МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РФ
МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Кафедра охраны труда
РАСЧЕТ И КОНТРОЛЬ ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ
Методические указания к учебно-исследовательской лабораторной работе № 13
Москва — 1992
МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РФ
МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА
И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Кафедра охраны труда
Утверждено
редакционно-издательским
советом института
РАСЧЕТ И КОНТРОЛЬ ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ
Методические указания к учебно-исследовательской лабораторной работе № 13
по дисциплине «ОХРАНА ТРУДА»
Москва— 1992
Учитывая, что 
и 
, можно допустить: 
.Тогда ток, протекающий через тело человека, определится выражением
.
Таким образом, три Rч = const (в расчетах принимается Rч= 1000 Ом) величина тока, проходящего через тело человека, всецело зависит от R3 и RI. Причем, чем меньше R3, тем меньше опасность поражения электрическим током.
Наибольшие допустимые значения R3, установленные «Правилами устройства электроустановок» [1], приведены и табл. 1.
Защитное заземление эффективно только в тех случаях, когда ток замыкания на землю, не увеличивается с уменьшением сопротивления заземлителя. Это возможно в сетях любого напряжения с изолированной нейтралью, где при замыкании
Таблица 1
Допустимые значения сопротивления заземляющих устройств
Характеристика электроустановок | Наибольшие допустимые значения сопротивления R3, Ом |
Электроустановки напряжением выше 1000В с эффективно заземленной нейтралью Электроустановки напряжением выше 1000В сети с изолированной нейтралью При одновременном использовании заземлителя для электроустановок до выше 1000Всети с изолированной нейтралью Электроустановки напряжением до1000В сети с изолированной нейтралью То же, при суммарной мощности питающих генераторов или трансформаторов не более 100 кВА |
|
Примечание: в грунтах с удельным сопротивлением 
нормируемое сопротивление заземляющего устройства увеличивается в ρ/100 раз.
фазного провода на заземленный корпус электроустановки величина тока замыкания будет определяться только сопротивлением изоляции фаз относительно земли, так как их величина много больше сопротивления заземляющего устройства.
В сетях напряжением выше 1000В с заземленной нейтралью замыкание на заземленный корпус приводит к срабатыванию максимальной токовой защиты. В таких сетях защитное заземление выполняют в виде заземляющих сеток, что обеспечивает выравнивание потенциалов на поверхности земли.
В сетях с заземленной нейтралью напряжением до 1000 В защитное заземление неэффективно, так как ток замыкамия на землю оказывается здесь недостаточным для срабатывания максимальной токовой защиты. и с уменьшением сопротивления заземлителя возрастает. В таких сетях защита от замыкания фазы на корпус достигается устройством зануления.
Таким образом, защитное заземление применяется в сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и в сетях напряжением выше 1000 В как с изолированной, так и заземленной нейтралью.
Согласно ГОСТ 12.1.030—81 защитному заземлению подлежат электроустановки:
1) при номинальном напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока — во всех случаях;
2) при номинальном напряжении от 42 до 380 В переменного тока и от 110 до 440 В постоянного тока — при работах в условиях с повышенной опасностью и особо опасных;
3) независимо от величины 'напряжения питания — во взрывоопасных помещениях.
Заземляющее устройство состоит из заземляющих проводников и заземлитслей.
Заземляющие проводники электрически связывают металлические корпуса заземляемых частей электроустановка с заземлителем. В качестве заземляющих проводников могут быть использованы:
специально предусмотренные для этой цели проводники;
металлические конструкции зданий (фермы, колонны и т. п.);
арматура железобетонных строительных конструкций и фундаментов;
Тип заземлителя | Схема | Расчетная формула | Условия применения |
Трубчатый или стержневой у поверхности земли |
|
|
Для уголка шириной bу принимается d=0,95 bу |
То же, в земле |
|
|
|
Протяженная полоса или круглая стель на поверхности земли |
|
|
Для полосы шириной bп принимается d=0,5 bп |
Протяженная горизонтальная полоса в земле |
|
|
|
Таблица 2
Формулы для вычисления сопротивления растеканию одиночных заземлителей
Примечание: все размеры даны в м, ρ - Ом∙м; R - Ом.
металлические конструкции производственного назначения (подкрановые пути, шахты лифтов и подъемников, обрамление каналов и т. п.);
стальные трубы электропроводок;
алюминиевые оболочки кабелей.
