Корсунцев а в покровская к и методика расчета сопротивлений заземления железобетонных фундаментов

Обновлено: 08.05.2024

Рассчитать заземляющее устройство (ЗУ) в электроустановках (ЭУ) с изолированной нейтралью (ИН) — это значит:

· определить расчетный ток замыкания на землю (I₃) и сопротивление ЗУ (R₃);

· определить расчетное сопротивление грунта (r_р);

· выбрать электроды и рассчитать их сопротивление;

· уточнить число вертикальных электродов и разместить их на плане.

Примечание. При использовании естественных заземлений

где R_и, R_е — сопротивление искусственных и естественных заземлений, Ом.

Сопротивление заземления железобетонных фундаментов здания, связанных между собой металлическими конструкциями, определяется по формуле

где р = 100 Ом • м (суглинок);

S — площадь, ограниченная периметром здания, м 2 .

В любое время года согласно ПУЭ

где R_s — сопротивление заземляющего устройства, Ом (не более 10 Ом);

I_з — расчетный ток замыкания на землю, А (не более 500 А).

Расчетный (емкостный) ток замыкания на землю определяется приближенно

где U_н – номинальное линейное напряжение сети, кВ;

L_КЛ, L_BJI — длина кабельных и воздушных электрически связанных линий, км.

Примечание. В электроустановках с U_н до 1 кВ

При мощности источника до 100 кВА — не более 10 Ом.

По этой же формуле рассчитывают R₃, если ЗУ выполняется общим для сетей до и выше 1 кВ.

При совмещении ЗУ различных напряжений принимается Р₃ наименьшее из требуемых значений (таблица

Определение r_р грунта

где r_р – расчетное удельное сопротивление грунта, Ом м;

k_сез – коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта,

k_сез =F(климатическая зона, вид заземлителей), принимается по таблице

Выбор и расчет сопротивления электродов

Выбор электродов – по таблице

Приближенно сопротивление одиночного вертикального заземления определяется по формуле

Сопротивление горизонтального электрода (полосы) определяется по формуле

где L_п – длина полосы, м;

b – ширина полосы, м; для круглого горизонтального заземлителя b=1,1d;

t – глубина заложения, м.

Определение сопротивлений с учетом коэффициента использования.

где R_В и R_Г – сопротивление вертикального и горизонтального электродов с учетом коэффициента использования, Ом;

h_В и h_Г – коэффициенты использования вертикального и горизонтального электродов, определяется по таблице

h = F(тип ЗУ, вид заземлителя, а/L, N_В),

где a – расстояние между вертикальными заземлителями, м;

L – длина вертикального заземлителя, м;

N_В – число вертикальных заземлителей.

Необходимое сопротивление вертикальных заземлителей с учетом соединительной полосы

Уточнение числа вертикальных электродов

Необходимое число вертикальных заземлителей определяется следующим образом:

(при использовании естественных и искусственных заземлителей);

(при использовании только искусственных заземлителей)

где h_В.ут – уточненное значение коэффициента использования вертикальных заземлителей.

Наибольшие допустимые значения R_З для 3-х фазных сетей

Напряжении сети, кВ	Режим нейтрали	R_{З.нб, Ом}	Вид заземления
110 кВ и выше	ЗН	0,5	Заземление
3…35	ИН
0,66 0,38 0,22	ГЗН	Зануление
0,66;0,38;0,22	ИН	Заземление

Примечание. При удельном электрическом сопротивлении грунта более 100 Ом м допускается увеличивать указанные выше значения в 0,01r раз, но не более 10-кратного.

Коэффициенты сезонности k_сез

Климатическая зона	Вид заземлителя	Дополнительные сведения
вертикальный	горизонтальный
I	1,9	5,8	Глубина заложения вертикальных заземлителей от поверхности земли
II	1,7	4,0	Глубина заложения горизонтальных заземлителей 0,3…0,8 м
III	1,5	2,3
IV	1,3	1,8

Примечание. Зона I наиболее холодный, IV – теплый климат;

r - удельное сопротивление грунта, измерено при нормальной влажности, Ом м, принимается по таблице

Удельное сопротивление грунта (r)

Грунт	Торф	Глина, земля садовая	Чернозем	Суглинок	Каменистая почва	Супесь	Песок с галькой
r, Ом м

Вид электрода	Размеры, мм	L, м	t, м
Стальной уголок	50х50х5 60х60х6 75х75х8	2,5…3
Круглая сталь	Æ 12…16	5…6	0,5…0,7
Труба стальная	Æ 60	2,5
Полоса стальная	40х4	Расчетная
Пруток стальной	Æ 10…12

Значения коэффициентов использования электродов

N_В	Дополнительные сведения
h_В	h_Г	h_В	h_Г	h_В	h_Г
Числитель для контурного ЗУ, а знаменатель – для рядного

Пример

r = 300 Ом м (супесь)

климатический район – IV

вертикальный электрод – уголок (75х75), L_В = 3м

Вид ЗУ – контурное

Горизонтальный электрод – полоса (40х4мм)

· определить количество вертикальных и длину горизонтальных заземлителей;

· показать размещение ЗУ на плане;

· определить фактическое значение сопротивления ЗУ.

1. Определяется расчетное сопротивление одного вертикального электрода

По таблице k_сез.В = F(верт., IV)=1,3.

2. Определяется предельное сопротивление совмещенного ЗУ

Требуемое по НН R_ЗУ2 £ 4Ом на НН.

Принимается R_ЗУ2 = 4Ом (наименьшее из двух).

Но так как r>100 Ом м, то для расчета принимается

3. Определяется количество вертикальных электродов:

· без учета экранирования (расчетное)

· с учетом экранирования

Принимается N_В = 15.

По таблице h_В = F(тип ЗУ, вид заземления, , N_В) = F(контурное, вертикальное,2, 10) = 0,69.

4. Размещается ЗУ на плане (рис. ) и уточняются расстояния, наносятся на план. Так как контурное ЗУ закладывается на расстоянии не менее 1 м, то длина по периметру закладки равна

1 УДК С. Л. Шишигин, д.т.н. Вологодский государственный технический университет, г. Вологда; А. Н. Новикова ОАО «НИИПТ», Санкт-Петербург РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ ОПОР ВЛ ИЗ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ГРИБОВИДНЫХ ПОДНОЖНИКОВ В НЕОДНОРОДНОМ ГРУНТЕ Железобетонные фундаменты опор ВЛ, состоящие из свай, анкерных плит, грибовидных подножников, в неагрессивных грунтах (без применения битумной обмазки), являются элементами схемы растекания тока разрядов молнии, поражающих ВЛ. В используемых железобетонных конструкциях применяют арматурные сетки высокой плотности. Толщина внешнего слоя бетона составляет мм. В работе [1], опубликованной в 1968 г. и посвященной методике расчета сопротивления заземления (R з ) железобетонных фундаментов, путем измерений R з моделей грибовидного подножника в электролитической ванне было показано: R з решетчатого арматурного каркаса и сплошного проводящего тела, повторяющего его контуры, в пределах точности измерений равны; учет различия в проводимости бетонного слоя и окружающего грунта может увеличить R з фундамента на 20 % при отношении удельных электрических сопротивлений бетона и грунта ρ б /ρ г = 10. При отношении ρ б /ρ г = 5 поправка составит 10 %. При двукратном различии значений ρ б и ρ г не более 4 %. Однако в реальных условиях вследствие капиллярного подсоса влаги, значения удельного электрического сопротивления бетона и окружающего грунта близки. Даже в грунтах с большим значением ρ г бетонный слой является увлажненным, поскольку в системе двух пористо-капиллярных сред (грунт бетон) влага мигрирует в сторону бетона, размеры пор которого на порядки меньше, чем, например, песка. В [1] была предложена инженерная методика расчета R з железобетонных фундаментов опор через коэффициенты формы, полученные по результатам измерений R з моделей фундаментов в электролитической ванне для одиночной сваи и грибовидного подножника, а также для фундаментов одностоечной и двухстоечной опоры, состоящих из этих элементов. Предложенная методика позволяла рассчитывать R з железобетонных фундаментов для однородного грунта и для многослойного

