7.2 Классификация помещения по опасности поражения электрическим током
Электрооборудование ВЦ в основном относится к установкам напряжением до 1000В, исключение составляют лишь экранные пульты, дисплеи, электронно-лучевые трубки которых имеют напряжение в несколько киловольт.
Окружающая среда помещения, в котором находится оборудование ВЦ, воздействует на электрическую изоляцию приборов, устройств, электрическое сопротивление тела человека и может создавать условия для поражения обслуживающего персонала электрическим током. В этом отношении различают производственные помещения с повышенной опасностью, особо опасные и без повышенной опасности.
К помещениям с повышенной опасностью относят помещения, характеризующиеся наличием в них одного из условий: относительная влажность воздуха длительно превышает 75% (сырое помещение); имеется токопроводящая пыль; повышенная температура воздуха (выше +35С); возможность одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлическим конструкциям зданий, с одной стороны, и к металлическим корпусам электроустановок или токоведущим частям, с другой; токопроводящие полы.
Особо опасными являются помещения, имеющие повышенную влажность, так называемые особо сырые помещения, в которых относительная влажность воздуха близка к 100% (потолок, стены, оборудование покрыты влагой), или содержащие постоянно химически активную среду, которая разрушает изоляцию электрооборудования, а также помещения, в которых возможно одновременное действие двух условий, определяющих помещение с повышенной опасностью.
В данном случае проектируемый объект относится к помещениям без повышенной опасности, т.к. в нем отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность.
7.3 Меры электробезопасности, используемые в проекте
Известно, что применение только одних организационных и технических мероприятий по предупреждению поражения электрическим током не может в полной мере обеспечить необходимую электробезопасность при эксплуатации электроустановок. Существует ряд технических средств защиты от поражения электрическим током. К таким средствам относятся защитное заземление, защитное зануление, выравнивание потенциалов, защитное отключение, электрическое разделение сети, двойная изоляция и т.д.
В данном проекте в качестве средства защиты от поражения электрическим током было выбрано защитное заземление.
Защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Под защитным заземлением понимают совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Различают искусственные и естественные заземлители. В качестве естественных заземлителей используют стальные трубопроводы, металлические оболочки кабелей, железобетонные фундаменты и т.д. Искусственные же выполняются из горизонтальных или вертикальных проводников.
7.4 Расчет группового заземлителя в однородной земле
Вид заземлителя – вертикальный уголковый у поверхности земли, длиной (l) – 2,5 м, ширина полки (b) – 25 мм, измеренное удельное сопротивление грунта (ρизм) - 50 Ом·м.
Расчет заземлителей, расположенных в ряд, заключается в следующей последовательности шагов:
Вычисление сопротивления одиночного заземления:
R = ρрасч/(2·п·l)·ln(4·l/(0.95·b))
где ρрасч = ρизм · Ψ,
Ψ – сезонный коэффициент, определяемый из справочной литературы.
В данном случае для II климатической зоны и стержневого вертикального электрода коэффициент Ψ=1.7.
ρрасч = 50·1.7 = 85 Ом·м
R = 85/(2·3.14·2.5)·ln(4·2.5/(0.95·0.025)) = 39.89 Ом.
В соответствии с ПУЭ нормированное значение сопротивления заземлителя RН = 4 Ом, т.к. напряжение питания не превосходит 1кВ. Тогда будет выполняться неравенство RЗ > RН .
Найдем минимальное количество n1 параллельно расположенных заземлителей:
n1 = RЗ/RН = 39.89/4 = 10.
Количество расположенных в ряд заземлителей n1 = 10. Далее по справочным данным определяется коэффициент использования параллельно расположенных заземлителей η. Учитывая, что заземлители вертикальные, расположенные в ряд, и отношение расстояния между электродами к их длине равно 1, η = 0.59.
Тогда количество параллельных заземлителей n будет вычислено по следующей формуле:
n = RЗ/(RН·η) = 39.89/(4·0.59) = 17.
Для 17 вертикальных заземлителей, расположенных в ряд, коэффициент использования параллельно расположенных заземлителей η=0.51.
Количество параллельных заземлителей n равно 17. Рассмотрим схему их расположения на рисунке 1.
Рисунок 1 – Схема расположения параллельных заземлителей
С учетом схемы размещения заземлителя в грунте рассчитываем длину горизонтальной полосы L = 5 ·16 = 80 м и сопротивление RГ:
RГ = (ρизм·3)/(п·l)·ln(2·L/(0.5·b)) = 150/(3.14·80)·ln(2·80/(0.5·0,025)) = 5.64 Ом.
Определяем по таблице коэффициент использования горизонтальной полосы. Исходя из того, что количество заземлителей равно 17 , а отношение C/l = 1 и электроды размещены в ряд, ηГ = 0.52.
Рассчитаем результирующее сопротивление R как параллельное соединение всех вертикальных электродов с соединительной полосой с учетом коэффициентов экранирования:
R = RЗ·RГ/(RГ·n·η+RЗ·ηГ) =39.89·5.64/(5.64·17·0.51+39.89·0.52) = 3.23 Ом.
Общее сопротивление не должно превышать 4 Ом. Это условие выполнено. Следовательно, заземление спроектировано правильно. Для заземления необходимо 17 уголковых заземлителей, расположенных в ряд.