Варіант № 16.
Тип ґрунту
Дані для вибору нормова-ного опору заземлення Stp, kBA, U = 0,4kB
Тип вертикаль-ного заземле-ння
Діаметр заземлю-вача d, або ширина полички кутникової сталі, м
Довжина вертикаль-ного заземлю-вача в ґрунті, l, м
Глибина розташу-вання заземлю-вача в ґрунті, h, м
Віддаль між зазем-лювачами, а, м
Ширина смуги сталі горизон-тального заземлю-вача, b, м

Пісок
560
кутникова сталь
0,05
3
0,7
9
0,03


Теоретичний вступ.
Металеві не струмоведучі частини електрообладнання і електроустановок при порушенні ізоляції між ними і їхніми струмоведучими частинами можуть опинитись під напругою. У таких аварійних умовах дотик до не струмоведучих частин установок рівнозначний дотику до струмоведучих частин.
Усунення небезпеки ураження електричним струмом при такому переході напруги на не струмоведучі частини електроустановок у межах з ізольованою нейтраллю здійснюється за допомогою захисного заземлення.
Під захисним заземленням розуміють з’єднання металічних не струмоведучих частин електроустановок із землею через заземлюючі провідники і заземлювачі для створення між цими частинами і землею малого опору.
При виникненні замикання на корпус електроспоживача із фаз мережі через заземлюючий пристрій починає протікати струм Із (струм замикання на землю), викликаний наявністю опорів ізоляції фаз мережі Rфз і ємностей фаз відносно землі Сфз.
Частина цього струму Ih відгалужується на тіло людини, яке торкається металевих не струмоведучих частин електроустановки. Величина цього струму залежить від величини струму замикання на землю Із, опору розтікання струму в землі заземлюючого пристрою Rз, повного опору в колі “людина-земля” Rch, взаємного розташування електрообладнання, заземлюючого пристрою, яке враховується коефіцієнтом напруги дотику ??I і визначається за формулою
Ih = Iз * Rз/Rch * ? (1)
Повний опір у колі “людина-земля” складається із опору людини Rh, опору взуття Rвз і опору розтікання струму від підошви взуття в землю Rпз і визначається формулою
Rch = Rh + Rвз + Rпз (2)
Якщо людина не має спеціального діелектричного взуття і стоїть на струмопровідній підлозі або землі, то можна вважати, що Rвз = 0, Rпз = 0 і Rch = Rh.
Коефіцієнт напруги дотику ? дорівнює нулю, якщо людина стоїть на заземлюючому провіднику або безпосередньо на поверхні землі над заземлювачем (електрообладнання і заземлюючий пристрій розташовані на одній площині – сумісне заземлення), і ? = 1, якщо людина стоїть за зоною розтікання струму в землі заземлюючого пристрою, тобто на віддалі, більшій 20 м від крайнього заземлювача заземлюючого пристрою (електрообладнання розташоване за зоною розтікання заземлюючого пристрою – виносне заземлення).
При всіх інших рівних умовах величина струму І буде меншою при меншій величині Rз.
Лінія електромережі для живлення ЕОМ, периферійних пристроїв ЕОМ та устаткування, ремонту та налагодження ЕОМ виконується як окрема групова три провідна мережа, шляхом прокладання фазового, нульового робочого та нульового захисного провідників. Нульовий захисний провідник використовується для заземлення (занулення) електроприймачів і прокладається від стійки групового розподільчого щита, розподільчого пункту до розеток живлення. Використання нульового робочого провідника як нульового захисного провідника забороняється, а також не допускається підключення цих провідників на щиті до одного контактного затискача.
Площа перерізу нульового робочого та нульового захисного провідника в групові три провідній мережі повинна бути не менше площі перерізу фазового провідника. Усі провідники повинні відповідати номінальним параметрам мережі та навантаження, умовам навколишнього середовища, умовам розподілу провідників, температурному режиму та типам апаратури захисту, вимогам ПВЕ.
Заземлення повинно відповідати вимогам ДНАОП 0.00-1.21-98 „Правила безпечної експлуатації електроустановок споживачів”. Заземлені конструкції, що знаходяться у приміщеннях (батареї опалення, водопровідні труби, кабелі із заземленим відкритим екраном тощо), мають бути надійно захищені діелектричними щитками або сітками від випадкового дотику.
При підключенні великого числа комп’ютерів до традиційної 4-провідної трифазної проводки відбувається перевантаження нульового проводу. Це перевантаження приводить до наслідків різного ступеня ваги – від “набігання” завад змінного струму на нульовому проводі до перегоряння нульового проводу, які ніколи не захищають від перевантаження – всі автомати захисту ставляться тільки у фазних проводах. Щоб уникнути перевантаження нульового проводу й у випадку живлення від трифазної мережі силове розведення до розеток від розподільного щита варто знов-таки вести трьохпровідним кабелем. Перевантаження нульового проводу силового кабелю, що підводиться, можна уникнути, установивши в розподільчому щиті розв’язуючий трифазний трансформатор 380/220 В. До цього трансформатора вхідна напруга підводиться за схемою “трикутник”, а вихідні обмотки з’єднуються за схемою “зірка”.
Розрахунок.
Визначимо розрахунковий питомий опір землі.
?р.з. = ? * ?з = 1,56 * 700 = 1092 Ом*м;
- питомий опір піску (табл. 2 методички №25)
де ? - коефіцієнт сезонності, який враховує можливі коливання питомого опору при зміні вологості ґрунту протягом року.
Визначимо опір розтікання струму в землі одного вертикального заземлювача заглибленого h від поверхні землі, за формулою
z = h + l/2 = 0,7 + 3/2 = 2,2


