Конструктивный расчет реохорда

Реохорд представляет собой круглую шину, на которую намотана проволока сопротивления[3].

Зададимся удельным числом витков проволоки n_уд., приходящихся на 1% шкалы потенциометра. n_уд=14. Тогда общее число витков будет равно:

n = 100 × n_уд= 100 × 14 = 1400 витков

Длина намотки сопротивления реохорда L_р равна:

мм ,

где D = 150 мм – диаметр реохорда;

j = 315^о - центральный угол рабочей части намотки.

Диаметр намоточного провода

, мм.

Выбираем диаметр провода d_пр=0,3 мм.

По справочным данным выбираем материал провода и учитывая диаметр провода определяем его удельное сопротивление таблица K1 (Приложение K). Тогда необходимая длина намоточного провода:

В качестве материала был выбран никелин, т.к. длина намоточного провода изготовленного из этого материала уменьшается в среднем в 4.16 раза.

Определим диаметр шины реохорда, на которую наматывается провод:

мм,

где l – длина одного витка провода, которая определяется

по формуле:

мм

Примем диаметр шины реохорда равным 1,4 мм.

Расчет заземления

Заземлением называют преднамеренное гальваническое соединение металлических частей электроустановки с заземляющим устройством.

Различают следующие виды заземлений:

- защитное – выполняют с целью обеспечения электробезопасности при замыкании токоведущих частей на землю;

- рабочее – предназначено для обеспечения нормальных режимов рабо-ты установки;

- молниезащитное – для защиты электрооборудования от перенапря-жений и молниезащиты зданий и сооружений.

Заземляющее устройство – это совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Заземлитель – металлический проводник или группу проводников, находящихся в соприкосновении с землей. Различают естественные и искусственные заземлители.

Естественные заземлители – это различные конструкции и устройства, которые по своим свойствам могут одновременно выполнять функции заземлителей: водопроводные и другие металлические трубопроводы (кроме трубопроводов горючих или взрывчатых жидкостей и газов, а также трубопроводов, покрытых изоляцией от коррозии), металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, имеющие надежное соединение с землей.

Под искусственными заземлителями понимают закладываемые в землю металлические электроды, специально предназначенные для устройства заземлений. В качестве искусственных заземлителей применяют: для вертикального погружения в землю – стальные стержни диаметром 12 – 16 мм, угловую сталь с толщиной стенки не менее 4 мм или стальные трубы (некондиционные) с толщиной стенки не менее 3,5 мм; для горизонтальной укладки – стальные полосы толщиной не менее 4 мм или круглую сталь диаметром 6 мм.

Заземляющие проводники служат для присоединения частей электроустановки с заземлителем. Помимо обычных проводов соответствующего сечения, заземляющими проводниками могут служить металлические конструкции зданий и сооружений: колонны, фермы, каркасы.

Расчет заземляющих устройств сводится к расчету заземлителя, так как заземляющие проводники в большинстве случаев принимают по условиям механической прочности и стойкости к коррозии по ПУЭ [3].

Расчет выполним в следующей последовательности:

1. Расчет тока замыкания на землю и нормы на сопротивление заземления

Расчет тока замыкания на землю и норма на сопротивление заземления определяются в зависимости от линейного напряжения, режима настройки и мощности электроустановки.

Для выбора автоматического выключателя рассчитаем пусковые токи для каждого из выбранных нами устройств:

КСП2-1000: Pпот=35 Вт; Uпит=220В

Растёт произведем по следующей формуле:

Как видим пусковой токи в ИИС не превышают значения 0,159 мА.

Выберем автоматический выключатель тип АВ 5-632Р с параметрами срабатывания: номинальный ток срабатывания − 15 А.

Для электроустановок напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью и при расположении заземлителя в непосредственной близости от нейтрали генератора или трансформатора сопротивление заземляющего устройства, в любое время года должно быть не более 15 Ом.

, А

где − линейное напряжение;

− сопротивление заземляющего устройства.

Произведем расчет сопротивления заземлителя. Для электроустановок напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью сопротивления заземления должно бить не более 15 Ом:

Ом

2. Определение расчетного удельного сопротивления грунта с учетом климатического коэффициента

Для определения расчетного удельного сопротивления грунта необходимо учитывать климатический коэффициент ( =2,5).

Удельное сопротивление грунта определим по формуле:

где - удельное сопротивление грунта;

- климатический коэффициент.

, Ом·м

3. Расчет сопротивления естественного заземлителя

Исходя из требований заданного условия (глубина заземления), конструкторским решением необходимо принять форму заземлителей.

Для схемы заземлителя, если заземлитель имеет вид протяжной полосы на поверхности грунта (рисунок 3.3.1), расчет сопротивления естественного заземлителя произведем по формуле:

где l – длина заземлителя, м;

d – ширина заземлителя, м;

Рисунок 3.3.1 – Естественное заземление

Выбираем l=5 м и d=0,1 м.

После подстановки определим:

, Ом

4. Расчет сопротивления искусственного заземлителя

Определение сопротивления искусственного заземлителя производится с учетом того, искусственные и естественные заземлители соединены параллельно и их общее сопротивление не должно превышать норму.

Для электроустановок с напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 15 Ом. Определим по формуле сопротивление искусственного заземлителя R_И:

где - сопротивления естественного заземлителя;

- расчетное сопротивление заземляющего устройства.

, Ом

Считаем, что естественное и искусственное сопротивления соединены параллельно, поэтому их общее сопротивление рассчитывается по формуле:

, Ом

Поскольку полученное значение сопротивления меньше Rдоп − условия выполнимо. По ГОСТ 103.76 в качестве заземлителя выбираем стальную горячекатаную полосу c d=100 мм, l=10 мм .

5. Определение коэффициентов напряжения прикосновения и шага

По форме заземлителя определяем коэффициенты напряжений прикосновения и шага.

Заземляющие устройства проверяются на термическую устойчивость при протекании по ним максимально возможного тока. Поверхность соприкосновения заземлителя с грунтом определим по формуле: