Расчет заземления устройства

Требуется рассчитать заземляющее устройство для заземления электродвигателя с напряжением U=380В в трехфазной сети с изолированной нейтрально при следующих исходных данных:

Грунт – суглинок с удельным электросопротивлением ρ=100 Ом.м. в качестве заземлителей приняты стальные трубы диаметром d=0,08 м и l=2,5м располагаемые вертикально и на стальной полосой 40х4 мм. Мощность электродвигателя U=15 кВт, n=3000 мин-1. Мощность трансформатора принята 170 кВ.м, требуемая по нормам допускаемое сопротивление заземляющего устройства "rз"≤ 4 Ом.

Принимаем схему заземления электродвигателя.

Рис 9.1 Принципиальная схема защитного заземления.

ПП- пробивной предохранитель;

Rз- заземляющее устройство;

Rиз- сопротивление изоляции;

Uпр- напряжение прикосновения;

Iз- ток замыкания на землю

Iчел- ток замыкания протекающий на человека;

1- плавкие вставки;

2- электродвигатель.

Определяем сопротивление единичного вертикального заземлителя до поверхности грунта, м.

,

где t- расстояние от заземлителя до поверхности грунта, м.

l ,d- длинна и диаметр стержневого заземлителя, м.

Расчетное удельное сопротивление грунта ρрасч= ρ.φ, где φ- коэффициент учитывающий возможность повышения сопротивления грунта в течении года. Принимаем φ=1,7.

Тогда ρрасч=100 .1,7=170 Ом .м

Ом

Определяем сопротивление стальной полосы, соединяющей стержневые заземлители

Rп=(ρрасч/2nl).ln(l2dt), Ом;

l- длинна полосы, м;

t- расстояние от полосы до поверхности земли, м;

d=0,5b, (b-ширина полосы).

Определяем расчетное удельное сопротивление грунта. ρрасч при использовании соединительной полосы в виде горизонтального электрода длиной 50 м. При длине полосы в 50м φ'=5,9. Тогда ρ'расч= ρ.φ'=100 .5,9=5900 Ом.м.

Ом

Определяем ориентировочно число n одиночных стержневых заземлителей по формуле

n=Rb[rз].ηв=48/4.1=12 шт,

где [rз]- допустимое по нормам сопротивление заземляющего устройства; ηв- коэффициент использования вертикальных заземлителей (для ориентировочного расчета принимаем равным 1).

Грунт суглинок с удельным электросопротивлением ρ=100 Ом.м . В качестве заземлителей приняты стальные трубы d=0,08м и l=2,5 м расположенные вертикально. Принимаем расположение вертикальных заземлителей по контуру с расстоянием между смежными заземлителями равным 2l. Исходя из принятой схемы размещения вертикальных заземлителей ηв=0,66, ηr=0,39.

Определяем необходимое число вертикальных заземлителей:

штук

Вычисляем общее расчетное сопротивление заземляющего устройства R с учетом соединительной полосы.

Ом.

Правильно рассчитанные заземляющие устройства должны отвечать условию R<[rз]. Расчет выполнен верно, т. к. 3,76<4.

Устройство заземления

Рис 9.2 Устройства заземления

а – схема заземления; б – расположение одиночного заземлителя; 1 – плавкие вставки; 2 – электродвигатель; 3 - соединительная полоса; 4 – стержневой заземлитель.