Заземляющие проводники специального назначения прокладываются по конструкциям зданий открыто, в легко доступных для осмотра местах; к оборудованию они присоединяются сваркой или болтами, а к заземлителю (под землей) — только сваркой.
Заземлитель — это металлический проводник или группа проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей. Различают искусственные и естественные заземлители.
Искусственные заземлители предназначаются исключительно для целей заземления и выполняются в виде вертикально погруженных стальных труб, уголков, стержней, сваренных по верхним концам горизонтальной соединительной полосой.
В агрессивных почвах, где заземлители подвергаются усиленной коррозии, их выполняют из меди, омедненного или оцинкованного металла. Обычно длина вертикальных электродов составляет 2,5—4,0 м.
Однако в плохо проводящих грунтах часто приходится устраивать глубинные заземлители — стальные стержни длиной 10—12 м in более, которые позволяют достигнуть слоев земли с хорошей проводимостью. Такие заземлители применяются, в частности в песчаных грунтах.
Естественные заземлители — это находящиеся в земле металлические предметы иного назначения. Из соображений экономии металла их следует максимально использовать.
Естественными заземлителями могут служить:
проложенные в земле водопроводы и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывчатых газов или смесей;
обсадные трубы скважин;
подземные металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений;
свинцовые оболочки проложенных в земле кабелей (алюминиевые оболочки использовать не допускается, так как алюминий в почве окисляется, а окись алюминия является изоляцией);
рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами.
РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
Расчет защитного заземления имеет целью определить основные параметры заземления — число, размеры и размещение вертикальных электродов, а также длину горизонтальных соединительных шин, при которых общее сопротивление растеканию тока не превысит регламентированных ПУЭ значений.
Омическое сопротивление заземляющего устройства складывается из сопротивления заземляющих проводников, заземлителя и переходного сопротивления между заземлителем .и грунтом (или сопротивления растеканию).
Два первых слагаемых по сравнению с третьим пренебрежимо малы и в расчетах не учитываются.
Сопротивление растеканию зависит от размеров зазем-литслей, глубины их заложения, удельного сопротивления почвы, размещения и числа одиночных заземлителей в групповом.
Сопротивление растеканию одиночных заземлителей наиболее распространенных форм рассчитывается по формулам, приведенным в табл. 2.
В этих формулах ρ — расчетное удельное сопротивление грунта, т. е. сопротивление куба грунта с ребром длиной 1 м. Удельное сопротивление ρ имеет размерность (Ом • м).
Значение р земли колеблется в широких пределах: от десятка Ом-м до десятков тысяч Ом • м и зависит от многих факторов: влажности грунта, его состава и структуры, степени уплотненности, а также от времени года.
Род грунта непосредственно не оказывает влияния на его удельное сопротивление, поскольку сухой грунт любого рода практически не проводит тока. Однако различные грунты содержат неодинаковое количество растворимых веществ, обладают различной дисперсностью, имеют различную способность удерживать свободную воду и поэтому, будучи увлажненными, оказывают различное сопротивление электрическому току (табл.3).
Влияние времени года на сопротивление грунта связано с изменением атмосферных условий.
В весенние и осенние месяцы дожди и тающий снег резко
увеличивают содержание влаги в почве, что приводит к уменьшению удельного сопротивления грунта.
Зимой и летом происходит увеличение удельного сопротивления грунта: зимой вследствие замерзания, а летом — испарения влаги. Причем более высокие значения ρ грунта наблюдаются зимой.
Таблица 3
Приближенные значения удельных сопротивлений
Грунт, вода | Возможные пределы | При влажности |
колебаний, Ом • м | 10—20%, Ом - м | |
Глина | 8—70 | 40 |
Суглинок | 40—150 | 100 |
Песок | 400—700 | 700 |
Супесь | 150—400 | 300 |
Торф | 10—30 | 20 |
Чернозем | 9—53 | 20 |
Каменистый | 500—800 | - |
Скалистый | 104-107 | - |
Вода: | ||
морская | 0,2—1 | — |
речная | 10—100 | — |
прудовая | 40—50 | — |
грунтовая | 20—70 | — |
в ручьях | 10—60 | — |
Наибольшему влиянию атмосферных условий подвержены верхние слои земли, которые зимой промерзают, весной и осенью раньше других слоев насыщаются влагой, а летом раньше. прогреваются. и высыхают. Более глубокие слои земли обладают стабильным сопротивлением. Потому заземлители, глубоко погруженные в землю, выполняют свою задачу лучше, чем горизонтальные полосовые, прокладываемые обычно вблизи поверхности земли.
