и удельного сопротивления грунта

Измерение сопротивления заземляющего устройства производится периодически не реже 1 раза в год (летом при наибольшем просыхании или зимой при наибольшем промерзании грунта), после монтажа, при сдаче-приёмке, после реконструкции или ремонта электрооборудования.

Измерение сопротивления заземлителя может быть проведено различными способами. Одним из простейших является метод амперметра-вольтметра (рис. 2). Согласно данному методу измерительная цепь (рис. 2, а) содержит измерительный трансформатор ИТ, амперметр А, вольтметр В, токовый Т и потенциальный П измерительные электроды, погружаемые в грунт Земли, и собственно испытуемый заземлитель З. С помощью амперметра А измеряется величина тока I_з, проходящего через заземлитель З и токовый электрод T, а с помощью вольтметра В – напряжение U_З на заземлителе относительно потенциального электрода П, расположенного в точке грунта с условно нулевым потенциалом. В этом случае сопротивление заземлителя R_З = U_З /I_З.

В лабораторной работе используется переносной прибор М-416.

а б

Рис. 2. Измерение сопротивления заземлителя

 

Схема включения прибора М-416 для измерения сопротивления заземлителя показана на рис. 2, б. Изменяя положение ручки реохорда прибора (при нажатой кнопке Кн), добиваются установки стрелки индикатора на нулевую отметку и по шкале реохорда, градуированной в омах, определяют измеряемое сопротивление заземлителя.

Измерение удельного сопротивления грунта с помощью прибора М-416 осуществляется следующим образом (рис. 3). В исследуемом месте в грунт погружают четыре измерительных электрода T₁, П₁, П₂ и Т₂. Токовые электроды T₁ и T₂ подключаются к выходным зажимам 1 и 4 источника переменного тока, встроенного в прибор, и предназначены для создания в земле измерительного тока I_изм, а потенциальные электроды П₁ и П₂ подключаются к зажимам 2 и 3 и используются для измерения разности потенциалов (U_ИЗМ) между точками в местах их расположения.

Напряжение U_ИЗМ оказывается пропорциональным удельному сопротивлению грунта ρ , току I_ИЗМ и зависит от расстояний между электродами. В результате удельное электрическое сопротивление грунта определяется по формуле

ρ = 2π а_ИЗМR, (4)

где R – показание прибора, 0м; а_ИЗМ = 8 м– расстояние между измерительными электродами для прибора М-416.

Экспериментальная часть

Измерение сопротивления изоляции электрооборудования, сопротивления заземляющего устройства и удельного сопротивления грунта осуществляется на измерительном стенде, который включает в себя измерительные приборы, модель трёхфазной электрической сети и имитатор грунта с электродами.

Измерение сопротивления изоляции электрооборудования осуществляется с помощью мегаомметра. Сопротивление изоляции трёхфазной электрической сети измеряется попарно между фазными проводами и между каждым фазным проводом и землей, а у понижающего трансформатора – между первичной и вторичной обмотками и экраном.

Порядок и особенности выполнения экспериментальных исследований приведены в материалах лабораторного стенда.

При расчете заземляющего устройства используется значение

ρ _РАСЧ = ρ ψ , (5)

где ψ – коэффициент, учитывающий влажность грунта, соответствующую варианту задания, и его тип, выбираемый в соответствии со значением ρ из таблицы стенда.

Данные по измеренным сопротивлениям изоляции заносятся в таблицу, указанную на стенде, и делаются выводы. На основе полученного значения ρ _РАСЧ для заданного варианта задания произвести расчет заземляющего устройства по нижеприведенной методике.

Расчёт заземляющего устройства

Целью расчёта заземляющего устройства является определение числа вертикальных электродов и длины соединительной полосы группового искусственного заземлителя, необходимых для удовлетворения нормативных требований. Исходной для расчёта величиной является определённое по формуле (5) значение ρ _РАСЧ.

Для однородного грунта порядок расчёта может быть следующим.

1. Согласно требованиям ПУЭ (см. с. 34) определяется нормативное значение сопротивления заземляющего устройства R_ЗУН для электроустановок с рабочим напряжением до 1000 В. Если пренебречь сопротивлением заземляющего проводника, то допустимое сопротивление группового заземлителя R_ЗД = R_ЗУН.

2. При наличии естественного заземлителя (в данной работе – металлическая труба с заданной в таблице вариантов длиной L_Е) рассчитывается величина его сопротивления:

R_Е = {ρ _РАСЧ/(2π L_Е)}ln{(L_Е)²/(d h)},

где d = 0, 05 м– диаметр трубы; h = 0, 5 – 2 м – глубина расположения трубы в грунте (можно взять любое значение из указанного диапазона).

