие по курсу «Охрана труда и окружающей среды».

М.: МИЭТ, 1990.

2. Каракеян В.И., Константинова Л.А., Писеев В.М.

Лабораторный практикум по курсу “Производственная и экологическая безопасность в микроэлектронике”.

Под ред. к.т.н., доц. Каракеяна В.И.

М.: МИЭТ, 1990.

3. Долин П.А.

Справочник по технике безопасности.

М.: Энергоатомиздат, 1984.

 

 

 

Электромонтажные работы, Электролаборатория, Аренда спецтехники , аренда оборудования