При проектировании заземляющих устройств необходимо в качестве расчетного брать наибольшее возможное в течение года значение удельного сопротивления грунта, т. е. ориентироваться на худший случай. В связи с этим в расчетах удельное сопротивление грунта принимается
ρ = ρгрунта • Ψ.
где ρгрунта - удельное сопротивление грунта при 10—20% влажности (табл. 3), Ом-м;
Ψ— коэффициент сезонности; учитывает возможное повышение удельного сопротивления в течение года (табл. 4)
Таблица 4
Признаки климатических зон и соответствующие им коэффициенты сезонности
Характеристика климатической зоны и коэффициент сезонности | I зона (Архангельская, Кировская области, Карелия) | II зона (Ленинградская, Вологодская, Московская области) | III зона (Смоленская, Курская области) | IV зона (Ставропольский, Краснодарский края)| |
Средняя многолетняя низшая температура (январь), °С | от —20 до —15 | от —14 до —10 | от —10 до 0 | от 0 до +5 |
Средняя многолетняя высшая температура (июль), °С | от + 10 до + 18 | от + 18 до +22 | от +22 до +24 | от +24 до +26 |
Среднее количество осадков | 40 | 50 | 50 | 30—50 |
Продолжительность замерзаний вод, дни | 190—170 | 150 | 100 | 0 |
Ψ для вертикальных электродов длиной 2—3 м при глубине заложения вершин 0,5—0,8 м | 1,8-2,0 | 1,5—1,8 | 1,4—1,6 | 1,2—1,4 |
Ψ для горизонтальных электродов при глубине заложения 0,8 м | 4,5—7,0 | 3,5—4,5 | 2,0-2,5 | 1,5—2,0 |
Ψ для вертикальных электродов длиной 5 м при глубине заложения вершин 0,7—0,8 м | 1,35 | 1,25 | 1,15 | 1.1 |
Сопротивление растеканию одиночных заземлителей, как правило, много больше допустимых значений, установленных ПУЭ. Для уменьшения сопротивления растеканию применяют параллельное соединение между собой отдельных зазем-лителей, именующихся в совокупности групповым заземлителем.
Для простых групповых заземлителей характерно равномерное размещение вертикальных электродов в ряд или по контуру (прямоугольнику или квадрату) с последующим их объединением горизонтальной соединяющей полосой (рис.2).
При очень больших расстояниях между электродами группового заземлителя (практически больше 40 м) проводимость всей группы равна сумме проводимостей отдельных заземлителей.
При расстояниях между электродами меньше 40 м возникает взаимномешающее действие полей растекания тока отдельных заземлителей (рис. 3). В результате уменьшается действующее сечение земли около каждого электрода и увеличивается сопротивление растеканию как отдельных электродов, так. и группового заземлителя в целом.
В расчетах явление взаимного экранирования учитывается коэффициентом использования или коэффициентом экранирования η. Численные значения коэффициентов использования приведены в табл. 5 и 6.
Таблица 5
Коэффициенты использования ηв вертикальных электродов группового заземлителя без учета влияния полосы связи
Число заземлителем, n | Отношение расстояний между электродаими к их длине, a/l | |||||||
1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | |||
При размещении в ряд размещении в ряд | при размещении по контуру по контур | |||||||
2 | 0,85 | 0.91 | 0,94 | - | - | - | ||
4 | 0,73 | 0.83 | 0,89 | 0,69 | 0.78 | 0,85 | ||
6 | 0,65 | 0,77 | 0,85 | 0,61 | 0.73 | 0,80 | ||
10 | 0,59 | 0.74 | 0,81 | 0.,56 | 0,68 | 0,76 | ||
20 | 0.4 8 | 0,67 | 0,76 | 0,47 | 0,63 | 0,71 | ||
40 | - | - | - | 0,41 | 0,58 | 0,66 | ||
60 | - | - | - | 0,39 | 0,55 | 0,64 | ||
100 | - | - | - | 0,36 | 0,52 | 0,62 | ||
Таблица 6
Коэффициенты использования η горизонтальной полосы, соединяющей вертикальные электроды группового заземлитсля
Отношение расстояний между электродами к их длине a/l | Число электродов, n | |||||||
2 | 4 | 6 | 10 | 20 | 40 | 60 | 100 | |
При размещении и ряд | ||||||||
1 2 3 | 0,85 0,94 0,96 | 0,77 0,86 0.92 | 0,72 0,84 0,88 | 0.62 0,75 0,82 | 0,62 0,56 0,68 | — | — | — |
При размещении по контуру | ||||||||
1 2 3 | — | 0,45 0,55 0,70 | 0,40 0,48 0,64 | 0,34 0,40 0,56 | 0,27 0,32 0,45 | 0,22 0,29 0,39 | 0 20 .0,27 0,36 | 0,19 0.23 0,33 |
Расчет простых групповых заземл, итслей выполняется методом коэффициентов использования. При этом последовательность расчета следующая.
1. Задаются исходные данные: характеристика электроустановки и питающей сети (рабочее напряжение, расчетный ток замыкания на зе. млю, мощность питающих трансформаторов или генераторов); формы и размеры электродов, изкоторых намечено сооружение группового заземлмтсля, а также глубина погружения их в землю; план размещения заземлнтелей; данные по удельному сопротивлению грунта.
2. На основании исходных данных и. в соответствии с требованиями ПУЭ определяется допустимое сопротивление растеканию заземляющего устройства R3.
По формулам, приведенным в табл. 2, вычисляется сопротивление растеканию одиночного вертикального заземлителя Rв. При этом значения р грунта и коэффициента сезонности Ψ-необходимые для определения расчетного удельного сопротивления грунта ρ = ρгрунта • Ψ, берутся из табл. 3 и -1.
3. Методом последовательных приближений определяется необходимое количество вертикальных электродов по формуле
(2)
где Rв — сопротивление растеканию одиночного вертикального заземлителя, Ом;
Rз— допустимое по ПУЭ сопротивление заземляющего
устройства для данной электроустановки;
ηв — коэффициент использования вертикальных заземлителей.
Подбор необходимого числа п ведут в такой последовательности: при ηв = 1 находят исходное число ηв; для найденного n1 по табл. 5 определяют соответствующее значение ηв1 Подставляя в формулу (2) коэффициент ηв1 находят новое число n2 и т. д. до получения разницы между последними числами заземлителей меньше единицы (т. с.ni-nl-1<1) Окончательное число п принимают равным ближайшему целому и для него определяют ηв.
Таким образом, сопротивление растеканию вертикальных электродов в групповом заземлителе будет
.
5. По формулам, приведенным в табл. 2, вычисляется сопротивление растеканию горизонтальной соединительной полосы Rr. При этом длина полосы принимается: L = 1,05ап —ля заземлителей, расположенных по контуру; L=1,05a(n — 1) —для заземлитслей, расположенных п ряд.
Поскольку наряду с взаимоэкранированием вертикальных электродов возникает экранирование между горизонтальными и вертикальными составляющими, сопротивление растеканию горизонтальной соединяющей полосы в групповом заземлптеле будет
где ηr— коэффициент использования горизонтальной соединяющей полосы (см. табл. 6).
6. Результирующее сопротивление растеканию группового заземлмтеля (всего заземляющего устройства) Rгр (Ом) определяется как обратная величина суммы проводимостей вертикальных электродов и горизонтальной полосы
(3)
7. Сравнивается. вычисленное по формуле (3) значение Rгр с допустимой величиной R3. Если будет обнаружено, что 
, Необходимо проверить правильность вычислений. В случае, если 
следует выполнить корректировку расчета путем уменьшения числа п.
Пример расчета защитного заземления
методом коэффициентов использования
1. Исходные данные
Напряжение электроустановки U, В Расчетный ток замыкания на землю Iз, А Мощность питающего трансформатора Р, кВА Форма вертикальных заземлителей, м Рразмеры вертикальных заземлителей, м l d Глубина заложения t0,м Растояние между вертикальными заземлителями a, м Ширина горизонтальной соединяющей полосы bп, м Род грунта Климатическая зона Конфигурация заземлителя Примечание | 380 - 250 труба 3,0 0,06 0,7 4,5 0,04 Суглинок 11 Контур Сеть с изолированной нейтралью |
2. Для электроустановок напряжением до 1000 В сети с изолированной нейтралью при мощности питающего трансформатора Р > 100 кВА допустимое сопротивление заземляющего устройства (см. табл. 1)
Ом.