3. Если R_Е > R_ЗД , то параллельно естественному заземлителю необходимо подключить искусственный заземлитель с максимально допустимым сопротивлением R_ИД = R_Е R_ЗД /(R_Е - R_ЗД).

Если естественный заземлитель отсутствует, то в качестве допустимого значения сопротивления искусственного заземлителя следует принять: R_ИД = R_ЗД .

4. Определяется величина сопротивления одиночного вертикального заземлителя (электрода) длиной L_В, м (см. таблицу вариантов на измерительном стенде) R_ЗО = ρ _РАСЧ /L_В.

5. Ориентировочно определяется начальное число вертикальных электродов n = int[R_ЗО /R_ИД] + 1, где int[…]обозначает целую часть выражения, стоящего в скобках.

6. В соответствии с расположением вертикальных электродов по варианту задания определяют длину соединительной полосы L_П с учетом расстояния между электродами а, из заданного соотношения a/L_В:

L_П = a(n – 1) – если вертикальные электроды располагаются в ряд;

L_П = an – если вертикальные электроды располагаются по контуру.

7. По таблице (см. с. 39) определяют коэффициенты использования вертикальных электродов η _В и соединительной полосы η _П.

8. Определяется сопротивление соединительной полосы растеканию тока: R_П = 2ρ _расч /(L_Пη _П).

9. Определяется сопротивление группового вертикального заземлителя, состоящего из n параллельно соединённых электродов:

R_ЗГВ = R_ЗО /(nη _В).

10. Определяется результирующее значение сопротивления группового искусственного заземлителя как результат параллельного соединения R_ЗГВ и R_П : R_И =R_ЗГВ R_П /(R_ЗГВ + R_П).

· Если R_И> R_ИД, то необходимо увеличить количество вертикальных электродов n и повторить расчёт начиная с п. 5.

· Если R_И< 0, 7 R_ИД, то при n > 3 необходимо уменьшить количество вертикальных электродов n и повторить расчёт начиная с п. 5.

В любом случае конечное значение R_И искусственного группового заземлителя не должно превышать величину R_ИД.

Коэффициенты использования вертикальных электродов

и горизонтальной соединительной полосы

Отношение расстояния между электродами к их длине (a/LВ )	При размещении электродов в ряд	При размещении электродов по контуру
n	η В	η П	n	η В	η П
		0, 85	0, 85		0, 69	0.45
	0, 73	0, 77		0, 61	0, 40
	0, 65	0, 72		0, 56	0, 34
	0, 59	0, 62		0, 47	0, 27
	0, 48	0, 42		0, 41	0, 22
		0, 91	0, 94		0, 78	0, 55
	0, 83	0, 80		0, 73	0, 48
	0, 77	0, 78		0, 68	0, 40
	0, 74	0, 75		0, 63	0, 32
	0, 67	O, 56		0, 58	0, 29
		0, 94	0, 96		0, 85	0, 70
	0, 89	0, 92		0, 80	0, 64
	0, 85	0, 88		0, 76	0, 56
	0, 81	0, 82		0, 71	0, 45
	0, 76	0, 68		0, 66	0, 39

 

Содержание отчёта

1. Результаты испытаний изоляции, оформленные в виде таблицы.

2. Схема и результаты измерения сопротивления заземляющего устройства и выводы о его соответствии нормам.

3. Схема и результат измерения удельного сопротивления грунта, вывод о типе грунта.

4. Расчёт заземляющего устройства.

Контрольные вопросы

1. Изоляция, её виды, нормирование и контроль.

2. Заземление, его виды, нормирование и контроль.

3. Явления растекания тока в грунте.

 

Библиографический список

1. Долин П. А. Основы техники безопасности в электроустановках.М.: Энергоатомиздат, 1984, 2003.

2. Охрана труда в электроустановках /Под ред. Б. А. Князевского. М.: Энергоатомиздат, 1983.

3. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). 2003.

⇐ Предыдущая12

Поделиться:

Популярное:

1. АКТИВНОСТИ- СОПРОТИВЛЕНИЯ И ТИПЫ ИХ СОЧЕТАНИЙ.
2. АКТИВНОСТИ- СОПРОТИВЛЕНИЯ И ТИПЫ ИХ СОЧЕТАНИЙ.
3. АКТИВНОСТИ- СОПРОТИВЛЕНИЯ И ТИПЫ ИХ СОЧЕТАНИЙ.
4. АКТИВНОСТИ- СОПРОТИВЛЕНИЯ И ТИПЫ ИХ СОЧЕТАНИЙ.
5. Гидравлические сопротивления
6. Зависимость сопротивления от материала, длины и площади поперечного сечения проводника
7. Измерение коэффициента звукопоглощения и акустического сопротивления материалов
8. Измерение сопротивления заземления
9. Измерение сопротивления одинарным и двойным мостом.
10. Коэффициент удельного давления
11. Материалы высокого сопротивления