Расчет заземляющего устройства электроустановок

1 2 3 4 5 6

Расчет производим по следующим данным

А×В=40×30м

U_лэп=10кВ

L_лэп(кл)=4км

U_н=0,4кВ

ρ=300Ом*м (супесь)

t=0,7м

Климатический район–3

Вертикальный электрод–уголок (75×75), L_В=3м

Вид ЗУ–контурное

Горизонтальный электрод– полоса (40×4мм)

Где А, Б – ширина и длина объекта, м.

U_лэп– напряжение внешней линии, кВ.

L_лэп(кл)–длина линии, м.

ρ– удельное сопротивление грунта, Ом*м.

t–глубина заложения вертикальных заземлителей от поверхности земли.

Таблица 6.1. Значения коэффициентов использования электродов

Nв							Дополнительные сведения
	1 1		2 >		3 J
	ηв	ηг	ηв	ηг	ηв	ηг
4	0,69 0,74	0,45 0,77	0,78 0,83	0,55 0,89	0,85 0,88	0,7 0,92	Числитель – для контурного ЗУ, а знаменатель – для рядного
6	0,62 0,63	0,4 0,71	0,73 0,77	0,48 0,83	0,8 0,83	0,64 0,88
10	0,55 0,59	0,34 0,62	0,69 0,75	0,4 0,75	0,76 0,81	0,56 0,82
20	0,47 0,49	0,27 0,42	0,64 0,68	0,32 0,56	0,71 0,77	0,45 0,68
30	0,43 0,43	0,24 0,31	0,6 0,65	0,3 0,46	0,68 0,75	0,41 0,58

Определяем расчетное сопротивление одного вертикального электрода

r_в=0,3ρК_сез.в=0,3×300×1,5=135Ом.

К_сез.в выбрали по таблице для 3 климатической зоны [1,с40].

Определяем предельное сопротивление совмещенного ЗУ

Требуемое по НН R_зу 4 Ом на НН

Принимаем R_зу=4 Ом (Наименьший из двух)

Т.к. ρ > 100 Ом*м, то принимаем

Определяем количество вертикальных электродов:

без учета экранирования (расчетное)

принимается =12

с учетом экранирования

По таблице 6.1 =F(тип ЗУ, вид заземления, , N_в)=F(контурное, вертикальное, 3,16)=0,73.

Размещаем ЗУ на плане (рис 6.1) и уточняются расстояния, наносятся на план.

Так как контурное ЗУ закладывается на расстоянии не менее 1 м, то длина по периметру закладки равна

Тогда расстояние между электродами уточняется с учетом формы объекта. По углам устанавливают по одному вертикальному электроду, а оставшиеся – между ни

ми. Для равномерного распределения электродов окончательно принимается N_в=20, тогда

где а_В– расстояние между электродами по ширине объекта, м;

а_А– расстояние между электродами по длине объекта, м;

n_В – количество электродов по ширине объекта;

n_А– количество электродов по длине объекта;

Для уточнения принимается среднее значение отношения

Тогда по таблице 6.1 уточняются коэффициенты использования

=F(Конт.; 3; 16) = 0,73;

=F(Конт.; 3; 16) = 0,49;

Определяются уточненные значения сопротивлений вертикальных и горизонтальных электродов

По таблице К_сез.г= 2,3 [1,с40].

Определяется фактическое сопротивление ЗУ

R_зу.ф(7,76)<R_зу(12)

следовательно, ЗУ эффективно.

Рисунок 6.1 План ЗУ подстанции

N_в=16 L_в=3м L_n=148м R_зу=12ОМ

Расчет молниезащиты

Рассчитать молниезащиту – это значит определить тип защиты. Ее зону параметры. По типу молниезащита может быть следующей:

· одностержневой;

· двухстержневой одинаковой или разной высоты;

· многократной стержневой;

· одиночной тросовой;

· многократной тросовой.

Для расчета данного объекта перечислим исходные данные:

h=25м

h_х=6м

В=30м

n=2

тип молниезащиты – одностержневая

Где h– полная высота стержневого молниеотвода, м;

h_х– высота защищаемого сооружения, м;

В– ширина овьекта;

n– среднегодовое число ударов молнее в 1 км²земной поверхности в месте нахождения здания или сооружения (т.е. удельная плотность удоров молнии в землю), 1/(км²год) [1, с.43].

Определяем параметры молниезащиты для зон.

В масштабе изображаем зоны А и Б (рисунок 2).

Зона А:

h₀=0,85h=0,85×25=21,25м

r₀=(1,1–2×10^–3×h) ×h=(1,1–2×10^–3×25)×25=26,25м

r_х=(1,1–2×10^–3×h)(h–1,2×h_х)=(1,1–2×10^–3×25)(25–1,2×6)=18,7м

h_м=h–h₀=25–21,25=3,75м

h_а=h–h_х=25–6=19м

Зона В:

h₀=0,92h=0,92×25=23 м

r₀=(1,5h)=1,5×25=37,5м

r_х=1,5(h–1,1h_х)=1,5×(25–1,1×6)=27,6м

h_м=h–h₀=25–23=2м

h_а=h–h_х=25–6=19м

Определяем габаритные размеры защищаемого объекта в каждой зоне монезащеты. Для этого на расстоянии от средней линии параллельно проводится линия до пересечения с окружностью r_х (рисунок 2).