Задача №1
Розрахувати контур захисного заземлення електрообладнання цеху. Природні заземлювачі поблизу відсутні
Дано:
Вид ґрунту: Глина
Питомий опір ґрунту (?з,Ом*м): 90
Глибина розміщення верхнього кінця вертикального електрода (h,м): 0,6
Кліматична зона: І
Довжина вертикального електрода (l, м): 3,0
Зовнішній діаметр електрода (d, м): 0,025
Ширина об’єднуючої сталевої полоси (b, м): 0,04
Віддаль між заземлювачами (а, м): 9 м
Тип вертикального заземлювача: Стальний стержень
Розв’язок
Дані для вибору нормативного опору заземлення
потужність трансформатора ( ,кВА): 25 кВА
робоча напруга електроустановки (U, кВ): 0.4 кВ
1. Визначимо нормовану величину опору розтікання струму.
В електроустановках до 1 кВ (U=0,4 кВ) з ізольованою нейтраллю при потужності трансформатора Sтр < 100 кВА, R з.норм. 10 Ом, при потужності Sтр = 25 кВА, нормована величина опору R з.норм = 10 Ом.
Розрахуємо питомий опір землі за формулою:
EMBED Equation.3
де - це коефіцієнт сезонності ( = 1,65 ),
?з - питомий oпip землі (для глини ?з = 90 Ом EMBED Equation.3 м).
Отже, ?р.з. = 1,65 * 90 = 148,5 Ом*м
EMBED Equation.3
2. Розрахуємо опір розтікання струму в землі одиночного вертикального заземлювача довжиною 3 м, заглибленого на глибину h = 0,6 м (рис.1), визначається за формулами:
де t - віддаль від поверхні землі до середини заземлювача (рис. 1) EMBED Equation.DSMT4 .
Отже, t = 0,6 + 3/2 = 2,1 м, а тому:
Rв=(148,5/(2*3,14*3))*(ln(2*3/0,025)+0,5*ln((4*2,1+3)/(4*2,1–3)))=
=7,88*(5,48+0,37)=46,1 Ом;

Рис. 1. Схема розташування одиночного вертикального
заземлювача, заглибленого в ґрунті
3. Розрахуємо приблизну кількість вертикальних заземлювачів, яка знаходиться за формулою n' = / .
Отже, n' = 46,1/10 = 4,61 5 штук.
4. Розрахуємо коефіцієнт використання вертикального заземлювача ?в для вертикальних заземлювачів при їx розташуванні по контуру та відношення відстані між електродами до їхньої довжини K = а/l = 9/3 = 3 визначасться за таблицею ?в.
Отже, ?в = 0,83.
Знаючи цей коефіціент можна уточнити кількість вертикальних заземлювачів за формулою n = /(. ?в ).
Підставивши значення, отримаємо : n = 46,1/(10*0,83) = 5,55
Приймемо n = 6 штук.
Розрахуємо довжину горизонтального заземлювача при розташуванні вертикальних заземлювачів по контуру за формулою: L = а*n. Підставивши значення, отримаємо : L = 9 6 = 54 м.
Розрахуємо опір горизонтального заземлювача за формулою:
EMBED Equation.3
Отже, Rг=(148,5/(2*3,14*54))*ln((2*54*54)/(0,04*0,6))=0,44*12,40=5,5 Ом
Визначимо загальний опір заземлюючого пристрою за формулою
EMBED Equation.3
За таблицями знаходимо коефіцієнти використання вертикального (?в = 0,80) та горизонтального (?г = 0,64) заземлювачів при n = 6.
Тому:
Rз= (46,1*5,5) / (6*5,5*0,80 + 46,1*0,64) = 4,5 Ом
Оскільки отримане значення не перевищує Rз.норм = 10 Ом, то розрахунок зроблено правильно i заземлюючий пристрій складається із 6 вертикальних заземлювачів розміщених по контуру.