Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Вимірювання і розрахунок опору розтікання струму в землі заземлюючих пристроїв
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2004
Тип роботи:
Лабораторна робота
Предмет:
Охорона праці
Група:
СКС-52
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
НУ „Львівська політехніка”
Кафедра
Лабораторна робота №1
з курсу „Охорона праці”
на тему:
„Вимірювання і розрахунок опору розтікання струму в землі заземлюючих пристроїв”
Мета роботи: вивчити методику розрахунку і вимірювання опору розтікання струму в землі заземлюючих пристроїв.
Короткі теоретичні відомості.
Металічні неструмоведучі частини електрообладнання і електроустановок при порушенні ізоляції між ними і їхніми струмоведучими частинами можуть опинитися під напругою. У таких аварійних умовах дотик до неструмоведучих частин установок рівнозначний дотику до струмоведучих частин.
Усунення небезпеки ураження електричним струмом при такому переході напруги на неструмоведучі частини електроустановок у мережах з ізольованою нейтраллю здійснюється за допомогою захисного заземлення:
рис.1: захисне заземлення
Захисне заземлення – це з’єднання металічних неструмоведучих частин електроустановок із землею шляхом заземлюючих провідників і заземлювачів для створення між цими частинами і землею малого опору.
При виникненні замикання на корпус електроспоживача однієї 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 Іh відгалужується на тіло людини, яка торкається металічних неструмоведучих 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 вираховується коефіцієнтом напруги дотику α≤1 і визначається за формулою:
(1)
Повний опір у колі „людина-земля” складається із опору тіла людини Rh, опору взуття Rвз, і опору розтікання струму від підовши взуття в землю Rпз і визначається за формулою:
(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 α 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 α=1, якщо людина стоїть за зоною розтікання струму в землі заземлюючого пристрою, тобто на віддалі, більшій 20 м від крайнього заземлювача заземлюючого пристрою (електрообладнання розташовано за зоною розтікання заземлюючого пристрою – виносне заземлення).
При всіх інших рівних умовах величина струму Іh буде меншою при меншій величині Rз.
Методика вимірювання опору заземлюючих пристроїв.
Для вимірювання опору заземлюючого пристрою Rх необхідно мати допоміжний заземлювач Rдоп і потенціальний заземлювач (зонд) Rзонд. Розташування цих заземлювачів зображено на рис.2. Rдоп і Rзонд можуть бути виготовлені у вигляді стальних стержнів діаметром не менше 5мм, які забиваються у землю на глибинуне менше 0.5м.
При вимірюванні заземлюючих пристроїв , які мають опір розтікання менше 10 Ом, опір Rдоп не повинен бути більшим 250 Ом, оскільки в іншому випадку чутливість приладу буде недостатньою. При вимірюваннях у границях 0..100, 0..1000 Ом Rдоп з тих же міркувань не повинен перебільшувати відповідно 500 і 1000 Ом.
Опір Rзонд у всіх випадках не повинен перевищувати 1000 Ом, оскільки при більшому опорі похибка вимірювання збільшується понад допустиму норму. Усі з’єднання виконуються ізольованими провідниками, прикладеними до поверхні землі.
рис.2: схема під’єднанняприладу М-416 для вимірювання опору заземлюючого пристрою Rх
Методика вимірювання питомого опору землі.
Перший спосіб.
У землю забивають пробний заземлювач на глибину l1, більшу від глибини промерзання грунту. Rдоп і Rзонд розташовують так само, як і у випадку вимірювання опору заземлюючого пристрою Rх (рис.2).
Питомий опір грунту визначається за формулою:
(3)
де ρз – питомий опір землі, Ом·м;
R1 – виміряний опір пробного заземлювача, Ом;
l1 – глибина забивки заземлювача, м;
d1 – діаметр заземлювача,м.
Другий спосіб.
Забивають у землю по прямій лініїчотири стержні на відділі „а” один від одного. Глибина забивки не повинна перебільшувати 1/20 віддалі „а”. Затискачі приладу 1 і 4 приєднуються до крайніх стержнів, а затискачі 2 і 3 – до відповідних внутрішніх стержнів, при цьому перемичка між затискачами (рис.2) знімається. Питомий опір грунту визначається за формулою:
(4)
де ρз – питомий опір землі, Ом·м;
R2 – покази вимірювального приладу, Ом;
а – віддаль між стержнями, м.
Нормування опору заземлюючих пристроїв.
Величина опору розтікання струму в землі заземлюючих пристроїв електрообладнання нормується.В електроустановках до 1кВ з ізольованою нейтраллю при потужності трансформатора Sтр≥ 100 кВА, Rз.норм.≤ 4 Ом, при потужності Sтр< 100 кВА, Rз.норм.≤ 10 Ом.В електроустановках вище 1кВ з ізольованою нейтраллю опір Rз.норм повинен бути:
а) якщо заземлюючий пристрій використовується тільки для заземлення корпусів електрообладнання вище 1 кВ, то
Rз.норм≤250/Iз.
де Rз.норм – нормативна величина опору заземлення , Ом;
Iз – струм замикання на землю, А.
б) якщо заземлюючий пристрій використовується для заземлення електрообладнання до і вище 1 кВ, то
Rз.норм≤125/Iз.
В обох випадках Rз.норм не повинна перебільшувати 10 Ом.
В електроустановках вище 1 кВ з ефективно заземленою нейтраллю (Iз> 500 A) опір Rз.норм не повинен бути більшим 0.5 Ом.
У відповідності до вимог опір заземлюючих пристроїв повинен вимірюватись один раз на 6 років, у періоди найбільшого питомого опору землі: один раз – влітку, при найбільшому висиханні грунту ; другий раз – зимою, при найбільшому промерзанні грунту.
