Практическая работа №3 Решение практических задач по организации заземления телекоммуникационного оборудования

Цель работы: научиться определять характеристики материалов заземлителя и заземляющей среды при проведении работ по заземлению, научиться разработать условия рекомендательного характера для практического применения

Теоретические сведения

Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством (ПУЭ 1.7.28).

Грунт является средой, имеющей свойство “впитывать” в себя электрический ток. Также он являться некоторой “общей” точкой в электросхеме, относительно которой воспринимается сигнал.

Заземляющее устройство — совокупность заземлителя/ заземлителей и заземляющих проводников (ПУЭ 1.7.19).

Это устройство/ схема, состоящее из заземлителя и заземляющего проводника, соединяющего этот заземлитель с заземляемой частью сети, электроустановки или оборудования. Может быть распределенным, т.е. состоять из нескольких взаимно удаленных заземлителей.

Заземлитель — проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с грунтом (ПУЭ 1.7.15).

Проводящая часть — это металлический (токопроводящий) элемент/ электрод любого профиля и конструкции (штырь, труба, полоса, пластина, сетка, ведро :-) и т.п.), находящийся в грунте и через который в него “стекает” электрический ток от электроустановки.

Расчетное удельное электрическое сопротивление грунта (Ом*м) - параметр, определяющий собой уровень "электропроводности" земли как проводника, то есть как хорошо будет растекаться в такой среде электрический ток от заземлителя.

Это измеряемая величина, зависящая от состава грунта, размеров и плотности прилегания друг к другу его частиц, влажности и температуры, концентрации в нем растворимых химических веществ (солей, кислотных и щелочных остатков).

Величины расчетного электрического удельного сопротивления грунта

Грунт	Удельное сопротивление Уд, (Ом*м)
Асфальт	3 200
Бетон	1 000
Вода	60
Вода морская	0,8
Вода прудовая	40
Глина	350
Песок	4 000
Торф	3 800
Чернозём	600
Щебень	3 000

Удельное сопротивление материала

Материал	Удельное сопротивление материала УдМ, (Ом*м)
Сталь	4800
Медь	360
Аллюминий	24

При вычислении сопротивления земли удельное сопротивление грунта считают неизменным, хотя это редко встречается в практике. Формулы сопротивления земли для систем электродов очень сложны и при этом зачастую позволяют вычислять сопротивление лишь приблизительно. Наиболее часто используется формула сопротивления заземления для случая одного электрода, полученная профессором Дуайтом (H. R. Dwight) из Массачусетского технологического института:

R = Уд/2πL·((УдМ·4L)-1)/r где R – сопротивление заземления штыря в Ом, L – глубина заземления электрода, r – радиус электрода, Уд - среднее удельное сопротивление грунта в Ом*м.

Влияние размера электродов: увеличение диаметра штыря уменьшает сопротивление заземления незначительно. Удвоение диаметра снижает сопротивление меньше, чем на 10%.

Влияние глубины залегания электродов: сопротивление заземления уменьшается с увеличением глубины. Теоретически при удвоении глубины сопротивление уменьшается на 40 %.

Конфигурация заземлителя (количество, длина, расположение электродов) зависит от требований, предъявляемых к нему, и способности грунта “впитывать” в себя электрический ток идущий/ “стекающий” от электроустановки через эти электроды.

1.1 ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК (ПУЭ)

Правила устройства электроустановок (ПУЭ) распространяются на вновь сооружаемые и реконструируемые электроустановки постоянного и переменного тока напряжением до 750 кВ.

 1.2 ГОСТ Р 50571.5.54-2013/МЭК 60364-5-54:2011

Электроустановки низковольтные. Часть 5-54. Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов

Настоящий стандарт устанавливает требования к заземляющим устройствам, защитным проводникам и защитным проводникам уравнивания потенциалов, используемым для обеспечения безопасности в электроустановках.

1.3 ГОСТ 12.1.030-81 с поправками от 2001 года. Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление

Стандарт распространяется на защитное заземление и зануление электроустановок постоянного и переменного тока частотой до 400 Гц и устанавливает требования по обеспечению электробезопасности с помощью защитного заземления, зануления.

Ход работы

1. Выбрать объект, относительно которого необходимо провести работы по заземлению.___________________________________________________________________

2. Определить тип грунта и значение электрического удельного сопротивления грунта._______________________________________________________________________

3. Определить материал заземлителя, при условии, что УдМ/1000должно быть  1/Уд _____________________________________________________________________

4. Определить характеристики материала, применяемого в качестве искусственных заземлителей (площадь соприкосновния заземляющего проводника с грунтом при условии, что SУд*44,8)________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Определить вероятность отказа материала заземления P=(1/УдМ)*100%_______

_____________________________________________________________________________

6. Определить вероятность отказа грунта заземления Р=(Уд/10⁴)*100%___________

_____________________________________________________________________________

7. При условии, что вероятность отказа грунта заземления Р20%, необходимо применить иной материал для повышения эффективности системы заземления

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Используя формулу R = Уд/2πL·((УдМ·4L)-1)/r, определить оптимальное значение глубины заземления электрода L, принимая значение радиуса электрода r=0,05

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

9. Согласно требованиям Правил устройства электроустановок (ПУЭ) (пункты 1.7.49-1.7.66) по организации заземления разработать условия рекомендательного характера для практического применения. Оформить результаты работы в виде инструкции.

Инструкция по организации работ проведения заземления

Контрольные вопросы

1. Что такое Заземлитель?

2. Что такое Естественный заземлитель?

3. Что такое Заземляющий проводник?

4. Что такое Заземляющее устройство?

5. Какие характеристики заземляющих элементов можете назвать?