Розрахунок захисного заземлюючого пристрою

Размещено на http:www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Харківська національна академія міського господарства

Курсова робота

з курсу «Охорона праці в галузі»

на тему:

«Розрахунок захисного заземлюючого пристрою»

Виконала:

ст. 5 курсу, ф-ту ЕОМ

гр. МСДС-1

Локуцовська О.Р.

Перевірив:

Сєріков Я. О.

Харків

2013

Зміст

1. Захисне заземлення. Загальні положення

1.1 Конструкція захисного заземлення

1.1.1 Виносне захисне заземлення

1.1.2 Контурне захисне заземлення

2. Розрахунок захисного заземлення

2.1 Вихідні дані

2.2 Порядок розрахунку

3. Список літератури

1.Захисне заземлення. Загальні положення

Захисне заземлення - це навмисне електричне з'єднання з землею або її еквівалентом металевих неструмоведучих частин електроустановки, що можуть опинитися під напругою в аварійних ситуаціях.

Мета захисного заземлення - усунення небезпеки ураження людини електричним струмом при появі напруги на корпусі або на інших неструмоведучих металевих частинах ЕУ, тобто при замиканні на корпус(наприклад, при пробої ізоляції).

Дія захисного заземлення полягає у зменшенні до безпечної величини сили струму, що проходить через тіло людини при її дотику до корпусу ЕУ, що опинився під напругою. Це досягається зменшенням потенціалу корпусу заземленого устаткування. заземлення напруга захисний

Принципова схема захисного заземлення показана на рис.1:

Рисунок 1 - Принципова схема захисного заземлення

1 - електроустаткування, що заземлюється;

2 - заземлювач захисного заземлення;

R_з, R_h - опір захисного заземлення і тіла людини відповідно, Ом;

I_з - струм замикання, А;

I_h - струм крізь тіло людини, mA;

Z_A, Z_B, Z_C - повний опір ізоляції фаз.

Захисне заземлення електроустановок застосовують у мережах напругою до 1000 В з ізольованою нейтраллю і в мережах напругою вище 1000 В з будь-яким режимом нейтралі.

Захисний заземлюючий пристрій складається із сукупності заземлювача і провідників, що заземлюють. Заземлювач являє собою провідник або систему з'єднаних між собою металевих провідників, що знаходяться в безпосередньому контакті з землею. Провідник, що заземлює - це металевий провідник, що з'єднує частини електричної установки, які заземлюються, з заземлювачем.

Для заземлення електроустановок використовують природні й штучні заземлювачі. Природними заземлювачами можуть бути металеві конструкції будинків, трубопроводи й устаткування, що мають надійне з'єднання з землею.

Трубопроводи пальних рідин, газів, а також трубопроводи, вкриті ізоляцією, наприклад, для захисту від корозії, використовувати в якості заземлювачів забороняється.

В якості штучних заземлювачів, як правило, використовують металеві труби діаметром 35…50 мм, кутову сталь з шириною полиць не менше 40 мм, довжиною 2,5…3,5м, які з'єднуються між собою на глибині не менше 0,5 м від поверхні землі металевими смугами перерізом не менше 48 мм². У такий спосіб створюється єдина конструкція захисного заземлюючого пристрою.

Провідники, що заземлюють, прокладають на конструкціях будинків відкрито, в легко доступних для огляду місцях. Такі провідники повинні мати відмітне фарбування: на зеленому фоні жовті смуги. До устаткування заземлюючі провідники приєднують зварюванням або болтами, а до заземлювача (під землею) - тільки зварюванням.

1.1 Конструкція захисного заземлення

Захисне заземлення може застосовуватись як для одиничних, так і для комплексу ЕУ, розміщених на одній площадці (наприклад, підстанція). Реалізація захисного заземлення в цих випадках розрізняється.

За розташуванням заземлювачів відносно корпусів ЕУ, що заземлюються, захисні заземлення поділяються на виносні й контурні.

1.1.1 Виносне захисне заземлення

Виносне захисне заземлення застосовується для одиничних ЕУ.

При реалізації використовується той ефект, що різниця потенціалів в області замикання на землю розповсюджується не далі 20 м від точки замикання. Тобто для забезпечення безпеки людини (виключення потрапляння його під крокову напругу і напругу дотику) заземлювач розташовують на деякому видаленні (не менше 20 м) від устаткування, що заземлюється.

В цьому випадку потенціальна крива формуватиметься не в області розташування ЕУ, а в місці розташування заземлювача.

1.1.2 Контурне захисне заземлення

При контурному захисному заземленні заземлювачі розташовують у вигляді контуру по площі, на якій розташовані ЕУ, що заземлюються; вертикальні електроди розташовуються на певній відстані один від одного і з'єднуються між собою під землею.

За умови, що кожна ЕУ має свій одиничний заземлювач, при аварії потенційна крива формуватиметься як у випадку одиничного заземлювача, тобто безпека людини забезпечуватися не буде. Тому заземлювачі кожної ЕУ з'єднуються в контур. При цьому потенційна крива формуватиметься на кожному з заземлювачів.

В результаті дії ефекту накладання потенціалів в області розташування ЕУ буде діяти величина U_{кроку з.} При цьому загальний потенціал буде дуже високим і дорівнюватиме U_{кроку max.}

2. Розрахунок захисного заземлення

Мета розрахунку - визначення основних конструктивних параметрів заземлення (кількості, розмірів, порядку розміщення вертикальних електродів та довжини з'єднувальної смуги, що об'єднує їх в груповий заземлювач), при яких опір запроектованого штучного захисного заземлювача (R_з) не перевищить нормативного значення (R_н).