2 Расчет сопротивления заземления фундаментов опор ВЛ 167 грунта после расчета значения эквивалентного удельного сопротивления грунта (ρ экв ) применительно к конкретной конструкции железобетонного фундамента. По результатам многовариантных расчетов R з в двухслойном грунте, при различных сочетаниях ρ слоев, были подготовлены номограммы для расчета ρ экв для следующих конструкций заземляющих устройств (ЗУ): одного и двух вертикальных электродов; лучевого заземлителя; лучевого заземлителя с распределенными по лучам штырями. Номограммы, как справочный материал, вошли в Методические указания «Типовой проект. Заземляющие устройства опор ВЛ кв» [2]. В этом документе номограммы для вертикального электрода предлагалось использовать также для «фундаментных заземлителей». Такая рекомендация обоснованна для фундаментов, состоящих из свай. Как будет показано ниже, для фундаментов, состоящих из грибовидных подножников, использование в расчетах R з номограмм для вертикального электрода приводит в некоторых условиях к большим погрешностям, так как не учитывается влияние на R з горизонтальной плиты нижней части грибовидного подножника. Отсутствие во введенных в действие в 1975 г. Методических указаниях [2] необходимых номограмм можно объяснить следующими причинами: 1. В период проведения работы [1] и при подготовке Методических указаний среди энергетиков существовало мнение: проводимость железобетонных фундаментов следует учитывать при разработке ЗУ опор только при значениях ρ г 300. Соответствующая рекомендация была записана в «Правилах устройства электроустановок» (ПУЭ-IV, издание 1966 г. [3]). 2. По результатам измерений R з в электролитической ванне сопротивление заземления сборного фундамента из четырех грибовидных подножников при однородном грунте с ρ г = 300 составляет около 17 Ом, т. е. удовлетворяет требованиям ПУЭ. Имея эти результаты и номограмму для определения ρ экв для вертикального электрода, можно было для фундамента из грибовидных подножников оценить значение ρ г, при котором требуемое сопротивление опоры должно быть обеспечено только искусственным заземлителем. В условиях, когда учет уменьшения R з за счет влияния железобетонных фундаментов ограничивался ρ г 300, отсутствие соответствующей номограммы для сложной по форме конструкции было оправданным. Однако в дальнейшем этот критерий был пересмотрен в сторону увеличения: в ПУЭ-V (1978 г.) до 500, а в ПУЭ-VII (2003 г.) до При этом вопрос о введении необходимых корректировок в Методические указания не ставился. Ситуация обострилась, когда на ВЛ, проходящей в сложных условиях по грунтам (ВЛ 400 кв ПС «Выборгская» Госграница на двухцепных

3 168 С. Л. Шишигин, А. Н. Новикова башенных опорах, установленных на четырех грибовидных подножниках), возникли проблемы с грозоупорностью, отчасти из-за невыполнения проектных решений по устройству ЗУ. По результатам специальных геофизических исследований грунтов стало очевидным, что проблемы повышения грозоупорности могут быть решены только с использованием ограничителей перенапряжений (ОПН) [5]. Разработка и оптимизация схем грозозащиты с ОПН потребовала получения информации о сопротивлении заземления существующих ЗУ, т. е. фундаментов опор, и предлагаемых конструкций ЗУ. Первые оценки показали необходимость усовершенствования методики расчета R з фундамента, состоящего из грибовидных подножников. Разработка расчетной модели. Сопротивление ЗУ опоры, состоящего из системы железобетонных грибовидных подножников и искусственного заземлителя, может быть определено в результате расчета трехмерного электрического поля растекания тока, например, с использованием метода эквивалентных зарядов (ЭЗ). Основная задача обоснование расчетной модели грибовидного подножника, состоящего из вертикальной стойки квадратного сечения и горизонтальной плиты (рис. 1). Размеры типовых железобетонных грибовидных подножников башенных опор даны ниже (табл. 1). Рис. 1. Типовой железобетонный фундамент (грибовидный подножник) В расчетах стойка грибовидного подножника, длина которой существенно превышает размеры поперечного сечения, заменяется стержнем с эквивалентным диаметром D = 1,18 a, определяемым из условия равенства собственного сопротивления бесконечно длинных проводников квадратного и круглого сечения. При стороне квадрата, равной, а = 400 мм, D = 470 мм. Правомерность такого подхода подтверждают результаты сравнения расчетов [4] и измерений в электролитической

4 Расчет сопротивления заземления фундаментов опор ВЛ 169 ванне [1] сопротивления свайных фундаментов одностоечной и двухстоечной опор. Таблица 1 Сопоставление результатов расчета сопротивления заземления типовых железобетонных подножников (R п ) по методу ЭЗ, с использованием предлагаемой модели, и по инженерной методике при ρ = 100 Ом м Тип фундамента Ф2 Ф3 Ф4 Ф5 Размеры, мм R п, Ом A H k f по [1, рис. 3] 0,31 0,28 0,26 0,27 по [1] 12,4 11,2 10,4 9,0 по методу ЭЗ с использованием модели 12,4 11,35 10,45 9,1 В качестве модели плиты подножника была принята конструкция из шести стержней, проложенных по ее периметру и двум диагоналям (рис. 2), полученная из условия совпадения сопротивления заземления расчетной модели с результатами измерений R з в электролитической ванне. Рис. 2. Расчетная модель фундамента опоры из четырех грибовидных подножников (диаметр вертикальных стержней D в = 470 мм, горизонтальных D г = 60 мм) Адекватность предложенной расчетной модели может быть проверена путем сопоставления результатов расчетов сопротивления ЗУ в однородном грунте, полученных по методу ЭЗ и по инженерной методике, основная расчетная формула которой для сопротивления фундамента R ф имеет вид: R ф = k f ρ/h, (1) где k f коэффициент формы;

5 170 С. Л. Шишигин, А. Н. Новикова H глубина заложения до основания подножника, м; ρ удельное сопротивление однородного грунта, Ом м. Материал [1] позволяет выполнить две тестовые проверки, а именно. Одиночный грибовидный подножник (см. табл. 1). Различие между значениями R п, полученными по двум методам, не превышает 2 %. Сборный фундамент из четырех подножников (см. рис. 2). Тип грибовидного подножника Ф3, основание опоры имеет размеры (3 3) м. Результаты расчета R ф : при использовании модели 5,7 Ом; по инженерной методике 5,6 Ом. Расхождение составляет 2 %. Таким образом, результаты расчетов сопротивления заземления одиночного грибовидного подножника и сборного фундамента из четырех подножников с использованием предложенной модели хорошо согласуются с экспериментальными данными [1], полученными физическим моделированием. Фундамент в неоднородном грунте. Оценим погрешность использования для расчета R п грибовидного подножника в неоднородном грунте номограммы для определения ρ экв, предназначенной для вертикального электрода длиной l в, расположенного в двухслойном грунте с мощностью первого слоя, равной h 1. На рис. 3 дан фрагмент номограммы для h 1 / l в = 1,5/2,5 = 0,6.

6 Расчет сопротивления заземления фундаментов опор ВЛ 171 Рис. 3. Фрагмент номограммы для определения эквивалентного удельного сопротивления двухслойного грунта для вертикального электрода В табл. 2 даны результаты расчета значений сопротивления заземления грибовидного подножника типа Ф3 (R п ) и сборного фундамента из четырех подножников (R ф ). Проведен также расчет значения сопротивления заземления стойки (R с ). Для этого элемента конструкции номограмма рис. 3 справедлива, а для подножника она используется по рекомендациям «Типового проекта», утвержденного в 1975 г. Таблица 2 Результаты расчета R п грибовидного подножника типа Ф3 и фундамента из четырех подножников (R ф ) в двухслойном грунте по двум методикам ρ г по слоям, 1 2 ρ экв, Инженерная методика (ρ экв по рис. 3) Метод эквивалентных зарядов R, Ом стойка подножник фундамент стойка подножник фундамент (k f = 0,506) (k f = 0,28) (k f = 0,14) ρ экв, R с, Ом ρ экв, R п, Ом ρ экв, R ф, Ом Расчеты проводились разными методами для двух вариантов двухслойной структуры грунта с мощностью первого слоя h 1 = 1,5 м: по инженерной методике и по методу эквивалентных зарядов с использованием разработанной модели подножника. По результатам расчетов R п и R ф, полученным по инженерной методике, можно отметить следующее: в случае, когда подошва подножника (или четырех подножников) находится в слое лучшей проводимости, значения R п и R ф оказываются завышенными. При этом несколько выправляет положение использование экспериментально полученного именно для подножника (или четырех подножников) коэффициента формы: в данном случае завышение составляет около 50 %; при расположении подошвы в слое более высокого сопротивления и значительно ниже границы раздела слоев, стеканию тока с подошвы в слой низкого сопротивления препятствует поле токов, стекающих в этот слой со стойки опоры. В этом случае наличие подошвы мало влияет на сопротивление подножника: по табл. 2 видно, что значение R п, полученное по методу ЭЗ, отличается от сопротивления стойки на 10 %. Неучет в инженерной методике качественного

7 172 С. Л. Шишигин, А. Н. Новикова изменения взаимодействия полей токов, стекающих с элементов подножника, приводит в данном случае к занижению значения R п более чем в 1,5, а R ф почти в 2 раза. Разработка номограммы для определения ρ экв для фундамента из четырех грибовидных подножников в двухслойном грунте. На рис. 4 представлены результаты расчета сопротивления заземления подножника типа Ф3 (рис. 4а) и фундамента из четырех подножников при расстоянии между их осями, равном (3 3) м, (рис. 4б) в двухслойном грунте (с соотношением ρ 1 / ρ 2 от 0,01 до 100) при изменении мощности первого слоя h 1 от 0,5 до 5 м. Значение удельного сопротивления грунта первого слоя принято равным ρ 1 = 100. а)

8 Расчет сопротивления заземления фундаментов опор ВЛ 173 Рис. 4. Сопротивление заземления в двухслойном грунте (расчет по методу ЭЗ): а) грибовидного подножника; б) фундамента из четырех подножников Зависимость R з от ρ 1 / ρ 2 меняется от положения границы раздела слоев относительно подошвы подножников. Например, при изменении ρ 1 / ρ 2 от 0,01 до 10 значение R ф уменьшится в 100 раз при h 1 = 1,5 м и только в 5 раз при h 1 = 5 м. В случае, когда мощность первого слоя достигает низа подошвы подножника и при этом ρ 1 / ρ 2 > 1 наблюдается резкое изменение значения сопротивления. Например, при ρ 1 / ρ 2 = 10 при увеличении h 1 от 2 до 3 м значение R п возрастает в 4, а R ф в 3 раза, в то время как при увеличении h 1 от 1 до 2 м изменение сопротивления составляет около 20 %. Из зависимостей рис. 4б может быть получена номограмма для определения ρ экв, необходимая для расчета сопротивления заземления фундамента из грибовидных подножников в двухслойном грунте (рис. 5). Для этого используется формула ρ экв / ρ 2 = 0,01 R ρ1 =100 k ρ H / k f, (2) где R ρ1 =100 сопротивление заземления фундамента при ρ 1 = 100 ; k ρ = ρ 1 / ρ 2 ; k f коэффициент формы по [1]. б)

9 174 С. Л. Шишигин, А. Н. Новикова Рис. 5. Номограмма для определения эквивалентного удельного сопротивления двухслойного грунта для фундамента из четырех грибовидных подножников Использование номограммы рис. 5 можно проиллюстрировать на примере расчета R ф нескольких опор ВЛ 330 кв, проходящих в районе Карельского перешейка по грунтам высокого электрического сопротивления (табл. 3) [6]. Необходимые для определения значения k f параметры равны: а/н = 0,16 и А/Н = 0,72. Значения ρ экв / ρ 2, ρ экв и R ф, приведенные в табл. 3 в скобках, получены при использовании номограммы для определения ρ экв двухслойного грунта для вертикального электрода. По результатам расчета R ф (табл. 3) видно, что погрешности расчета возрастают при увеличении отношения ρ 1 / ρ 2 (см. опоры 221 и 263). Номер опоры Результаты расчета R ф из четырех грибовидных подножников в двухслойном грунте по инженерной методике и по методу ЭЗ Структура грунта h, м ρ, (В С)*, м C B В H k f ρ ρ 1 2 ρ ρ экв 2 ρ экв, Таблица 3 R ф, Ом инженерная методика метод ЭЗ

10 Расчет сопротивления заземления фундаментов опор ВЛ , ,75 3,68 0,64 2,3 0,112 4,0 1,3 (2,8) 455 (980) 20,4 (43,9) 18, , ,33 3,98 0,63 2,5 0,110 2,0 1,5 (2,0) 1005 (1340) 44,2 (59,0) 38, , ,75 3,68 0,64 2,3 0,112 1,8 1,2 (1,55) 804 (1038) 36,0 (46,5) 32,3 * В и С расстояния между осями подножников. Различия значений R ф, полученных по двум методикам, при использовании номограммы рис. 5 несущественны и находятся в пределах точности определения промежуточных параметров по графическим зависимостям. Однако следует отметить, что необходимо дополнить полученный более 30 лет назад справочный материал для определения k f с учетом типоразмеров сборных фундаментов, применяемых в настоящее время. Выводы 1. Применимость разработанной модели железобетонного фундамента типа грибовидного подножника для расчетов сопротивления заземления опор ВЛ по методу эквивалентных зарядов обоснована сопоставлением с результатами физического моделирования измерениями сопротивления моделей подножников в электролитической ванне. 2. Разработанная номограмма для определения эквивалентного удельного сопротивления двухслойного грунта для фундамента из четырех грибовидных подножников может быть использована в качестве недостающего справочного материала к «Типовому проекту. Заземляющие устройства опор ВЛ кв». Список литературы 1. Корсунцев А. В., Покровская К. И. Методика расчета сопротивлений заземления железобетонных фундаментов // Электрические станции, 1968, Типовой проект. Заземляющие устройства опор ВЛ кв тм. М.: Минэнерго, ВГПИ и НИИ «Энергосетьпроект», Правила устройства электроустановок (ПУЭ-IV). М. Л.: Энергия, Шишигин С. Л. Математические модели и методы расчета заземляющих устройств // Электричество, 2010, 1.

11 176 С. Л. Шишигин, А. Н. Новикова 5. Новикова А. Н., Лубков А. Н., Шмараго О. В. и др. Модернизация системы грозозащиты двухцепной ВЛ 400 кв ПС «Выборгская» Госграница с использованием ОПН // Известия НИИ постоянного тока, 2007, Новикова А. Н., Лубков А. Н., Шмараго О. В. и др. Анализ результатов измерений сопротивления заземления опор ВЛ с тросом при модернизации заземляющих устройств // Электрические станции, 2007, 9.

