КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГРУНТОВ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Филиал «Тобольский индустриальный институт»

Кафедра электроэнергетики

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по устройству и расчету защитных заземлений электроустановок

для студентов специальности

140211 (100400) «Электроснабжение»

всех форм обучения

Председатель РИС Зам.директора ИНиГ по учебно-методической работе

__________Пашкин Д.А. _________________Попова Н.А.

«___»_____________200___г.

Подписи и контактные Зав. кафедрой

Телефоны авторов «Электроэнергетика»

__________Бузинов О.А. ________________Смирнов С.И.

тел. 4-21-59 Протокол №

__________Попова Н.А Председатель учебно-

тел. методического совета ИНтГ

_________________Попова Н.А.

«___»_____________200___г.

Тобольск 2006

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Филиал «Тобольский индустриальный институт»

Кафедра электроэнергетики

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по устройству и расчету защитных заземлений электроустановок

для студентов специальности

140211 (100400) «Электроснабжение»

всех форм обучения

Тобольск 2006

Утверждено редакционно-издательским советом

Тюменского государственного нефтегазового университета

Составители: кандидат технических наук, доцент Бузинов О.А.

кандидат педагогических наук, доцент Попова Н.А.

Ó государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Тюменский государственный нефтегазовый университет»

Тобольск 2006 г.

ВВЕДЕНИЕ

Настоящие методические указания являются составной частью методических указаний по дипломному проектированию, разработанных на кафедрах электроэнергетики ТюмГНГУ и ТИИ ТюмГНГУ. Они имеют цель помочь дипломнику с использованием специальной и нормативной литературы разработать раздел дипломного проекта по охране труда (электробезопасность). Рассматриваемые в методических указаниях вопросы относятся к защитному заземлению. Приводимые нормы соответствуют «Правилам устройства электроустановок» (7-е изд.) и международным стандартам МЭК-364 «Электроустановки зданий». Приведенная методика расчета относится к простым по устройству заземляющим устройствам. Если возникает необходимость рассчитать сложные заземляющие устройства, с использованием строительных конструкций зданий и сооружений, то дипломнику необходимо использовать специальную литературу, например [2]. Устройство рабочего молниезащитного заземления имеет ряд особенностей и рассмотрено в методических указаниях по молниезащите.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Заземлением называется преднамеренное электрическое соединение какой - либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.

По назначению заземления подразделяется на защитные и рабочие.

Защитное заземление – заземление выполняемое с целью обеспечения электробезопасности.

Рабочее (функциональное) заземление предназначено для обеспечения работы электроустановки (ЭУ) в нормальных или аварийных режимах, например, заземление ограничителя перенапряжения.

При возникновении условий функционирования заземления происходит стекание тока в землю через заземляющее устройство (ЗУ).

ЗУ состоит из заземлителей и заземляющих проводников.

Заземлитель – проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду.

Заземляющий проводник – проводник, соединяющий заземляемую часть (точку) с заземлителем.

Требования к устройству заземляющих проводников детально изложены в [1], и не требуется их доработка в зависимости от специфики заземляемой установки или условий использования.

Вопросы использования заземлителей специфичны практически для каждой заземляемой установки и могут быть оптимально решены только на основе расчетов с учетом ряда факторов, присущих этой установке (свойств грунтов, природно-климатических условий и др.).

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГРУНТОВ

Материальные и финансовые затраты на выполнение ЗУ зависят от электропроводящих свойств и от коррозийной активности грунтов в месте размещения заземлителей.

Известно, что земля не является однородной, а имеет слоистое строение. Слои земли расположены практически горизонтально и представляют собой грунты различного рода с разным минеральным составом, структурой, пористостью, плотностью, разным содержанием влаги, солей и пр.

Электропроводящие свойства грунтов характеризуются их удельным сопротивлением , т.е. сопротивлением куба грунта с ребром в 1м. Единицей измерения является «Ом на метр» (Ом∙м). Удельные электрические сопротивления грунтов зависят от многих факторов (влажности, температуры, глубины залегания и др.), и их значения колеблются в широких пределах. В табл.2.1 приведены обобщенные данные по расчетным значениям при частоте 50-60 Гц грунтов верхнего слоя земли (мощность не более 50м), [2].

Таблица 2.1

Рекомендуемые расчетные значения удельного электрического сопротивления талых грунтов.

Грунты	, Ом∙м
Песок: сильно увлажненный грунтовыми водами умеренно увлажненный влажный слегла влажный сухой Суглинок: сильно увлажненный грунтовыми водами влажный Глина Торф Солончаки Щебень: сухой мокрый Дресва Гранит	10-60 60-130 130-400 400-1500 1500-4200   10-60 60-100 20-60 10-50 15-25   >5000 >3000

При проектировании необходимо в качестве расчетного принимать наибольшее возможное в течение года значение грунтов в месте расположения заземлителей. Более достоверные значения получаются при использовании данных по исследованию удельных сопротивлений и других характеристик грунтов конкретных регионов.

В большинстве случаев заземлители располагаются в неоднородной земле, т.е. в земле, удельные электрические сопротивления в разных точках которой разные. Чаще всего земля в месте расположения заземлителей имеет два слоя. Толщина (мощность) верхнего слоя равна мощности слоя сезонных изменений. Этот слой подвержен воздействию погодных условий, и значения его удельного сопротивления имеют значительные сезонные колебания. На второй слой погодные условия практически не воздействуют, и удельное сопротивление его считают неизмененным в течение года.

Если учитывается неоднородность земли, то в формулах табл.3.1 заменяется на _э- эквивалентное сопротивление земли.

Эквивалентное удельное сопротивление двухслойной земли для одиночного заземлителя (электрода) рассчитывается как эквивалентное сопротивление двух участков электрода, размещенных в разных слоях и соединенных параллельно. Например, для вертикального стержневого электрода длинной l, расположенного в двухслойной земле, оно определяется по формуле, [3]

, (2.1)

где и - длины частей электрода, находящихся соответственно в первом и втором слоях земли;

и - удельные электрические сопротивления этих слоев.

Вода в составе грунта при отрицательных температурах замерзает, а при положительных испаряется. В результате, как в первом, так и во втором случае удельное сопротивление грунта возрастает. Степень увеличения зависит от влажности земли и температуры наружного воздуха, т.е. от погодных условий в районе расположения объекта и меняется в течение года. Измерения и сопротивления заземляющих устройств обычно проводят в теплое время года. Поэтому измеренные значения будут отличаться от тех, которые будут иметь место в неблагоприятных погодных условиях.

Значения при неблагоприятных погодных условиях принимаются за расчетные.

Расчетные значения _расч определяются путем умножения значения измеренного _изм на коэффициент сезонности ψ, величина которого зависит от влажности земли и климатической зоны расположения заземляющего устройства:

_расч = ψ ∙ _изм.

Характеристика климатических зон России привидена в табл.2.2, а значения ψ выбираются в зависимости от климатической зоны и влажности земли из табл.2.3.

Таблица 2.2

Характеристики климатических зон.

Таблица 2.3.

Значения коэффициентов сезонности ψ

ЗАЗЕМЛИТЕЛИ

Заземлители по исполнению подразделяются на одиночные и групповые, по назначению - на искусственные и естественные.

Поиск по сайту: