Еремина Т.В., Гусева Н.И., Перевалова О.А., Тимофеева И.Г. - Безопасность жизнедеятельности. Часть I (1094347), страница 16
Текст из файла (страница 16)
стер. – сопротивление одного стержня, Ом;ρ – удельное сопротивление грунта, Ом·м (табл. 1);lcт – длина стержней, м (табл. 1);d – диаметр стержней, м (табл. 1);t – расстояние от середины стержня до грунта, м.t=0,5lст+c, м,где с – глубина забивки стержней, м (табл. 1).160(1)(2)Сопротивление соединительной полосы определяетсяпо формуле:2Lρ(3)Rn = 0,366⋅ lg полосы , Ом,Lполосы ⋅ η полосысbгде ρ – удельное сопротивление грунта Ом·м (табл. 1);ηполосы – коэффициент использования стержней (табл.
3);Lполосы – длина соединительной полосы, м.Lполосы=1,05S(N-1), м,(4)где S – расстояние между стержнями, м (табл. 1);N – количество стержней.N=Rодн.стержняR з.д. ⋅ η ст.,(5)где Rодн. стержня – сопротивление одного стержня, Ом (1);Rз.д. – допустимое сопротивление заземления, Ом(табл.1);ηст. - коэффициент использования стержней (табл. 2).Для нахождения коэффициента использования стержней ηст. необходимо рассчитать ориентировочное числостержней n:Rодногостержня,(6)n=R з.д.где Rодного стержня – сопротивление одного стержня (1);Rз.д.
– допустимое содержание заземления, Ом (табл. 1).Проверочный расчетПроверочный расчет заключается в определении расчетного сопротивления заземления Rз и сравнения его с допустимым сопротивлением заземления Rз.д. (табл. 1).Rстержней ⋅ Rполосы(7)Rз =≤ R з.д. ,Rстержней + Rполосыгде Rстержней – сопротивление стержней, Ом.Rодногостержня,(8)Rстержней =N ⋅ η стгде Rодного стержня – сопротивление одного стержня, Ом (1);N – количество стержней (5);ηст – коэффициент использования стержней (табл. 2);Rполосы – сопротивление соединительной полосы, Ом (3).ЗаключениеЕсли расчетное сопротивление заземления Rз будетменьше допустимого сопротивления заземления Rз.д., токонтур заземления использовать можно, в противном случае необходимо увеличить количество стержней.Таблица 1Индивидуальные задания№вар.Вид грунта1.2.черноземсадоваяземляглинапесоксупесокторфлёсс34.5.6.7.161162ρ,Ом·м2,00,4lст,мс,мd,мS,мb,мRз.д.,ОмРасположениестержня2,53,00,50,60,040,052,53,00,040,05410в рядпо контуру0,47,03,00,22,53,02,53,03,02,50,70,80,50,60,70,060,040,050,060,043,54,04,55,02,50,040,050,040,050,044104104в рядпо контурув рядпо контурув рядТаблица 2Коэффициент использования стержней ηст.
заземлителейПродолжение табл. 18.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.1920.21222324252627282930313233343536373839404142434445464748гравийщебенькаменистаяпочвачерноземсадоваяземлячерноземсадоваяземляглинапесоксупесокторфлёссгравийщебенькаменистаяпочвачерноземсадоваяземлячерноземсадоваяземляглинапесоксупесокторфлёссгравийщебенькаменистаяпочвачерноземсадоваяземлячерноземсадоваяземляглинапесоксупесокторфлёссгравийщебенькаменистаяпочвачерноземсадоваяземля20,020,0403,03,02,50,80,50,60,050,060,043,03,54,00,050,040,0510410по контурув рядпо контуру2,00,42,53,00,70,80,050,064,55,00,040,05410в рядпо контуру2,00,42,53,00,50,60,040,052,53,00,040,05410в рядпо контуру0,47,03,00,22,520,020,0403,02,53,03,02,53,03,02,50,70,80,50,60,70,80,50,60,060,040,050,060,040,050,060,043,54,04,55,02,53,03,54,00,040,050,040,050,040,050,040,05410410410410в