Коефіцієнт використання заземлювачів .
k=a/l=9/3=3 м.
Опір розтікання струму в землі нормований:
Rз.норм. ? 10 Ом, беремо Rз.норм. = 2 Ом
Приблизна кількість заземлювачів:
n’ = Rв / Rз.норм. = 298 / 2 = 149
Достатньо велика кількість заземлювачів зумовлена високим питомим опором піску (700 Ом*м)
Коефіцієнт використання заземлювачів:
?в 0,5
Визначимо кількість заземлювачів n з урахуванням ?в за формулою
n = Rв / (Rз.норм. * ?в ) ;
n = 298/(2*0,5) = 298;
Знайдемо довжину горизонтального заземлювача L, яка з’єднує вертикальні заземлювачі, за формулою
L = a*(n - 1) = 9*(298 - 1) = 2673 м (розташовані в ряд)
Визначимо опір горизонтального заземлювача Rг на глибині h від поверхні, за формулою
Rг = ?р.з./2?L * ln(2*L2/(b*h));
Rг = 1092/2*3,14*2673 * ln (2*26732/(0,03*0,7)) = 1,322 Ом
Обчислимо загальний опір заземлюючого пристрою:
Rз = Rв * Rг/(n*Rг*?в + Rв*?г)
де ?г – коефіцієнт використання горизонтального заземлювача, який визначають з таблиць. Для нашого випадку ?г = 0,5.
Rз = 298 * 1,322 / (298*1,322*0,5 +298*0,5) = 1,14 Ом.
Отже значення Rз.норм. трішки більше знайденого Rз.
Висновок:
Отже значення Rз.норм. трішки більше знайденого Rз.
Визначений загальний опір пристрою мало відрізняється від значення нормованого опору, тому розрахунки проведено добре.
У відповідності до вимог (правил технічної експлуатації електроустановок) опір заземлюючих пристроїв повинен вимірюватись один раз на 6 років, у періоди найбільшого питомого опору землі: один раз – влітку, при найбільшому висиханні ґрунту; другий раз – взимку, при найбільшому промерзанні ґрунту.
Опір заземлюючих пристроїв, які з’єднують корпус електрообладнання з контуром заземлення, вимірюється при перестановці електрообладнання і після ремонту заземлюючого пристрою.