2.1 Вихідні дані

1. Розміри площі, на якій розташована електроустановка: 80Ч80, м²;

2. Значення номінального опору захисного заземлювача: R_н =1.5 Ом;

3. Параметри вертикального електроду:

-Довжина l_В = 8 м,

4. Питомий опір ґрунту:

- верхнього шару ₁=200 Ом·м

-нижнього шару ₂=180 Ом·м;

5. Товщина верхнього шару ґрунту: h₁=1 м.

6.Глибина занурення в землю: t=0.5 м.

2.2 Порядок розрахунку

Складаємо попередню схему захисного заземлення, прийнявши його контурний тип, тобто у вигляді сітки з горизонтальної полоси та вертикальних електродів (рис. 2.2.1). Таку схему складають з урахуванням розташування обладнання електроустановки. За попередньою схемою визначаємо сумарну довжину горизонтальної з'єднувальної полоси (L_п) і кількість вертикальних електродів (n). Далі складаємо розрахункову модель заземлювача у вигляді квадратної сітки площею S, м² (рис. 2.2.2).

Довжину однієї її сторони обчислюмо за формулою:

, (2.2.1)

де А та В - довжина і ширина сторін площі, на якій розташована ЕУ

=80 (м)

Обчислюємо кількість клітин по одній стороні моделі захисного заземлюючого пристрою за такою формулою:

, (2.2.2)

де L_г - сумарна довжина горизонтальних електродів

=8

Рис. 2.2.1. Попередня схема захисного заземлення: 1 - місце розташування силових трансформаторів; А, В - ширина і довжина площі, на якій встановлені електричні установки; С, Д - ширина і довжина клітини сітки захисного заземлення

Уточнюємо сумарну довжину горизонтальних електродів:

, (2.2.3)

де m -- кількість клітин по одній стороні моделі захисного заземлюючого пристрою

=1440 (м)

Визначаємо довжину сторони однієї клітини в моделі:

(2.2.4)

Рис. 2.2.2. Розрахункова модель захизного заземлюючого пристрою: - розмір сторони моделі; в - розмір сторони клітини

=10 (м)

Обчислюємо відстань між вертикальними електродами:

, (2.2.5)

де n - кількість вертикальних електродів

Приймемо кількість вертикальних електродів n=81, тоді

=3,95 (м)

Обчислюємо сумарну довжину вертикальних електродів:

, (2.2.6)

де l_В - довжина вертикального електроду

=648 (м)

При цьому відносну глибину занурення в землю вертикальних електродів визначаємо за формулою:

, (2.2.7)

де t - відстань від поверхні ґрунту до середини ширини горизонтальної смуги

?0,106

Відносну довжину вертикальних електродів розраховуємо за допомогою наступної формули:

,(2.2.8)

де h₁ - товщина верхнього шару ґрунту

=0,0625

Розрахунковий еквівалентний питомий опір грунту (_э) знаходимо за такою формулою:

, (2.2.9)

де ₁ - питомий опір верхнього шару ґрунту,

₂ - питомий опір нижнього шару ґрунту

Знаходимо величину .

==1,11

Якщо виконується умова 1 ₁/₂ 10, то значення k необхідно визначати за формулою:

(2.2.10)

1 1,1110, тобто умова виконується. Визначаємо параметр k:

=-0,015

Отже розрахунковий еквівалентний питомий опір грунту становить:

=179,81 (Ом·м)

Обчислюємо розрахунковий опір R_з запроектованого штучного захисного заземлювача:

, (2.2.11)

де А = 0,38 - 0,25 ·; при 0,1 0,5;

0,1 0,106 0,5, тобто розраховуємо А за вищезазначеним співвідношенням:

А = 0,38 - 0,25 0,106=0,3535

=0,88 (Ом)

Отримане значення R_з повинне задовольняти наступній умові:

R_з? R_н (2.2.12)

0,88?1,5,

Тобто опір запроектованого штучного захисного заземлювача (R_з) не перевищує нормативного значення (R_н),задовольняє умові (2.2.12).

Розрахунок виконаний вірно.

Розраховані параметри захисного заземлюючого пристрою приведені в таблиці 2.2.1

Таблиця 2.2.1 - Розраховані параметри захисного заземлюючого пристрою

Висновок: в процесі виконання розрахунку були визначені основні конструктивні параметри заземлення. При цьому опір запроектованого штучного захисного заземлювача (R_з) не перевищує нормативного значення (R_н), отже розрахунок виконаний вірно.

3. Список літератури

1. Я.О. Сєріков. Основи охорони праці: Навчальний посібник для студентів вищих закладів освіти. - Харків, ХНАМГ, 2007. - 227 с.

2. Охрана труда в электроустановках. Под ред. проф. Б.А. Князевского. Учебник для вузов. Издание 2-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1977

3. Батлук В.А., Гогіташвілі Г.Г., Уваров Р.В., Смердова Т.А. Охорона праці в галузі. Навч.посіб. - Львів: Афіша, 2003. - 320 с.

4.П.А.Долин Основы техники безопасности в электроустановках : Учеб.пособие для вузов. - М.: Энергия, 1979 - 408 с.

Размещено на Allbest.ru