Оглавление диссертации кандидат технических наук Солнцев, Валерий Иванович

Глава I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА РАСЧЕТА ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ, В КАЧЕСТВЕ КОТОРЫХ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ФУНДАМЕНТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ

1.1. Общая характеристика работы . £

1.2. Состояние вопроса расчета заземляющих устройств, в качестве которых используются железобетонные фундаменты . ^

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСЧЕТА ФУНДАМЕНТНЫХ

2.1. Исходные предпосылки.

2.2. Физическая модель фундаментного поля • . 2Ь

2.3. Математический эквивалент фундамента колонны.

2.4. Влияние конструктивных параметров фундаментов колонн и основных геометрических размеров здания на величину сопротивления растеканию фундаментного поля этого здания.

2.4.1. Исследования сопротивления растеканию фундаментного поля графоаналитическим методом

2.5. .Расчетная. модель фундаментного поля в неоднородной земле ••••••••^

2.5.1. Анализ некоторых параметров, определяющих сопротивление растеканию фундаментного поля

2.5*2. Расчет напряжения до прикосновения при использовании фундаментного поля в качестве заземлителя . ^

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ СТЕКАНИИ ТОКА С ФУНДАМЕНТОВ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ В ЗЕМЛЮ.дЬ

3.1. Исходные предпосылки.9Ь

3.2. Характеристика объектов • • • .9?

3.3. Методика эксперимента • ••••••• ¿

ЗЛ. Особенности проведения эксперимента • • • .

ЗА.I, Влияние линий временного электроснабжения • • • • .

3.4,2. Характеристика грунтов .

3.5. Результаты измерений и их анализ • . .

3.5.1. Методика эксперимента по определению сопротивления растеканию фундаментного поля

3.5.2. Влияние конструктивных характеристик фундаментного поля на величину сопротивления растеканию . . . .

3.5.3. Результаты ВЭЗ и измерений сопротивления растеканию фундаментных полей производственных зданий . . . . .№

3.5.4. Результаты измерений распределения потенциалов по конструкциям зданий и коэффициентов до прикосновений . . . . .

Глава 4. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ФУНДАМЕНТОВ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ В КАЧЕСТВЕ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК. /

4.1. Расчет сопротивления растеканию.

4.2. Допустимое расстояние между трансформаторной подстанцией и зданием, позволяющее отказаться от выполнения заземляющего устройства на трансформаторной подстанции при использовании здания в качестве заземляющего устройства.

4.3. Технические требования к конструкциям производственных зданий.

Глава 5. ТЕХНЖО-ЭКОНОШИЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРОК-ИМЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ В КАЧЕСТВЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование заземляющих свойств железобетонных фундаментов производственных зданий и разработка норм при использовании их в качестве заземлителей»

Заключение диссертации по теме «Электротехнические комплексы и системы», Солнцев, Валерий Иванович

II. В результате выполненных экспериментальных исследований на железобетонных фундаментах всех типоразмеров, встречающихся в промышленном строительстве и расположенных в грунтах с диапазоном изменения удельного электрического сопротивления слоев земли .от 10 Ом.м до 12000 Ом.и,было установлено, что предложенная в диссертации расчетная модель фундаментного поля, учитывающая двухслойную вертикальную неоднородность земли и геометрические размеры заземли-теля, позволяет определять величину сопротивления растеканию с погрешностью, не превышающей 30% при доверительной вероятности 0,99. .

2. В результате теоретического анализа, выполненного с учетом результатов прямого натурного эксперимента, проведенного на промышленных объектах, расположенных в различных регионах страны, установлен вритерий, определяющий возможность отказа от прокладки выравнивающих проводников при использовании железобетонных фундаментов производственного здания в качестве заземлителя.

3. В результате теоретического исследования установлено влияние конструктивных параметров отдельных фундаментов различного типа; геометрических размеров здания 10л/? ^ 400 м) и строительного модуля

6 м ^ М ^ 24 м) на величину сопротивления растеканию фундаментного поля.

4. Экспериментальными исследованиями, выполненными на реальных промышленных предприятиях, расположенных в различных районах страны, установлено, что коэффициент напряжения до прикосновения на объектах с длиной стороны не менее | 30 м не превышает 0,1.

5. Получена зависимость, позволяющая выбрать расстояние от промышленного здания до трансформаторной подстанции (ТП) напряжением выше ЮООВ с эффективно заземленной нейтралью, при котором для заземления ТП достаточно воспользоваться фундаментным полем здания,

6. На основании результатов измерений сопротивлений электрических контактов сварных и вязаных соединений арматуры фундаментов и колонн сформулированы специальные требования к конструктивному исполнению железобетонных каркасов зданий при использовании их в качестве заземлителей*

7. Полученное в результате теоретического исследования выражение для определения коэффициента С , входящего в формулу для расчета сопротивления растеканию, позволило обосновать возможность использования в качестве заземлителей фундаментов колонн здания, фундаментные болты которых не имеют металлического соединения с арматурным каркасом фундаментов колонн,

8. Разработан инженерный метод расчета удельного эквивалентного сопротивления двухслойной земли, подтвержденный экспериментальными исследованиями, выполненными в грунтах с соотношением удельных сопротивлений верхнего и подстилающего слоев земли КГ^ /1/^ и отношениях мощности верхнего слоя земли к главному линейному размеру заземлителя 0,001 ^ Ь/т/Я*4 0,5.

9. Основные положения выполненной работы, вошедшие в нормативные документы:

Технический циркуляр Глввэлектромонтажа Минмонтаж-спецстроя СССР Л 9-6-186 /78; Унифицированное задание строительным проектным организациям по использованию металлических и железобетонных конструкций зданий в качестве заземляющих устройств; ГОСТ 12.1.030-81 "ССБТ.Электробезопасность.Защитное заземление,зануление" используются проектными, монтажными, строительными и эксплуатирующими организациями страны.

10. Экономическая эффективность внедрения результатов работы на. каждые 10 млн.кв.м. производственных площадей-вводимых ежегодно промышленных предприятий составляет I млн.руб при условном высвобождении

4. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ФУНДАМЕНТОВ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ В КАЧЕСТВЕ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК

4.1. Расчет сопротивления растеканию.

В настоящее время при строительстве промышленных предприятий в зонах многолетнемерзлых грунтов на стадии предпроектных изысканий, как правило, выполняют вертикальное электрическое зондирование земли. В зонах с обычными грунтами такие изыскания не проводят, но строители выполняют разведку и оценивают физические свойства грунтов, одновременно определяя геологическую структуру земли в местах строительства. В этом случае допускается использование справочных данных для ориентировочной оценки удельных электрических сопротивлений отдельных слоев земли. Таким образом, на основании предпроектных изысканий или по справочным данным на стадии проектирования можно получить $ ' Р& 9 ^ * ^сли известны значения р^ , рг , Н и УЗ^» то удельное эквивалентное сопротивление рэ определяется из выражения (2.55) или по номограмме рис.4 Л [39 ]. Номограмма была построена по данным, полученным из выражения (2.55), в которое подставлялись значения $/рг изменяющиеся от 0,01 до 100. С каждым значением р4 /р^ использовался набор соотношения /7Д/^изменяющийся от 0,002 до 5. Эти значения принимались за максимально возможные. В связи с тем, что построение велось в логарифмическом масштабе, в качестве базового (минимального) значения удельного электрического сопротивления земли была принята величина,равная 10 Ом.м. По оси абсцисс откладывается ikb

4 5 6 18 910t / /з Ом-М щ

Puc.U. Зависимость э^ибалентного электрического сопротиЬленир дВухслойноЦ земли и электрическое сопротивление

Верхнеео слоя земли; Ом м*, Pz~электрическое сопротивление подстилающего слоя земли, Ом'М-, he толщина верхнего слоя земли,м)

Ss-площадь нулевого цикла зданием.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Солнцев, Валерий Иванович, 1983 год

1. Бернацкий А.Ф., Целебровский Ю.В., Чунчин В.А. Электрические свойства бетона. -М.: Энергия, 1980.