3. Сопротивление растеканию одиночного заглубленного трубчатого вертикального заземлителя подсчитываем по формуле (см. табл. 2)
где 
(значение ргрунта принято по табл. 3, величина коэффициента сезонности для вертикальных электродов Ψ= 1,7 определена по табл. 4 для II климатической зоны);
Ом.
4.При 
находим исходное число вертикальных труб
шт.
Для n1=1 и a/l=4,5/3=1,5 c учетом интерполяции по табл.5 имеем
Уточняем число труб.
шт.
Аналогично предыдущему 
шт.
Округляем до ближайшего целого, окончательно принимаем n=20; 
5. Для полосового заземлителя, расположенного в земле, сопротивление растеканию (см. табл. 2)
где 
м;
(значение коэффициента для горизонтальной полосы Ψ=4 принято по табл.4 для II климатической зоны).
Ом
Согласно табл. 6 при n=20, a/l=1,5 и расположении труб в заземлителе по контуру ηг=0,295.
6. Вычислим результирующее сопротивление растеканию группового заземлителя по формуле (3)
Ом.
7. Так как вычисленное Rгр<Rз, то определенные и ходе расчета число труб n=20 и длину соединяющей полосы L = 94,5 м принимаем окончательно.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Сопротивление растеканию защитного заземления может быть измерено несколькими способами с применением различных приборов. В лабораторной работе используется переносной взрывобезопасный измеритель сопротивления заземления типа М-416.
Прибор размещен в пластиковом корпусе с откидной крышкой. На лицевой стороне прибора расположены: рукоятка переключателя пределов измерения, рукоятка реохорда, кнопка включения прибора, регулятор чувствительности и четыре зажима для присоединения измерительных проводов, которые обозначены цифрами 1, 2, 3, 4. Этим прибором можно. измерить сопротивление заземления от 0,1 до 1000 Ом в диапазонах: 0,1—10; 0,5—50; 2—200 и 10—1000.
Принцип действия прибора М-416 основан на компенсационном методе измерения с применением вспомогательного заземлителя Rвсп и потенциального электрода (зонда) R z. Сущность компенсационного метода (рис. 4) заключается в уравновешивании напряжений, падающих на сопротивлении растеканию заземляющего устройства (Rx) и на колпброванном сопротивлении (R).
Калиброванный резистор R подключается к измерительному трансформатору Тр с коэффициентом трансформации 1. При этом ток в цепи калиброванного сопротивления I2 по величине равен току, протекающему через испытуемое заземление I1:
Передвигая подвижной контакт К, добиваются пулевого показания индикатора (мкА), что соответствует
так как 
Принципиальная электрическая схема прибора М-416 приведена на рис.5.
Схема состоит из трех основных функциональных узлов: источника постоянного тока, преобразователя постоянного тока в переменный (генератора) и измерительного устройства.
Принцип работы отдельных узлов прибора следующий.
Источником питания служат три последовательно соединенных элемента напряжением по 1,5 - В. Постоянный ток преобразуется в переменный для исключения погрешностей. измерения, обусловленных электролизом грунтовых иод при протекании постоянного тока.
Преобразователь собран на транзисторах VI — V3. На транзисторе V1 с трансформатором Тр 1 собран задающий генератор, а на транзисторах V2 и V3 с трансформатором Тр2 — усилитель мощности.
Измерительное устройство состоит из трансформатора ТрЗ, сдвоенных резисторов R7 и R8 с циферблатом, галетного переключателя В1 и усилителя переменного тока с фазочувствительным синхронным детектором и индикатором.
Усилитель переменного тока предназначен для повышения чувствительности прибора и выполнен на двух транзисторах V4 и V5 по схеме с общим эмиттером. На входе усилителя включен фильтр, состоящий из СЗ, С5 и Др1, с помощью которого практически. исключается влияние блуждающих переменных токов промышленной частоты.
Выход усилителя нагружен на фазочувствительный синхронный детектор, выполненный на двух диодах ДЗ и Д4, включенных но схеме однополупериодного выпрямителя. Выпрямленное напряжение поступает на индикатор ИП, в качестве которого служит микроамперметр магнитоэлектрической системы.
При. измерении выход преобразователя (генератора) подключается к вспомогательному заземлителю Rвсп (зажим 4) и через первичную обмотку трансформатора ТрЗ — к измеряемому сопротивлению Rx (зажим 1). Таким образом, создается основная цепь.
