Явления при стекании тока в землю через одиночный и групповой заземлитель

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по основам безопасности жизнедеятельности

на тему:

ЯВЛЕНИЯ ПРИ СТЕКАНИИ ТОКА В ЗЕМЛЮ ЧЕРЕЗ ОДИНОЧНЫЙ И ГРУППОВОЙ ЗАЗЕМЛИТЕЛЬ

I.          Расчет одиночного вертикального заземлителя

Задание: определить U_ПР, U_Ш и ток через тело человека для одиночного вертикального заземлителя радиусом r = 0,05 м и длиной l = 5 м, на расстоянии x = 2; 10; 20 м - для U_ПР, и на расстоянии x = 0,8; 10; 20 м - для U_Ш. Ток стекания в землю I_З = 30 А, удельное сопротивление земли r_З = 120 Ом×м, сопротивление тела человека R_h = 1 кОм.

Уравнение потенциальной кривой

.

Выполнение работы

1.         Определим напряжение прикосновения при разных значениях x и ток через тело человека.

U_ПР = j_З - j_ОСН,

где j_З – потенциал заземлителя; j_ОСН = j_X – потенциал основания.

 = 686,92 В.

а) x = 2 м

j_X = 188, 85 В;U_ПР = 686,92 - 188,85 = 498,07 В;I_h = U_ПР/R_h = 0,498 А.

б) x = 10 м

j_X = 55,17 В;U_ПР = 686,92 - 55,17 = 631,75 В;I_h = U_ПР/R_h = 0,632 А.

в) x = 20 м

j_X = 28,37 В;U_ПР = 686,92 - 28,37 = 658,55 В;I_h = U_ПР/R_h = 0,659 А.

2.         Определяем напряжение шага по формуле:

,

где j_X – потенциал в точке x, j_X+a – потенциал в точке X+a; а = 0,8 м – расстояние шага.

а) x = 0,8 мU_Ш = 290,30 – 212,93 = 77,37 В;

б) x = 10 мU_Ш = 55,17 – 51,34 = 3,83 В;

в) x = 20 мU_Ш = 28,37 – 27,30 = 1,07 В.

II. Расчет защитного заземления

Задание: рассчитать групповой заземлитель для помещения длиной 60 м и шириной 30 м, в котором используется электрооборудование на напряжение 380 В, суммарной мощностью питающих трансформаторов Р_S = 400 кВА. Удельное сопротивление грунта для вертикального электрода r_В = 120 Ом×м и горизонтального электрода r_Г = 180 Ом×м. Тип заземляющего устройства контурный. Ток срабатывания релейной защиты I_СР = 90 А.

Выполнение работы

1.         Определяем расчетный ток замыкания на землю I_З. Принимаем в качестве I_З ток срабатывания релейной защиты от межфазного замыкания I_СР

I_З = 1,5×I_СР = 135 А.

2.         Определяем требуемое сопротивление заземляющего устройства. Т.к. в нашем случае

U < 1000 В и Р_S > 100 кВА, то получаем R_З = 4 Ом.

3.         Вычерчиваем предварительную схему размещения электродов в этом устройстве.

Тип заземляющего устройства контурный. Вертикальные электроды имеет форму стержня круглого сечения и расположены у поверхности земли. Длина вертикальных электродов l_В = 6 м, диаметр d = 0,1 м. Горизонтальные - в виде протяженной на поверхности земли полосы шириной b = 0,04 м и длиной l_Г = 6 м. Количество вертикальных электродов равно n_B = 30.

4.         Определяем сопротивления вертикального и горизонтального электродов.

 Ом

 Ом,

где d = 0,5b = 0,02 м.

5.         Находим для данного случая коэффициенты использования h_В = 0,44 и h_Г = 0,24. Рассчитаем групповое сопротивление заземлителя

 Ом.

Сравним полученное расчетное сопротивление с требуемым. Должно выполняться следующее условие:

Следовательно, выбранная нами конструкция защитного заземления рассчитана верно.