Лабораторная работа №1-Исследование и расчет заземляющего устройства для электроустановок связи № 200378

Дисциплина: «Электротехника»
Лабораторная работа №1-Исследование и расчет заземляющего устройства для электроустановок связи № 200378
Цена 150 р.

Цель работы:
1. Изучение конструкций и нормируемых электрических параметров основных заземляющих устройств (защитного, рабочего) и заземлителей (естественных, искусственных).
2. Изучение процесса оптимизации конструкции заземления при минимизации объема металла, размещаемого в земле.
1. Поле растекания электрического тока — область грунта, лежащая вблизи заземлителя, где потенциал не равен нулю, или что, то же самое площадь вокруг заземлителя, где наблюдается протекание тока замыкания на землю. Величина этого поля зависит от напряжения тока, сопротивления почвы и может быть довольно большой, причем потенциал в поле убывает по мере удаления от заземлителя.
2.Электротехническая земля — область поверхности грунта, потенциал которой равен нулю; практически эта земля начинается с расстояния
10-20 метров от заземлителя.
3. Принцип действия защитного заземления — снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус и другими причинами. Это достигается путем уменьшения потенциала заземленного оборудования (уменьшением сопротивления заземлителя), а также путем выравнивания потенциалов основания, на котором стоит человек, и заземленного оборудования (подъемом потенциала основания, на котором стоит человек, до значения, близкого к значению потенциала заземленного оборудования).
4. Факторы, влияющие на величину сопротивления заземления — Сопротивление в основном зависит от двух условий:
площадь (S) электрического контакта заземлителя с грунтом
электрическое сопротивление (R) самого грунта, в котором находятся электроды
Чем больше будет площадь соприкосновения заземлителя с грунтом, тем больше площадь для перехода тока от этого заземлителя в грунт (тем более благоприятные условия создаются для перехода тока в грунт).
Увеличить площадь контакта заземлителя с грунтом можно либо увеличив количество электродов, соединив их вместе (сложив площади нескольких электродов), либо увеличив размер электродов. При применении вертикальных заземляющих электродов последний способ очень эффективен, если глубинные слои грунта имеют более низкое электрическое сопротивление, чем верхние.
Чем меньшее сопротивление будет иметь грунт, тем эффективнее, т.е. легче он будет “впитывать” в себя ток от заземлителя.
5. Как измерить сопротивление заземляющего устройства.
Измерение с помощью прибора М416. Измеритель сопротивления заземления М 416 имеет четыре диапазона измерения: 0,1 — 10 Ом; 0,5 — 50 Ом; 2 — 200 Ом; 10 — 1000 Ом. Принцип действия основан на компенсационном методе с применением вспомогательного заземлителя и потенциального электрода (зонда).
При измерении выход преобразователя подключается в вспомогательному заземлителю (зажим “4”) и через первичную обмотку трансформатора Тр1 — к измеряемому сопротивлению (зажим “1”). Вторичная обмотка трансформатора Тр1 подключается к специальному калибровочному резистору (реохорду) R1, который шунтируется сопротивлениями R2 — R4 в зависимости от предела измерения.
Схема обеспечивает равенство токов основной цепи и через резистор R1, что позволяет изменением величины калибровочного резистора изменять величину напряжения между движком реохорда и зажимом вспомогательного заземлителя. Разностное напряжение подается через усилитель и детектор на индикатор (миллиамперметр). Момент компенсации наступает при таком положении резистора, когда падение напряжения на участке резистора до подвижного контакта равно падению напряжения на измеряемом сопротивлении. При этом ток в цепи индикатора равен нулю.
Для грубых измерений сопротивления заземления и для измерений больших сопротивлений зажимы 1 и 2 соединяются перемычкой и прибор подключается по 3-х зажимной схеме.
При точных измерениях снимают перемычку с зажимов 1 и 2, прибор подключают к измеряемому объекту по 4-х зажимной схеме. Это позволяет исключить погрешность, вносимую сопротивлением соединительных проводов и контактов.
Стержни металлические диаметром более 5 мм, образующие вспомогательный заземлитель и зонд, забивают в грунт на глубину не менее 500 мм.
6. Особенности работы заземления для молниезащиты:
Заземление при молниезащите необходимо для обеспечения безопасности процесса растекания тока молнии в земле. При ударе в молниеотвод ток молнии I_м может превысить 100 кА. От него потенциал заземлителя молниеотвода принимает значение U_з=I_м∙R_з. Даже в случае качественного заземления молниеотвода с сопротивлением заземления
Rз ~ 10 Ом речь пойдет о напряжении порядка 1000 кВ. Столь сильный подброс напряжения становится причиной больших напряжений прикосновения к металлоконструкциям молниеотвода, на достаточно большом расстоянии от молниеотвода возникают опасные шаговые напряжения, между заземлителем и подземными коммуникациями (например, кабелями цепей управления) действуют высокие напряжения, достаточные для искрового пробоя грунта и ввода в эти коммуникации значительной доли тока молнии. При очень высоком напряжении возможен даже искровой пробой по воздуху на металлоконструкции объекта, которые этот молниеотвод призван защищать.
Поэтому регламентировать сопротивление заземления молниеотвода нужно для того, чтобы снизить до безопасного уровня те высокие напряжения, что вызывает растекание в земле тока молнии.

Исходные данные представлены в таблице 1.
Таблица 1
Исходные данные

Параметры
Длина вертикального электрода L,м 3
Длина горизонтального электрода L_1,м 3,12
Диаметр (эквивалентный) электрода,D= D1 0,05
Глубина размещения горизонтального электрода F,м 0,8
Удельное сопротивление грунта Q,Q1,Ом*м:
— для горизонтального электрода
— для вертикального электрода

190
200
Коэффициент сезонности ψ для вертикального электрода К_1 1,7
Коэффициент сезонности ψ для горизонтального электрода К_2 1,4
Климатическая зона I
Рабочий ток заземления I,А 36
Сопротивление заземления R, Ом 4,4

Расчет
После ввода данных получено, что система заземления состоит из……..