Вторичная обмотка трансформатора ТрЗ подключается к специальному калиброванному резистору (реохорду) R1 или R8 в зависимости от величины измеряемого сопротивления.
При такой схеме включения, помимо основной цепи тока, через землю создается цепь тока через резистор R1 или R8. Схема обеспечивает равенство этих токов. Регулируя величину калиброванного резистора, .изменяют напряжение на резисторе R9, включенном между движком реохорда и зажимом 3. К зажиму 3 прибора подключается потенциальный электрод (зонд) R z. Разностное напряжение с резистора R9 подается через усилитель и детектор на индикатор ИП.
Момент компенсации наступает при таком положении подвижного контакта К реохорда R7 (R8), при котором падение напряжения на нем pau. no падению напряжения на измеряемом сопротивлении R х При этом ток в цепи индикатора равен нулю.
Реохорд имеет оцифрованную шкалу, что позволяет непосредственно определять измеряемое сопротивление в омах.
Порядок работы с прибором М-416 следующий.
После проверки работоспособности прибора (в режимах «Контроль питания» и «Контроль 5 Ом») собирают схему для измерения R х. Переключатель диапазонов устанавливают. в положение XI, а регулятор чувствительности поворачивают влево (в сторону уменьшения чувствительности). Затем. нажимают кнопку питания и, вращая ручку реохорда, устанавливают стрелку индикатора на нуль, увеличивая чувствительность по мере приближения стрелки к нулю до максимальной.
Если измеряемое сопротивление окажется больше 10 Ом, переключатель диапазонов измерения ставят последовательно в положение Х5, Х20 или Х100. Результат. измерения равен произведению показания на шкале реохорда на множитель, указанный на отметке, соответствующей положению переключателя диапазонов.
В качестве вспомогательного заземлителя и зонда применяются стальные, неокрашенные стержни диаметром 0,01—0,02 м, длиной 0,8—1 м. Стержни забивают в грунт на глубину не менее 0,5 м.
Расстояние между. измеряемым заземлителем Rx, вспомогательным заземлителем Rвсп и зондом Rz принимают, в зависимости от устройства заземлителя R х. Наименьшие расстояния, обеспечивающие приемлемую точность измерений, приведены на рис. 6.
Во время измерений прибор М-416 располагают как можно ближе к испытуемому заземлителю. Соединительные провода должны быть медными изолированными с сопротивлением 0,1—0,2 Ом.
При измерениях больших сопротивлений (от 01.01.01 Ом), когда сопротивления соединительных проводов практически не влияют на величину измеряемого сопротивления заземления, зажимы прибора 1 и 2 соединяют перемычкой и присоединяют к измеряемому сопротивлению Rx одним проводом. При измерении малых сопротивлений (от 0,1 до 10 Ом), с величиной которых соизмеримо сопротивление
соединительных проводов, каждый зажим прибора присоединяется к измеряемому сопротивлению отдельным проводом.
Измерение сопротивления заземляющего устройства производится после монтажа, через год после включения в эксплуатацию, а в последующем — при комплексном ремонте электроустановки, но не реже чем через 10 лет на электростанциях, подстанциях, и линиях электропередачи энергосистем, через 3 года — на подстанциях потребителей и через 1 год—цеховых электроустановках потребителей.
Кроме периодических измерений, делают, и внеочередные — после капитальных ремонтов или переустройства естественных или искусственных заземлителей.
Испытания следует проводить в периоды наименьшей проводимости грунта: летом при наибольшем просыхании почвы, зимой при наибольшем ее промерзании.
Проверку оформляют актом, и результаты записывают в технический паспорт установки.
РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ
1. Усвоить назначение, принцип действия, область применения защитного заземления. Разобраться с устройством естественных и искусственных заземлителей, заземляющих проводников.
2. Изучить компенсационный метод 'измерения сопротивления растеканию тока заземлителей. Ознакомиться с принципиальной схемой. и правилам,!] пользования прибором М-416.
3. Собрать последовательно схемы для измерений сопротивлений Rx, Rz и Rnin (рис. 7), выполнить измерение этих величин прибором М-416, полученные результаты занести в отчет по лабораторной работе.
Заводской номер прибора.................................................................
Rx, Ом............................................................................................................................................
Rz, Ом.............................................................................................
Rвсп. Ом..........................................................................................................................................