2. Bodier G. Lémploi Exclusif des Pilier Metalligues. I.E.E.E. 1971, N 311, p.84-93.

3. Bodier G. La résistiiité des terrains suivant la profondeur. -Le journal de l'éguipement électrigue et électronique. 1971,1. N 317, p.82-115.

4. Бургсдорф В.В. Расчет заземлителей в неоднородных грунтах. Электричество, 1954, № I, с.15-25.

5. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Госиздат физико-математической литературы, 1962, - 564 с.

6. Воробьев В.И. Применение метода электростатической аналогии к расчету сложных заземлителей. Электричество, 1934, № 14, с.11-16.

7. Гончарик Е.П., Куприянович Ю.М., Найфельд М.Р. Об измерениях напряжений прикосновения и шага. Электрические станции, 1976, № И, с.

8. ГОСТ I744I-7 Соединения контактные электрические. Правила приемки и методы испытаний. - М.: Издательство стандартов, 1978, - c.IZ

10. Дмитриев И. Серьезный экзамен для строителей. Коммунист, 1982, № 4(1212), с.34-46.

11. Инструкция по устройству сетей заземления и зануления в электроустановках (СН 102-76). М.: Энергия, 1976, -53о,

12. Инструкция по проектированию и устройству молниезащиты зданий и сооружений (СН 305-77). М.: Энергия, 1977

13. Исследование и разработка рациональных способов монтажа заземляющих устройств электроустановок, расположенных в зонах многолетнемерзлых грунтов: Отчет ВНИИЛЭМ; Руководитель работы В.А.Антонов; № ГР 74056636; инв. № Б 603187. М., 1976 - 131 с.

14. Карякин Р.Н. Тяговые сети переменного тока. М.: Транспорт, 1964. - -с.

15. Карякин Р.Н. Сопротивление растеканию контуров заземления тяговых подстанций переменного тока. Электричество,1966, № 3, с.64-66.

16. Карякин P.H. О возможности использования в качестве за-землителей железобетонных фундаментов, защищенных от воздействия агрессивных сред. Промышленная энергетика.1982, № 10, с,50-54.

17. КарякиН Р.Н., Власов С.П., Шевейко. И.А. Распределение потенциала на поверхности земли территории тяговой подстанции переменного тока. Электричество. 1968, № 3, с.54-58.

18. Карякин Р.Н., Солнцев В.И. Расчет сопротивления заземлите-телей, образованных железобетонными фундаментами. Электричество. 1981, № 8, с.42-44.

19. Карякин Р.Н., Солнцев В.И., Лившиц Д.С., ХалезовС.А. Железобетонные фундаменты и конструкции естественные зазем-лители. - Монтажные и специальные строительные работы. Серия П. Монтаж и наладка электрооборудования. 1980, № 8, с.7-10.

20. Корн Г. и Корн Т. Справочник по математике. М.: Наука, 1980. - 831 с.

21. Корсунцев А.В., Покровская К.И. Методика расчета сопротивлений заземления железобетонных фундаментов. Электрические станции. 1968, № II, с.63-65.

22. Коструба С.И. Измерения электрических параметров земли и заземляющих устройств. М.: Энергия, 1972. - 271 с.

23. Lange W. Hinweise Zur Aus^legung des Standards TGL 200 -0603. - Der Elekto-Praktiker. 1976, Bd.30, H 3.

24. Максименко H.H. О проводимости железобетонных свайных фундаментов в условиях вечномерзлых грунтов. Промышленная энергетика, 1963, № II, с .41-42.

25. Максименко H.H. Заземляющие устройства в многолетнемерз-лых грунтах. Красноярск: Политехнический институт, 1974.- 503 с.

26. Максименко H.H., Асеев Г.Г., Селянин А.И., Якушев М.В. Сопротивление растеканию фундаментов промышленных зданий и сооружений. Промышленная энергетика. 1975, № I, с.

27. Манойлов В.Е. Исследование естественных заземлителей. -ДиссерХканд.техн.наук. I.,I946. - 163 с.

28. Марголин Н.Ф. Токи в земле. М.-Л. Госэнергоиздат, 1947.- 195 с.

29. Марквард К.Г. Энергоснабжение электрических железных дорог. М.: Транспорт, 1965. - с.

30. Меньшов Б.М., Воронина A.A., РазевиГ Д.В., Рябкова Е.Я. Расчет сопротивлению растекания. Электрические станции. 1970, № 2, с.59-65.

31. Меньшов Б.Г., Альтшулер Э.Б. Выбор частоты измерительноготока при оценке протяженных заземлителей. Электрическиестанции, 1979, № 8, с.irOL

32. Меньшов Б.Г., Солнцев В.И. Допустимое расстояние между трансформаторной подстанцией и зданием, позволяющее отказат :ться от выполнения заземляющего устройства. Промышленная энергетика. 1982, № 10, с.54-56.

33. Михайлов М.И., Разумов Л.Д. Электрические параметры подземных металлических трубопроводов. Раздел Электричество. -М.-Л.: ГЭЙ, 1963.

34. Нормы проектирования. Бетонные и железобетонные конструкции: СНиП П-21-75. М.: Стройиздат, 1976. - 89 с.

36. Об использовании железобетонных фундаментов промышленных зданий в качестве заземлителей: Технический циркуляр ГлавэлектромонтажаММСС СССР № 9-6-186/78. Промышленная энергетика. 1982, № 4, с.№56

37. Оллендорф Ф. Токи в земле. Теория заземлений. М.-Л.: ГНТИ, 1932. - 215 с.

38. Ослон А.Б. Расчет некоторых видов сложных заземлителей. -Электричество. 1958, № 4, с.

39. Ослон А.Б. О зависимости сопротивления заземления от размеров заземлителя. Электричество. 1964, № I, с.69-70.

40. Ormändlaky Zs. tfj foldelesi megoldäsok. Epületgepeszet. 1975, evf.24, N 3, old.110-112.

41. Палетки теоретических кривых электрического зондирования/ Приложение к книге Осильви A.A. и Хмелевского В.К. Сборник задач и упражнений по курсу электроразведка. М.: Издание МГУ. 1964, - 69 с.

42. Пацук JI.А. Упрощенный расчет сложных заземляющих устройств. Электрические станции, 1978, J* 8, с.61-64.

43. Pollaczek F. Uber das Feld einer unendlich langen wechsels-tromdurchflossenen Einfachleitung Elektrische Nachrichtentechnik. Bd.3, 1926, N 9, s.339-359.

44. Правша устройства электроустановок (ПУЭ). Ivl.-Л.: Энергия, 1966, 464 с.

45. Preminger J. Evaluation of Concrete Encased Electrodes. ь I.E.E.E. Transactions on Industry Applications. 1975» V.11, N 6, p.

46. Решение Минэнерго СССР Jfe Э-13/76 от 29 декабря 1976 г.

47. Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения) . М.: Стройиздат, 1978. - 174 с.

48. Рюденберг Р. Эксплуатационные режимы электроэнергетических систем и установок. Л.: Энергия, 1978. - 575 с.

49. Tagg G,F. Measurement of low eath electrode resistances. -Electr. Times, 1936, N 2353.

50. Tagg G.F. Measurement of the resistance of physically lauge earth electrode systems. Proc.IEEE, 1970,117, N 11,p.2185-2190.

