12. Розрахунок заземлення цехової підстанції.

При контурному заземлюючому пристрої електроди розміщують по периметру майданчика на якому знаходиться заземлене устаткування.

В відкритих електроустановках корпуса під’єднують безпосередньо до заземлювача проводами.

В будівлях прокладається магістраль заземлення до якої підєднують заземлюючі проводи. Магістраль з’єднують з заземлювачем не менше ніж у двох місцях.

В якості заземлювачів в першу чергу необхідно використати природні заземлювачі у вигляді прокладених під землею металевих комунікацій (за винятком трубопроводів для горючих і вибухових речовин, труб теплотрас), металевих конструкцій будівель з’єднаних з землею, свинцевих оболонок кабелів, обсадних труб артезіанських колодязів.

В якості природних заземлювачів підстанцій і РП рекомендується використовувати заземлювачі опор повітряних ліній електропередачі, з’єднаних з заземлюючим пристроєм підстанції або РП за допомогою грозозахисних пристроїв ліній.

Якщо опір природних заземлювачів задовольняє норми то штучних заземлювачів не треба.

В якості природних заземлювачів використовуються кутник розміром 50×50; 60×60; 75×75 з товщиною стінки не менше 4 мм, довжиною 2,5-3 мм.

Сталеві труб: діаметром 50-60 мм з товщиною стінки не менше 3,5 мм, пруткова сталь не менше 10 мм.

Заземлювачі забивають в ряд або по контуру на певну глибину, щоб до поверхні землі залишалось 0,5-0,8 м. Відстань між ними повинна бути не менше 2,5-3,5 м.

Для з’єднання вертикальних заземлювачів використовують сталеві полоси товщиною не менше 4 мм і перерізом не менше 48 мм² або провід діаметром не менше 6мм.

Магістральні заземлення всередині будинків виконують полосою перерізом не менше 100 мм². Відгалуження від магістралі до електроустановок виконують сталевою полосою не менше 100 мм² або круглою сталлю не менше 5мм.

Розрахунок заземлення методом коефіцієнтів використання виконують наступним чином:

1) У відповідності з ПБЕУ встановлюють необхідний опір заземлення:

R_з = 250 / I_з <10 Ом

R_з = 4 Ом

I_з – розрахунковий струм замикання на землю,

Який можна визначити якщо відома довжина електрично зв’язаних кабельних ліній в км, повітряних ліній і напруги мережі:

I_з = (U_н × (35 × l_к ) 350

2) Визначають опір природних заземлювачів R_п :

R_п = 11 Ом

3) Опір розтікання штучного заземлення:

R_ш = (R_з × R_п) / (R_п – R_з )

R_ш = (4 ×11) / (11– 4) = 6 ,28 Ом

4) Визначають розрахунковий питомий опір ґрунту:

ρ = 100 Ом × м

k_c = 1,45 – коефіцієнт сезонності

ρ_р = 100 × 1,45 = 145 Ом × м

5) Визначають попередньо конфігурацію заземлюючого пристрою, по плану заземлюючого пристрою визначають попереднє число вертикальних заземлювачів.

В якості штучного заземлювача застосовують вертикальні заземлювачі довжиною 5м і діаметром Ø12 мм на відстані 5м один від одного. Стальна полоса 25×4 мм на глибині 0,7м, яка з’єднана з стержнем.

6) Визначають опір одного вертикального заземлювача.

Опір стержня визначають по формулі:

r_ст = 0.27 × ρ_р

ρ_р = k _сез × ρ

r_ст = 0,27 × ρ_р = 0,27 × 145 = 39,15

7) Визначають число вертикальних заземлювачів:

n_в = r_ст / (R_ш × η_в)

Попередньо приймаємо кількість стержнів n = 10, тоді по табл. (№65 л.1):

η_в – коефіцієнт використання вертикальних заземлювачів, який залежить від відстані заземлення їх довжини і кількості.

η_в = 0,75

n_в = 39,15 / (6,28 × 0,75) = 8,3

n_в = 8; η_вʹ= 0,77 – уточнене значення

8) Визначаємо опір горизонтальних заземлювачів:

r_г = (0,366 × ρ_р / l) × lg( l² / ( b × tʹ ))

l = 40

b = 25 × 10^-3 м.

tʹ = 0,7 м.

r_г = (0,366 × 145 / 40) × lg(40² / (0,025 × 0,7 )) = 1,32 × lg(1600 / 0,0175) =

= 1,32 × 4,96 = 6,547 Ом

R_г = = 6,547 / 0,35 = 18,7, де - коефіцієнт використання вертикальних заземлювачів по табл. 6.5, літ. № 10.

9) Визначають необхідний опір вертикальних заземлювачів з урахуванням використання з’єднувальної полоси:

R_в = (R_г × R_з) / (R_г – R_з)

R_в = (18,7 × 4) / (18,7 – 4) = 74,8 / 14,7 = 5,08 Ом

10) Визначають уточнену кількість вертикальних заземлювачів:

n = r_ст / (η_в × R_в)

n = 39,15 / (0,77 × 5,08) = 10