4. По исходным данным, которые задаются преподавателем, выполнить расчет защитного заземления методом коэффициентов использования.
Напряжение электроустановки С, В.................................................
Расчетным ток замыкания на зем. лю / з. А.................................
Мощность питающих генераторов или трансформаторов Р
кВА.....................................................................................................
Форма вертикальных заземлителей................................................
Размеры вертикальных заземлптелей м :
d или by......................................................................................................
Глубина заложения b0, м...................................................................
Расстояние между вертикальными заземлителями а, м
Ширина горизонтальной соединяющей полосы bп, м
Род грунта...........................................................
Климатическая зона............................................................................
Конфигурация заземлителя...............................................................
Примечание...........................................................................................
5. Результаты расчетов представить в виде следующих
выводов:
ρгрунта Ом • м.......................................................................................
Коэффициенты сезонности Ψ
для вертикальных заземлителей.................................................
для горизонтальной полосы.....................................................
Сопротивление растеканию одиночнго вертикального зазем-
лителя RB, Ом..................................................................................
Число вертикальных заземлнтелеп п, шт....................................
Длина соединяющей горизонтальной полосы L , м Сопротивление растеканию соединяющей полосы Rr, Ом Коэффициенты использования:
ηв...................................................................................................................................... :
ηг..................................................................................................................................... :
Сопротивление растеканию группового заземлителя Rгр. Ом
Допустимое сопротивление защитного заземления Rз. Ом
6. По заданию преподавателя рассчитать на ЭВМ EG 666/6 параметры заземляющего устройства, обеспечивающие минимум затрат металла при соблюдении требований на допустимую величину сопротивления. Указания о порядке работы с ЭВМ EG 666/6 in программу вычислений получить у лаборанта.
КОНТРОЛЬНЫЙ ВОПРОСЫ
I В чем состоит защитное действие заземления?
2. Как нормируется защитное заземление по допустимой величине
сопротивления растеканию электрического тока?
3. В каких электрических сетях защитное заземление не эффективно
и почему?
4. Какие электроустановки подлежат обязательному защитному за землению независимо от условий их эксплуатации?
5. Можно ли использовать алюминиевую оболочку силовых кабелей и качестве заземляющего проводника?
6. От чего зависит величина сопротивления растеканию одиночных заземлителей?
7. Как рассчитать сопротивление растеканию горизонтальной полосы, вертикального уголка, трубы?
8. Что такое удельное сопротивление грунта ρ ? От чего оно зависит, в каких единицах измеряется?
9. Для чего нужны коэффициенты сезонности Ψ?
10. Что учитывается коэффициентами использования η? От чего зависит их величина?
11. Какой метод измерения сопротивления заземления использован и приборе М-416, в чем его сущность?
12. С какой целью постоянный ток преобразуется в переменный при измерениях сопротивления заземляющих устройств?
13. Каковы контрольные сроки измерения сопротивления защитного заземления цеховых электроустановок потребителей?
Рис. 1. Прикосновение человека к заземленному корпусу электроустановки
при пробое изоляции: я — схема прикосновения; б — эквивалентная
схема замещения
Способы размещения вертикальных электродов в групповом заземлителе: а – в ряд; б – по контору.
Рис 3 Взаимное экранирование заземлителей при параллельном их включении
Рис 4. Схема измерения сопротивления заземления компенсационным методом
Рис 5. Принципиальная электрическая схема прибора М-416
|
Рис 6. Рекомендуемое взаимное расположение-электрвдов (зондовов) и минимальные расстояния между ними при измерении сопротивления: а— одиночных заземлителей; б – контурных заземлителей (D – наибольшая диагональ контура заземления)
Рис 7. Схема присоединения прибора М-416 для измерения : a - сопротивления Rx,
б - сопротивления Rz; в- сопротивления Rп.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Теоретическая часть................................................ 3
2. Экспериментальная часть......................................... 9
2.1. Описание установке................................................. 9
2.2. Порядок проведения работ 12
2.3. Содержание отчета. 16
Контрольные вопросы....................................................... 16
Список литературы........................................................ 18
При ложей не.......................................................................... 17
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Князеве кий Б. А. и др. Охрана труда. — М.: Высшая школа, 1982.
2. Долин техники безопасности в электроустановках —М.: Энергия, 1979.
3. Чепульская электрического поля заземленного электрода и возникновение шаговых напряжений. — МИИТ, 1980