рядпо контурув рядпо контурув рядпо контурув рядпо контуру2,00,42,53,00,70,80,050,064,55,00,040,05410в рядпо контуру2,00,42,53,00,50,60,040,052,53,00,040,05410в рядпо контуру0,47,03,00,22,520,020,0403,02,53,03,02,53,03,02,50,70,80,50,60,70,80,50,60,060,040,050,060,040,050,060,043,54,04,55,02,53,03,54,00,040,050,040,050,040,050,040,05410410410410в рядпо контурув рядпо контурув рядпо контурув рядпо контуру2,00,42,53,00,70,80,050,064,55,00,040,05410в рядпо контуру2,00,42,53,00,50,60,040,052,53,00,040,05410в рядпо контуру0,47,03,00,22,520,020,0403,02,53,03,02,53,03,02,50,70,80,50,60,70,80,50,60,060,040,050,060,040,050,060,043,54,04,55,02,53,03,54,00,040,050,040,050,040,050,040,05410410410410в рядпо контурув рядпо контурув рядпо контурув рядпо контуру2,00,42,53,00,70,80,050,064,55,00,040,05410в рядпо контуру163Отношение При размещении стержнейрасстоянияв рядмеждуОриентировочноеηст.стержнями число стержней nк их длинеS/l120,8430,7650,67100,56150,51200,47220,930,8550,79100,72150,66200,65320,9330,950Ю85100,79150,76200,74При расположении стержней по контуруОриентировочноеηст.число стержней n4610204060461020406046102040600,660,580,520,440,380,360,760,750,660,610,550,520,840,780,740,680,640,62Таблица 3Коэффициенты использования соединительной полосы ηполосыОтношениерасстояниямеждустержнямик их длинеS/l12312316448Число стержней заземлителя102030При расположении полосы в ряду стержней0,770,670,620,420,310,890,790,750,560,460,920,860,820,680,56При расположении полосы по контуру стержней0,450,360,340,270,240,560,430,400,320,300,700,600,560,450,41500,210,360,490,210,280,37Расчетно-графическая работа 3ИССЛЕДОВАНИЕ РАСТЕКАНИЯ ТОКА В ЗЕМЛЮЦель работы.
Изучить причины появления напряжений прикосновения и шага, влияние формы электродов иудельного сопротивления грунта на распределение потенциалов в поле растекания тока.Общие сведенияПри стекании тока в землю через проводник, имеющийпреднамеренный контакт с землей, происходит потенциалзамкнувшего на землю токопроводящего предмета. Этотпотенциал определяется падением напряжения на сопротивлении заземленного проводника растеканию тока. Величинанапряжения одиночного заземлителя зависит от его формы,глубины заложения, удельного сопротивления грунта ϕ .Замыкание на землю приводит к появлению потенциала как на самом заземлителе, так и на поверхности грунтавблизи данного заземлителя. Последнее сопровождается появлением напряжений прикосновения и шага.Напряжение прикосновения – разность потенциаловмежду точками цепи тока, которых одновременно касаетсячеловек.
Поскольку в области защитных заземления один изпотенциалов соответствует потенциалу заземлителя, а другой – основанию, можно записать.Uпр= ϕ 3 − ϕосн .(1)Потенциалы ϕ 3 и ϕосн принадлежат одной и той же потенциальной кривой. Следовательно,Uпр= ϕ 3λ1 ,где L1 – коэффициент прикосновения, учитывающий форму потенциальной кривой.Определяя Uпр в соответствии с (2), мы не учитываемпадение напряжения на сопротивлении сомозаземления нограстеканию тока. В случае высокого удельного сопротивления грунта оно может быть значительным. Учет данногонапряжения позволит без снижения уровня безопасностисократить объем защитных мероприятий.