51. TGL 200 - 0603/02. Erdung in elektrotechnischen Anlagen. 1974.

52. Тихонов H.A. Основные направления экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года: Доклад ХХУ1 съезду КПСС. Правда, 1981, 5 марта.

53. Унифицированное задание строительным проектным организациям по использованию металлических и железобетонных конструкций зданий в качестве заземляющих устройств. Промышленная энергетика. 1982, № 5, с. 54-59.

54. Ufer H.G. Investigation and Testing of Footing Type Grounding Electrodes for Electrical Installations. - I.E.E.E. Transactions, 1970, vol.6, N 6.

55. Pagan E.J., Lee R.M. The Use of Conorete-Enclosed Reinforcing Rods on Grounding Electrodes. I.E.E.E. Transactions of Industry and General Applications.1970, vol 6, N 4, p.349-360.

56. Peydt M. Berechung der Erdungsimpedanz naturlicher Fundamen-terder. Elektrie. 1979, H.7; s;339-341.

57. Flesznski, Lisiecki J., Hejnowicz, Lejdy B. Odpor ose konstru-kcji zelbetowych jako uziomow natural nych na dzialanie pradow udarowych. - Prace Naukowe Instytutu Energoelektryki Politekhniki Wroctawskiej Ж 42, Konferecje N 7, s.69-76.

58. Schwarz S.J. Analytical Expressions for the Resistance of Grounding Systems. AIEE.Tr.Aug., 1954,v.73, pt -Bp. 1011-1 016.

59. Шенк X. Теория инженерного эксперимента. M.: Мир,1972. -- 381 с.

60. Якобе А.И. Теория и методы расчета заземлителей, работающих цри токах промышленной частоты в неоднородных электрических структурах. Автореферат дис.докт.техн.наук. -М.; 1969, - 61 с.

61. Эбин Л.Е., Якобе А.И. Применение метода наведенных потенциалов при расчете сложных заземлителей в неоднородных грунтах. Электричество, 1964, № 9, с.1-6.

62. Электротехнический справочник. Под редакцией профессоров МЭЙ. М.: Энергия, 1964. - 236 с.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.

Digital Science & Education LP (Company number LP022131), 85 Great Portland Street, First Floor, London, United Kingdom, W1W 7LT

18.Вогралик В. Г., Вязьменскнй Э. С. Очерк китайском медицины. М.— Л., Медгиз, 1961, 299 с.

19.Вопросы электробезопасности производства работ в электросетях. [Сборник статей]. Под ред. И. А. Серебренникова. М.— Л., «Энергия», 1964, 81 с. с ил.

20.Геков Л. Смертельный случай от индуктированного напряжения.— «Энергетика» (иа болг. яз.), 1972, № 11, с. 13—19.

21.Гельферих Ф. Иониты. М., Изд-во иностр. лит., 1962. 490 с. с ил.

22.Глазеиап М. С, Манойлов В. Е. Неудовлетворительное выполнение пересечек линий передач с проводами связи—возможный источник электротравм.— В ки.: Вопросы электропатологии, электротравматизма и электробезопасности. Т. 2. Фрунзе, Изд-во АН Кирг. ССР, 1957, с. 3—17 с ил.

23.Глазеиап М. С., Манойлов В. Е., Теитер Ю. К. Методика расследования электротравм.— В кн.: Вопросы электропатологии, электротравматизма н электробезопасности. Т. 4—5. Фрунзе, Изд-во АН Кирг. ССР, 1964, с. 57—61.

24.Гордон Г. Ю., Филиппов В. И., Ярченко Е. С. Производственный электротравматизм. М., Профиздат, 1973. 191 с. с ил.

25.Горииевская В. В. Краткий очерк травматологии и воеино-полевой хирургии в Советском Союзе.— В ки.: Основы травматологии. Т. 1. Изд. 3-е. М.— Л., Медгиз, 1952, с. 5—14.

26.Гурвич Н. Л. Электротравма. М., «Медицина», 1966. 40 с.

27.Дворкии А. М. Профилактика травматизма и организация травмато-лого-ортопедической помощи в СССР.— В ки.: Многотомное руководство по организации и травматологии. Т. 1. Общие вопросы ортопедии и травматологии. М., «Медицина», 1967, с. 51—89.

28.Долин П. А. Средства личной защиты. М., «Энергия», 1966. 147 с. сил.

29.Долин П. А. Работы под напряжением иа ЛЭП высокого и сверхвысокого напряжения. Автореф. дис. иа соискание ученой степени д-ра техн. наук. М., 1973. 61 с. (МЭИ).

30.Дулов Л. А., Слинкин А. А. Органические полупроводники. М., «Наука», 1970, 124 с.

31.Егизариаи Э. С. Изменения, появившиеся в селезенке умершего вследствие электрического удара.— «Здравоохранение Арм. ССР» (на арм. яз.), 1970, № 4, с. 12.

32.Еллииек С. Несчастные случаи от электричества. М., «Вопросы труда», 1927. 177 с.

33.Защита от действия электромагнитных полей и электрического тока в промышленности. [Сборник статей]. Под ред. В. И. Филиппова и Ю. А. Морозова. М., ВНИИ охраны труда ВЦСПС, 1973. 100 с. с ил.

34.Иван Эйдзн.—«Дэнки Кэйсан» (иа яп. яз.), 1973, № 8, с. 59—64.

35.Илипаев И. И. К вопросу фибрилляции.— В кн.: Труды ни-та фнзиол. и экспер. патол. высокогорья. Т. 2. Фруизе, Изд-во АН Кирг. ССР, 1966, с. 3—10.

36.Ильина А. И., Теплое С. И. К механизму изменений электрокардиограммы при болевом раздражении.— «Физиологический журнал СССР им. И. М. Сеченова», 1958, № 8, с. 720—726 с ил.

37.К итогам дискуссии о номенклатуре, классификации и причинах травматизма.— «Ортопедии, травматология н протезирование», 1960, № 10, с. 85—87.

38.Кадыков Б. И., Орлов Б. В. Исследование действия переменного тока различной частоты иа животный организм.— «Судовая электротехника н связь», 1958, вып. 1, с. 43—54 с нл.

39.Каплаи А. Д. Подача первой помощи при поражениях электрическим током и молнией. М.— Л., Медгиз, 1961. 82 с. с ил.

40.Капустин А. А. Заземление как средство надежной работы приборов среды, пространства и биоииформации.— «Труды ЛИАП», иып. 51, 1966, с 47—50.

41.Карякин Р. Н., Власов С. П. К вопросу о нормировании заземляющих устройств электроустановок с большими токами замыкания на землю.— «Промышлениаи энергетика», 1968, № 5, с 39—43.

42.Кертис Г. Биоэлектрические Измерения.— 8 кн.: Биофизические методы исследования. М., Изд-во иностр. лит., 1956, с. 126—149 с ил.

43.Киселев А. П. Тело человека как элемент электрической цепи.— «Труды МИИТ», 1966, вып. 226, с. 51-62.

44.Киселев А. П., Мещеряков Л. К., Равикович И. Д. Влияние частоты в установках переменного тока на условия электробезопасности.— В кн.: Вопросы электропатологни, электротравматизма и электробезопасности. Т. 4— 5. Фрунзе, Изд-во АН Кирг. ССР, 1966, с. 17—33.

45.Киязевский Б. А., Марусова Т. П., Чекалин Н. А. Охрана труда в электроустановках. М., «Энергия», 1973. 320 с. с ил.

46.Козлов В. И. Указатель напряжения.— «Труды ЛИАП», 1966, вып, 51, с. 82.

