5.9. Расчет заземления

В зависимости от места размещения заземлителей относительно заземляемого оборудования различают два типа заземляющих устройств: выносное и контурное. При выносном заземляющем устройстве заземлитель вынесен за пределы площадки, на котором размещено заземляемое оборудование.

Когда естественные заземлители отсутствуют или их использование не даёт нужных результатов, применяют искусственные заземлители: стержни из угловой стали размером 40х40, 50х50, 60х60, 75х75 мм с толщиной стенки не менее 4мм, длиной 2,5-3 м; стальные трубы диаметром 50-60 мм, длиной 2,5-3 м с толщиной стенки не менее 3,5мм; прутковая сталь диаметром не менее 10 мм, длиной до 10 мм и более.

Заземлители забивают в ряд или по контуру на такую глубину, при которой от верхнего конца заземлителя до поверхности земли остается 0,5 – 0,8 м. Расстояние между вертикальными заземлителями должно быть не менее 2,5 – 3 м.

Для соединения вертикальных заземлителей между собой применяют стальные полосы толщиной не менее 4 мм сечением не менее 48 мм2 или стальной провод диаметром не менее 6 мм. Полосы (горизонтальные заземлители) соединяют с вертикальными заземлителями сваркой. Произведём расчет защитного заземления.

Всё оборудование поста управления питается от сети 220в, которое подлежит заземлению. Наибольшее допустимое сопротивление заземляющего устройства по ПУЭ не должно превышать R=4 Ом в любое время года.

Расчётный ток замыкания на землю определяется из выражения:

Iз=220/4=55А

Расчётное удельное сопротивление грунта. Грунт – суглинок с удельным сопротивлением ρ=100 Ом∙м, климатический коэффициент к=1,4.

Rрасч=100∙1,4=140 Ом∙м.

В качестве вертикальных стержней предлагается применить стальной пруток с шириной полки 40 мм и длиной 2,5 м.

Сопротивление одиночного вертикального заземлителя:

Rст.од.=(Rрасч./(2∙3,14∙L)) ∙ln(2∙L/D)+0,5∙ln((4L+7H)/(7H+L)),

где L – длина стержня,

D – эффективный диаметр стержня,

Эффективный диаметр стержней:

D=0,95∙0,04=0,038 м.

Rст.од.= (140/(2∙3,14∙2,5)) ∙ ln(2∙2,5/0,038) + 0,5∙ln((4∙2,5+7∙0,5)/ (7∙0,5+2,5))=43,7 Ом.

Примем длину соединительной полосы равной 10 м. Сопротивление соединительной полосы:

Rп=ρ∙L /S=18∙10 / 3.14∙25=2,476 Ом.

Требуемое сопротивление растеканию вертикальных стержней:

Rст.=Rп∙Rи / ( Rи- Rп).

Rст.=2,476∙4/(4–2,476)=6,5 Ом.

Окончательно определим число вертикальных стержней. Коэффициент использования r=0,69 (при размещении по контуру и отношении расстояния между заземлителями к их длине равным 0,8).

N=43,7 / (0,69∙6,5)=9,74.

Таким образом, в контуре заземления следует использовать 10 стержней из уголковой стали. Соединение заземлителей с прутком должно осуществляться при помощи сварки.

Рис 5.2. Схема заземления оборудования. Заключение

В результате выполнения дипломного проекта спроектирована информационно-управляющая система установки доводки металла кислородно – конвертерного цеха ОАО «Северсталь».

В процессе проектирования была разработана функциональная схема системы управления, выбрана аппаратура для ее реализации, повышающая надежность выполнения функций системы, разработана конфигурация системы, исходя из выбранных аппаратных средств, составлен алгоритм работы устройства и написана программа, реализующая данный алгоритм.

Разработанная автоматическая система включает в себя устройство ввода начальных условий, устройство отображения информации, датчики измерения давления в трубопроводе подачи аргона, устройство вычисления расхода газа и отклонения от заданного значени, систему визуализации, позволяющую задавать требуемые параметры продувки с компьютера, а также вести статистический учет результатов продувки каждого стальковша.

Также была разработана математическая модель системы, произведен расчет её параметров и исследование реакции системы на отработку воздействий.

Разработан и отлажен комплекс программ, который выполняет функции и предоставляет возможности для дальнейшего развития системы, путем наращивания функциональных возможностей..

Программное обеспечение спроектировано под заданный комплекс технических средств и обеспечивает выполнение требований, предъявленных в техническом задании.

Рассчитаны основные экономические показатели проекта.

Произведен анализ требований техники безопасности, предъявляемых к помещениям АСУ ТП. Рассмотрены расчет искусственного освещения операторской и предложен вариант заземления аппаратуры.