С учетом изложенного напряжение прикосновения определяется следующей формулой:(3)Uпр= ϕ 3λ1λ2 ,где λ2 - коэффициент прикосновения, учитывающий падение напряжения на соприкосновении основания растеканиятока.Коэффициент λ2 может быть рассчитан по формуле:λ2 =(4)где p – удельное сопротивление грунта, Ом*м;Rh - сопротивление тела человека, Rh= 1000 Ом.Напряжение шага можно определить как разность потенциалов между точками цепи, находящимися одна отдругой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек, т.е.(5)Uш= ϕ x − ϕ ox + a,где а – ширина шага, равная 0.8м.По аналогии с напряжением прикосновенияUш= ϕ 3 β 1 β 2 ,(2)1651,1 + 1,5 ρ / Rh166(6)где β 1 - коэффициент шага, учитывающий форму потенциальной кривой;β2- коэффициент шага, учитывающий падениенапряжения на сопротивлении расстоянию тока.Коэффициент шага β 2 может быть рассчитан по формуле1.(7)β2 =1 + 6 ρ / RhВ табл.1 приведены формулы для расчета сопротивлений заземлителей различной формы и кривых распределения потенциалов вокруг них.Таблица 1Формулы для расчета характеристик одиночных заземлителейТип заземлителяСхема заземленияТрубчатыйили стержневой у поверхностиПротяженныйкруглогосечениянаповерхностиземлиКруглая пластинанаповерхностиdλλФормула длярасчета сопротивления4λR= pλn2πλ dR= p λn 2λπλdЗакон измерения потенциала основанияУсловияпримененияϕ=I3pλ2 + x 2 + λ*x2πλλ >>dϕ=I 3 p 2x + λλnπλ 2 x − λλ >>dϕ=I3pДarcsinπД2хД–диаметрпластиныdДR=p2ДТаблица 2Приближенные значения удельных электрическихсопротивлений различных грунтов и водыГрунт, водаУдельное сопротивление, Ом·мВозможные пределыколебаний8-7040-150400-700150-4009-5330-60500-800104 - 1070,2-110-10040-5020-7010-60При влажности 10 –20 % к весу грунта40100700300202040-ГлинаСуглинокПесокСупесокТорфЧерноземСадовая земляКаменистыйСкалистыйВода морскаяВода речнаяВода прудоваяВода грунтоваяВода в ручьяхПримечания.1.
Удельное электрическое сопротивление грунта есть сопротивление куба грунта с ребром 1 м.2. При малом процентном содержании влаги в грунте возможныбольшие значения сопротивлений, чем указано в таблице 2.3. Удельное сопротивление грунтов колеблется также в течениегода что учитывается при расчетах введением так называемых климатических коэффициентов сопротивления грунта.На рис.2 показан характер изменения Uпр и ϕосн в зависимости от расстояния одиночного заземлителя.Теоретически потенциал основания ϕосн =0 в бесконечности, практически же на расстоянии 20 м от заземли167168теля ϕосн =0 при этом Uпр достигает своего максимальногозначения (становится равным ϕ 3 ), а коэффициент α1=1.На рис. 2 показано изменение напряжения шага в зависимости от расстояния до одиночного заземлителя.3.
Построить зависимости ϕосн f(x); Uпр=f(x); Ih=f(x) –для всех видов грунта.4. Сделать выводы по работе:а) влияние формы заземлителей на характер распределения ϕосн .б) о влиянии удельного сопротивления грунта на величины ϕосн , Uпр, Ih.Таблица 3Индивидуальное заданиеРазмерызаземлителейL =1м, d=0.1м; Д=1мШаг принять равным1мРис.1. Напряжение прикосновения и потенциал основанияпри одиночном заземлителеI3, AВид группы12345ПесокСупесокСуглинокГлинаТорфПротокол 1Рис. 2. Напряжение шага при одиночном заземлителеНапряжение шага будет максимальным, если человекодной ногой станет на заземлитель, а другая нога будет отстоять от заземлителя на расстоянии а.Порядок выполнения работы1. Изучить содержание работы.2.
Рассчитать зависимости ϕосн для различных по форме одиночных заземлителей (величина тока замыкания, видгрунта задается преподавателем в соответствии с таблицейиндивидуальных заданий, табл. 3). Расчеты занести в табл.1.169ВидзаземлителяТрубчатыйили стержневой у поверхностиземлиПротяженный круглого сечения наповерхностиземлиКруглая пластина на поверхностиземли1700123Расстояние от заземлителя, м4 5 6 7 8 9 101112ЗАДАЧИИсходные данныеЗадача 1Человек прикоснулся к одному из проводов однофазной электрической сети с изолированной нейтралью. Определить напряжение прикосновения Uпр, начертить схему исделать вывод.Исходные данныеU, ВRh, кОмR1=R2=Rиз , кОм2220; 3802100Задача 2Определить величину тока Ih, проходящего по телу человека, при прикосновении к одному из проводов однофазной электрической сети с изолированной нейтралью, начертить схему и сделать вывод.Исходные данныеU, ВRh, кОмR1, кОмR2, кОмВариант1100015020122011025238022040Задача 4Определить величину тока Ih, проходящего по телучеловека, при прикосновении к фазному проводу однофазной электрической сети с заземленной нейтралью для двухслучаев: без учета и с учетом сопротивления пола Rп и сопротивления обуви Rоб.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