47.Копытов Ю. В., Вайнштейн Л. И. Борьба с электротравматизмом — задача большой важности.— «Промышленная энергетика», 1968, № 7, с. 2—4.

48.Корж Н. А.— Заземление. Харьков, «Книга», 1969. 134 с. с ил.

49.Корж Н. А. Заземление, токи в земле и электробезопасность. М., Ии-формэиерго, 1975. 72 с.

50.Королькова В. И. Электробезопасиость на промышленных предприятиях, М., Оборонгиз, 1956. 441 с. с ил.

51.Корсуицев А. В., Покровская К. И. Методика расчета сопротивления заземления железобетонных фундаментов.— «Электрические станции»,

52.Костенко М. В. Методы расчета электростатических полей. М., «Высшая школа», 1963. 415 с. с ил.

53.Крикунов М. Ф., Скворцов Ф. Ф. Случай смертельного поражения электрическим током напряжением 12 В.— «Вестник электропромышленности», 1957, № 4, с. 75—76.

54.Кузнецов А. И. Техника безопасности в энергетических установках. М.—Л., Госэнергоиздат, 1952. 287 с. с ил.

55.Лебль О. Заземление, зануление, защита выключателями. Л.— М., ОНТИ, 1937. 151 с. с ил.

56.Ливенцев Н. М. Курс физики для медвузов. М., «Высшая школа»,

57.Логинова Е. А. Очерки по истории борьбы с травматизмом в СССР. М., Медгиз, 1958. 180 с.

58.Лейбов Р. М. Утечки в шахтных электрических сетях. М., Углетехиз-дат, 1952. 364 с. с ил.

59.Лисин Б. Ф. Решительно бороться с электротравматизмом.— «Энергетик», 1973, № 8, с. 13—14.

60.Малое Н. Н., Ржевкии С. Н. Сопротивление человеческого тела электрическому току высокой частоты.— ЖПФ, 1929, т. 6, вып. 2, с. 39—73 и вып. 5, 109—112.

61.Маиойлов В. Е. Авария с поражением людей от шаговых напряжений.— «Электричество», 1936, № 8, с. 23—29 с ил.

62.Маиойлов В. Е. Сопротивление заземления мест повреждения в сетях 380—220 В. — «Электрификация сельского хозяйства», 1936, № 3, с. 78—80.

63.Маиойлов В. Е. Под высоким напряжением. М.— Л., Госэнергоиздат. 1948. 48 с. с ил.

64.Маиойлов В. Е. Электробезопасность иа промышленных предприятиях. Автореф. дис. иа соискание ученой степени д-ра техн. наук. Л., 1953. 42 с. (ЛЭТИ).

65.Маиойлов В. Е. Факторы и условия, определяющие исход электротравм.— В кн.: Труды конф. по электротравме. Фрунзе, Изд-во АН Кирг. ССР. 1957, с. 23—37.

66.Манойлов В. Е. Изолирующие полы как надежное средство электро-безопасиости.— «Промышленная энергетика», 1959. № 9, с. 17—20.

67.Маиойлов В. Е. Проблемы электробезопасиости. М.— Л., Госэнергоиздат, 1961. 297 с. с ил.

68.Манойлов В. Е. Исследование особенностей электропроводности teJla человека.— «Электричество», 1963, № 11, с. 37—41; дискуссию по этой статье см. в ж. «Электричество», 1965, К* 5, с. 50—51.

69.Маиойлов В. Е. Рациобиосфера.—«Труды ЛИАП», 1970, вып. 69, с. 2—8 с ил.

70.Маиойлов В. Е. Электричество и человек. Л., «Энергия», 1975. 144 с. с пл.

71.Манойлов Е. О., Маиойлов В. Е. Исследование электротравмы иа алкоголизнрованпых и неалкоголнзнропанпых животных (цпт. по [175]).

72.Методические рекомендации по научной организации труда и управления для инженерно-технических работников и служащих в области эксплуатации электростанций и эксплуатационно-ремонтного обслуживания электросетей. М., ОРГРЭС, 1969. 63 с.

73.Мищенко И. К. О порогах электрической фибрилляции сердца в условиях высокогорья. Автореф. дис. на соискание ученой степени канд. биол. наук. Фрунзе, 1963. 24 с. (АН Кирг. ССР).

74.Морозов Ю. А. Прибор для измерения напряженности электрического поля промышленной частоты.— В кн.: Научные работы ВНИИ охраны труда ВЦСПС. Т. 65. Профнздат, 1970, с. 15—19 с ил.

75.Назаренко И. Т. Производственный травматизм и жизненный уровень трудящихся в США. М., Соцэкгнз, 1961, 218 с.

76.Найфельд М. Р. Заземления и защитные меры безопасности. Изд. 3-е. М.~ Л., «Энергия», 1965. 288 с. с ил.

77.Насонов Д. Н. Роль энергии раздражающего тока при возникновении возбуждения в нервном волокне.— «Физиологический журнал СССР им. И. М. Сеченова», 1955, № 4, с. 554—567.

78.Насонов Д. Н., Розенталь Д. Л. Фактор времени при оценке возбудимости тканей.— «Физиологический журнал СССР им. И. М. Сеченова», 1963, № 4, с. 405—422.

79.Несчастные случаи в электрических установках Швейцарии.— «Промышленная энергетика», 1957, № 7, с. 33—35; 1958, № 11, с. 31—33.

80.Николас А. Оценка вероятности поражения людей иа линиях связи наведенным потенциалом ЛЭП.— «Электротехника», 1969, № 1.

81.Нормы и правила по охране труда при работах иа подстанциях и воздушных линиях электропередачи напряжением 400, 500 и 750 кВ переменного тока промышленной частоты. М., ОРГРЭС, 1970, 11 с.

82.Оллендорф Ф. Токи в земле. Теория заземлений. М., ГОНТИ, 1932. 214 с. с ил.

83.Ослои Л. Б. Расчет прямоугольных заземляющих контуров.— «Электричество», 1959, № 7, с. 79—81.

84.Ослон Л. Б. Расчет углубленных заземлителей линии опор ЛЭП.— «Электричество», 1961, № 12, с. 59—63.

85.Ослои Л. Б. О зависимости сопротивления заземления от размеров заземлителя.— «Электричество», 1964, № 1, с. 69—70.

86.Петрик Г. О. О применении ксилолитовых полов в жилых домах.— «Промышленная энергетика», 1959, № 9, с. 22—23.

87.Позиаиская Н. Б. Ионная проницаемость человеческой кожи.— «Бюлл. экспер. биологии и медицины», 1938, № 6, вып. 2, с. 17—21.

88.Положение о расследовании и учете несчастных случаев иа производстве. М., «Энергия», 1966. 121 с.

89.Правила техники безопасности при эксплуатации и строительстве сооружений и устройств связи. М.— Л., Госэнергоиздат, 1959. 103 с.

90.Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок электрических станций и подстанций. Изд. 18 е. М., «Энергия», 1969, 119 с.

91.Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. Изд. 3-е. М., «Энергия», 1970. 352 с.

92.Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Изд. 12-е. М., «Энергия», 1968. 284 с.

В настоящее время широко используются трехфазные трехпроводные сети с изолированной нейтралью и трехфазные четырехпроводные сети с глухозаземленной нейтралью, в которых основной защитой от электротравм при нарушении изоляции служат соответственно заземление и зануление.

Для эффективной защиты от поражения электрическим током устройства заземления и зануления должны иметь малые сопротивления растеканию тока в земле.

В последнее время в качестве заземляющих устройств стали использовать фундаменты промышленных зданий, что позволяет снизить стоимость и повысить их долговечность. В этом случае сопротивление растеканию тока заземляющего устройства, Ом,

где – удельное электрическое сопротивление грунта, Ом·м; S – площадь, ограниченная периметром здания, м 2 (вычисляют как произведение длины на ширину здания).

где и – удельные электрические сопротивления соответственно верхнего и нижнего слоя земли, Ом·см (задаются по варианту); α, β – безразмерные коэффициенты, зависящие от соотношения удельных электрических сопротивлений слоев земли; при α = 3,6, β = 0,1; при α = 1,1 · 10 2 , β = 0,3 · 10 –2 ; h₁ – мощность (толщина) верхнего слоя земли, м (задается по варианту).

Определив сопротивление растеканию тока железобетонного фундамента, необходимо сравнить полученное значение с допустимыми значениями сопротивления заземляющего устройства (табл. 1).

Сопротивление заземляющих устройств электроустановок, Ом, не более

В сетях с заземленной нейтралью

В сетях с изолированной нейтралью

Напряжение трехфазного источника питания, В

Напряжение однофазного источника питания, В

2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

2.1. Выбрать вариант (табл. 2).

2.2. Определить сопротивление растеканию тока в заземляющем устройстве.

2.3. Сравнить полученное значение с нормативным сопротивлением заземляющих устройств (см. табл. 1).

2.4. Подписать отчет и сдать преподавателю.

Варианты заданий

к практическим занятиям по теме «Оценка возможности использования железобетонного фундамента цеха в качестве заземли теля».

Вариант определяют по первой букве фамилии и последней цифре учебного шифра. Для студентов, чьи фамилии начинаются с букв А. 3, – варианты 1. 10; И. П – 11. 20; Р. Я – 21. 30.

Габаритные размеры цеха, м

Удельное электрическое сопротивление слоя земли, Ом · м

Мощность (толщина) верхнего слоя земли, м

Напряжение сети, В

Трехфазная с изолированной нейтралью

Трехфазная с глухозаземленной нейтралью

ГОСТ 12.1.030—81. ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Защитное заземляющее устройство, предназначенное для защиты людей от поражения электрическим током при переходе напряжения на металлические части электрооборудования, представляет собой специально выполненное соединение конструктивных металлических частей электрооборудования (вычислительная техника, приборостроительные комплексы, испытательные стенды, станки, аппараты, светильники, щиты управления, шкафы и пр.), нормально не находящихся под напряжением, с заземлителями, расположенными непосредственно в земле.

В качестве искусственных заземлителей используют стальные трубы длиной 1,5. 4 м, диаметром 25. 50 мм, которые забивают в землю, а также металлические стержни и полосы.

Для достижения требуемого сопротивления заземлителя, как правило, используют несколько труб (стержней), забитых в землю и соединенных там металлической (стальной) полосой.

Контурным защитным заземлением называется система, состоящая из труб, забиваемых вокруг здания цеха, в котором расположены электроустановки.

Заземление электроустановок необходимо выполнять:

при напряжении выше 380 В переменного и 440 В постоянного тока в помещениях без повышенной опасности, т. е. во всех случаях;

при номинальном напряжении выше 42 В переменного и 110 В постоянного тока в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках;

при любых напряжениях переменного и постоянного тока во взрывоопасных помещениях.

Ниже приведены классификация и характеристика помещений.

Помещения без повышенной опасности:

помещения, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную опасность или особую опасность (см. ниже).

Помещения с повышенной опасностью:

помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий:

сырость (относительная влажность воздуха длительно превышает 75 %);

токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т.д.);

высокая температура (температура в помещении постоянно или периодически превышает 35 °С);

возможность одновременного прикосновения человека к соединенным с землей металлоконструкциям зданий с одной стороны и к металлическим корпусам электрооборудования с другой.

Помещения особо опасные:

помещения, характеризуемые наличием одного из следующих условий:

особая опасность – относительная влажность близка к 100 % (потолок, стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой);

химически активная или органическая среда (в помещении содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, образуются отложения или плесень);

наличие одновременно двух и более условий для помещений повышенной опасности.

На электрических установках напряжением до 1000 В одиночные заземлители соединяют стальной полосой толщиной не менее 4 мм и сечением не менее 48 мм 2 . Для уменьшения экранирования рекомендуется одиночные заземлители располагать на расстоянии не менее 2,5. 3 м один от другого.

2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА

Сопротивление растеканию тока. Ом, через одиночный заземлитель из труб диаметром 25. 50 мм

где ρ – удельное сопротивление грунта, которое выбирают в зависимости от его типа, Ом · см (для песка оно равно 40000. 70000, для супеси – 15000. 40000, для суглинка – 4000. 15000, для глины – 800. 7000, для чернозема – 900. 5300); l_тр — длина трубы, м.

Затем определяют ориентировочное число вертикальных заземлителей без учета коэффициента экранирования

n = R_тр/r

где r – допустимое сопротивление заземляющего устройства, Ом.

В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) на электрических установках напряжением до 1000 В допустимое сопротивление заземляющего устройства равно не более 4 Ом.

Разместив вертикальные заземлители на плане и определив расстояние между ними, определяют коэффициент экранирования заземлителей (табл. 1).

1. Коэффициенты экранирования заземлителей η_тр

Число труб (уголков)	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	η_тр	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	η_тр	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	η_тр
4	1	0,66. 0,72	2	0,76. 0,80	3	0,84. 0,86
6	1	0,58. 0,65	2	0,71. 0,75	3	0,78. 0,82
10	1	0,52. 0,58	2	0,66. 0,71	3	0,74. 0,78
20	1	0,44. 0,50	2	0,61. 0,66	3	0,68. 0,73
40	1	0,38. 0,44	2	0,55. 0,61	3	0,64. 0,69
60	1	0,36. 0,42	2	0,52. 0,58	3	0,62. 0,67

Число вертикальных заземлителей с учетом коэффициента экранирования

Длина соединительной полосы, м,

где а – расстояние между заземлителями, м.

Если расчетная длина соединительной полосы получилась меньше периметра цеха (задается по варианту), то длину соединительной полосы необходимо принять равной периметру цеха плюс 12. 16 м. После этого следует уточнить значение η_тр. Если а/l_тр > 3, принимают η_тр = 1.

Сопротивление растеканию электрического тока через соединительную полосу, Ом,

Результирующее сопротивление растеканию тока всего заземляющего устройства, Ом,

где η_п – коэффициент экранирования соединительной полосы (табл. 2).

Читайте также:

Корсунцев а в покровская к и методика расчета сопротивлений заземления железобетонных фундаментов

Оглавление диссертации кандидат технических наук Солнцев, Валерий Иванович

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Электротехнические комплексы и системы», 05.09.03 шифр ВАК

Разработка заземляющих устройств электрических подстанций 110 кВ комплектного типа 2001 год, кандидат технических наук Селиванов, Александр Георгиевич

Оценка защитного действия заземляющих сетей северных промышленных комплексов 2003 год, кандидат технических наук Авербух, Михаил Александрович

Построение расчетных моделей заземлителей в условиях Крайнего Севера 2005 год, кандидат технических наук Паринова, Ирина Владимировна

Похожие диссертационные работы по специальности «Электротехнические комплексы и системы», 05.09.03 шифр ВАК

Обеспечение долговечности электросетевых конструкций энергосистем, водного и железнодорожного транспорта 2000 год, доктор технических наук Демин, Юрий Васильевич

Методы снижения сопротивления заземляющих устройств в многолетнемерзлых грунтах 2012 год, кандидат технических наук Васильев, Павел Филиппович

Заключение диссертации по теме «Электротехнические комплексы и системы», Солнцев, Валерий Иванович

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Солнцев, Валерий Иванович, 1983 год