РАСЧЕТ ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ КАРЬЕРА

Расчет заземляющих устройств карьеров ведется исходя из нормированной допустимой величины сопротивления заземления.

Расчет производим в следующем порядке.

1. Определяем расчетное сопротивление заземляющего устройства . Согласно правилам безопасности величина сопротивления заземления у наиболее удаленной электроустановки в карьере должна быть не более = 4 Ом.

При этом общее (допустимое) сопротивление сети заземления по условию допустимого напряжения прикосновения:

, (3.1)

где U_пр.доп – допустимое напряжение прикосновения, В; K_пр – коэффициент прикосновения (для условий карьеров K_пр = 1); I_озз – ток однофазного замыкания на землю, А.

Ток однофазного замыкания на землю:

, (3.2)

где U_л – линейное напряжение, кВ; – общая длина электрически связанных между собой кабельных линий, км; – общая длина электрически связанных между собой воздушных линий, км.

Из величин общего (допустимого) сопротивления сети заземления по условию допустимого напряжения прикосновения и допустимого по требованию правил безопасности выбираем наименьшее и используем его в дальнейших расчетах.

2. Сопротивление магистрального заземляющего провода от центрального заземлителя ГПП до наиболее удаленного объекта (экскаватора или бурового станка):

, (3.3)

где – сопротивление единицы длины магистрального заземляющего провода, Ом/км; – длина магистрального заземляющего провода, км.

3. Сопротивление заземляющей жилы гибкого кабеля экскаватора или бурового станка:

, (3.4)

где – длина заземляющей жилы гибкого кабеля экскаватора или бурового станка, м; – удельная проводимость заземляющей жилы гибкого кабеля, (для меди ); – сечение заземляющей жилы гибкого кабеля.

4. Определяем сопротивление центрального заземлителя:

. (3.5)

Таким образом, необходимо создать центральное заземляющее устройство, сопротивление которого будет меньше либо равно величине R_ц.з.

4. Устанавливается расчетное удельное сопротивление грунта с учетом сезонности (высыхания летом и промерзания зимой) для вертикального и горизонтального заземлителей:

, (3.6)

где r_гр – удельное сопротивление грунта, Ом∙м. (табл. П.1.1); k_r – повышающий коэффициент сезонности для различных климатических зон (табл. П.1.3).

5. Определяется сопротивление растеканию одного вертикального заземлителя, независимо от схемы их расположения: в ряд и по контуру:

· вертикальный, из круглой стали, верхний конец у поверхности земли:

, (3.7)

где L и d – соответственно длина и диаметр заземлителя;

· вертикальный, из круглой стали, верхний конец ниже уровня земли:

, (3.8)

где t – расстояние от поверхности земли до середины заземлителя;

· пластинчатый, вертикальный, ниже уровня земли:

, (3.9)

где a и b – размеры сторон пластины.

Если применяется угловая сталь, то эквивалентный диаметр уголка определяется по выражению:

, (3.10)

где b – ширина сторон уголка.

6. Определяют число вертикальных заземлителей:

, (3.11)

По полученному значению числа вертикальных заземлителей n_в, расстоянию между ними (а) и длины вертикальных электродов находим коэффициент использования вертикальных заземлителей h_в (табл. П.1.4) и определяем уточненное число вертикальных заземлителей:

. (3.12)

Согласно полученному значению числа вертикальных заземлителей n_в уточняем коэффициент использования вертикальных заземлителей h_в и определяем сопротивление растеканию вертикальных заземлителей:

. (3.13)

7. Определяем длину горизонтального заземлителя, соединяющего отдельные вертикальные электроды:

, (3.14)

где a – расстояние между отдельными электродами заземлителя, по условиям экранирования принимают a = 4 ÷ 6 м.

8. Определяется сопротивление растеканию горизонтального заземлителя из плоской стали, протяженного, ниже уровня земли

, (3.15)

где h_г – коэффициент использования горизонтального заземлителя (табл. П.1.4); b – ширина полосы, м (если заземлитель круглый, то b = 2d, где d – диаметр стержня, м); t – глубина заглубления.

9. Определяем фактическое сопротивление центрального заземлителя:

. (3.16)

10. Общее сопротивление цепи заземления до наиболее удаленной установки:

. (3.17)

11. Фактическое напряжение прикосновения у наиболее удаленной заземляемой установки:

. (3.18)

12. Для электроустановок напряжением выше 1 кВ с большими токами замыкания на землю проверяется термическая стойкость соединительных проводов по выражению:

, (3.19)

где; t_п – приведенное время прохождения тока в землю; с – коэффициент (для стали с = 74; для голых медных проводников – 195; для кабелей напряжением до 10 кВ с медными жилами – 182; с алюминиевыми жилами – 112).

ПРИЛОЖЕНИЯ