Опір заземлюючих провідників, які з’єднують корпуси електрообладнання з контуром заземлення, вимірюється при перестановці електрообладнання і після ремонту заземлюючого пристрою.
Розрахунок заземлюючого пристрою.
Вихідними даними для розрахунку є :
допустимий опір розтікання струму в землі заземлюючого пристрою (вимоги Л-1) Rз.норм. , Ом;
питомий опір грунту в місці спорудження заземлювача ρ3, Ом•м;
тип заземлювачаі його конструктивні розміри(труба, кутикова сталь, угинчувана кругла сталь),м;
конструкція заземлюючого пристрою(заземлювачі розташовані в ряд, чи по контуру).
Послідовність розрахунку:
1 . визначають розрахунковий питомий опір землі ,
де ψ – коефіцієнт сезонності, який враховує можливі коливання питомого опору при зміні вологості грунту на протязі року. Значення ψ визначається за таблицею :
Таблиця 1 – Коефіцієнти сезонності, які враховують стан землі під час вимірювання її питомого опору
Характер грунту
Глибина забивки h, м
Коефіцієнт сезонності
Ψ1
Ψ2
Ψ3
1
2
3
4
5
Суглинок
0,5-0,8
3,0
2,0
1,5
Садова земля до глибини 0,6 м , нижче – шар глини
0-3
-
1,32
1,2
Гравій із домішком глини, нижче - глина
0,2
1,8
1,2
1,2
Вапняк
0-2
2,5
1,51
1,2
Гравій із домішком піску
0-1
1,5
1,3
1,2
Торф
0-2
1,4
1,1
1,0
Пісок
0-2
2,4
1,36
1,2
Глина
0-2
2,4
1,36
1,2
2.Визначають опір розтікання струму в землі одного вертикального заземлювача, забитого на деяку глибину h(рис. 3) від поверхні землі за формулою:
(5 )
де - опір розтікання струму в землі вертикального заземлювача, Ом;
- розрахунковий питомий опір землі, Ом•м;
- довжина заземлювача, м;
- діаметр заземлювача(для кутикової сталі , де b – ширина полки кутика, м);
- віддаль від поверхні землі до середини заземлювача, м;
- глибина розташування заземлювача в грунті;
- довжина заземлювача; - діаметр заземлювача; – віддаль від поверхні грунту до середини заземлювача;
4. Знаючи приблизну кількість заземлювачів, визначають із іграфіків коефіцієнт використання заземлювачів , який враховує ефект екранування при вибраному значенні , де - віддаль між заземлювачами, м; - довжина заземлювача, м; (к може бути вибране рівним 1, 2 або 3).
5. Визначають кількість заземлювачів n з урахуванням за формулою:
, (6 )
рис.4 – Схема розташування вертикального заземлювача в грунті:
6. Знаходять довжину горизонтальногозаземлювача L, яке з’єднує вертикальні заземлювачі, за формулами
- розташованих у ряд, м;
- розташованих по контуру, м;
7. Визначають опір горизонтального заземлювача R2 , прокладеного на глибині h від поверхні землі, за формулою
R2= (ρH/2π*l)*ln(2*l2/b*h), (7)
де R2 – опір розтікання струму в землі горизонтального заземлювача ,Ом;
L – довжина горизонтального заземлювача, м;
b – ширина полосової сталі, з якої виготовлено заземлювач;
h – глибина розташування горизонтального заземлювача, м.
8. Обчислюють загальний опір заземлюючого пристрою за формулою
Rз=(Rb*R2)/(π*R2*ηε+ Rb*η2), (8)
де Rз – загальний опір заземлюючого пристрою, Ом;
η2 – коефіцієнт використання горизонтального заземлювача.
Хід роботи.
1. Поставила перемикач на стенді в положення, яке відповідає заданому варіанту.
2. Підключила прилад М-416 до затискачів на стенді для вимірювання опору заземлюючого пристрою Rx . Перемикач на приладі поставила в положення „Контроль 5 Ом”. Натиснула кнопку включення приладу і ручкою „РЕОХОРД” встановила стрілку індикатора на нуль. При цьому покази приладу повинні бути 5±0.33 Ом.Переключила перемикач приладу в положення „Х1”. Повертаючи ручку „РЕОХОРД” , добилась максимального наближення стрілки індикатора до „0”. Для визначення результату вимірювання помножила покази шкали реохорда на множник, який відповідає положенню перемикача. Виміряне значення Rx записала у протокол 1.
протокол 1.
Rx, Ом
Rl , Ом
Ρвим., Ом*м
Характеристика грунту
3. Переключила прилад М-416 для вимірювання питомого опору ґрунту першим або другим способом (згідно з номером заданого варіанту ). Величину виміряного опору для першого способу Rl або для другого R2 записала у протокол 1. Підрахувала величину питомого опору ґрунту за формулами [3] або [4] і записала у протокол 1. Маючи величину питомого опору ґрунту , визначила, до якої характеристики ґрунту воно належить згідно додаткової таблиці, і записали у протокол 1.
4. Виконала розрахунок заземлюючого пристрою згідно із заданим варіантом ,результати записала у протокол 2.
протокол 2.
Загальний опір, Ом, Rз
Кількість заземлювачів шт.,n
Характеристика ґрунту
Коефіцієнт сезонності ψ
Питомий опір Ом*м, ρρ*з
Довжина горизонтального заземлювача L, м
Опір горизонтального заземлювача R2,Ом
Коефіцієнти екранування
Вертикальних заземлювачів ηод
горизонтального заземлювачів ηn
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора