Уточнение числа вертикальных электродов

Необходимое сопротивление вертикальных заземлителей с учетом соединительной полосы.

Определение сопротивлений с учетом коэффициента использования.

T – глубина заложения, м.

В электроустановках с ИН до 1 кВ

Расчетный (емкостный) ток замыкания на землю определяется приближенно

В любое время года согласно ПУЭ

R_з ≤ 250 / I_з, (117)

где;

R_з – сопротивление заземляющего устройства, Ом (не более 10 Ом);

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

I_з = U_н *35 * L_кл * L_вл / 350, (118)

где;

V_н – номинальное линейное напряжение сети, кВ;

L_кл , L_вл – длина кабельных и воздушных электрически связанных линий, км.

R_з ≤ 125 / I_з (не более 4 Ом). (119)

При мощности источника до 100 кВ А – не более 10 Ом.

По этой же формуле рассчитывают R_з, если заземляющее уствойство выполняется общим для сетей до и выше 1 кВ.

При совмещении заземляющих уствройств различных напряжений принимается Р_з наименьшее из требуемых значений [7, стр. 90, табл.1.13.1]

Определение ρ_р грунта

ρ_р = К_сез*ρ, (120)

где;

ρ_р – расчетное удельное сопротивление грунта, Ом м;

К_сез – коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта,

К_сез = F (климатическая зона, вид заземлителей). [7, стр. 110, табл.1.13.2.]

Выбор и расчет сопротивления электродов

Выбор электродов. [7, стр. 111, табл.1.13.4.]

Приближенно сопротивление одиночного вертикального заземления определяется по формуле

r_в = 0,3* ρ_р. (121)

Сопротивление горизонтального (полосы) определяется по формуле

r_р = (0,4*ρ_р / L_п) lg (2*L_п² / bt), (122)

где;

L_п – длина полосы, м;

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

R_в = r_в / η_в; (123)

R_г = r_г / η_г; (124)

где;

R_в, R_г – сопротивление вертикального и горизонтального электродов с учетом коэффициентов использования, Ом;

η_в, η_г – коэффициенты использования вертикального и горизонтального электродов, определяется по таблице [7, стр. 111, табл. 1.13.5]

η = F (тип ЗУ, вид заземлителя, а / L, N_в), (125)

где;

а – расстояние между вертикальными заземлителями, м;

L – длина вертикального заземлителя, м;

N_в – число вертикальных заземлителей.

R_в ≤ R_г * R_з / R_г - R_з. (126)

Необходимое число вертикальных заземлителей определяется следующим образом:

N^'_в = R_в / R_и * η_в (при использовании естественных и искусственных заземлителей);

N^'_в = R_в / R_з * η_в (при использовании только искусственных заземлителей);

N_в = r_в / R_и * η_в.ут ,

где;

η_в.ут – уточненное значение коэффициента использования вертикальных заземлителей.

Производим расчет заземляющего устройства для цеха с площадью 40×30:

A×B = 40×30

Uлеп = 10 кВ

Lлеп = 4 км

Uн = 0,4 кВ

ρ = 300 Ом*м (супесь)

t = 0,7 м

Вид ЗУ – контурное

Климатическая зона – III

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

Горизонтальный электрод – полоса (40×4) мм

1. Определяется расчетное сопротивление одного вертикального электрода

r_в = 0,3*ρ *К_сез.в = 0,3 * 40 *1,5 = 18 Ом. (127)

К_сез.в = F (зона I) = 1,5; [7, стр. 90, табл. 1.13.2]

К_сез.г = F (зона I) = 2,3. [7, стр. 90, табл. 1.13.2]

Определяется расчетное сопротивление совмещенного заземляющего устройства

R_зу1 ≤ 125 / I_з = 125 / 4 = 31,3 Ом; (119)

I_з = U_лэп * 35* L_кл / 350 = 10* 35* 4 / 350 = 4 А. (118)

Требуемое по НН Rзу2 ≤ 4 Ом

Принимается Rзу2 = 4 Ом

Rзу ≤ 4* ρ / 100 = 4 * 300/100 = 12 Ом (128)

Следовательно, для расчета принимается R_зу = 12 Ом.

Определяется количество вертикальных электродов:

без учета экранирования

N^'в.р = rв / Rзу = 135 / 12 = 11,3, принимается N^'в.р = 20; (129)

с учетом экранирования

Nв.р = N^'в.р / ƞв = 20/ 0,47 = 42,5, принимается Nв.р = 43 (130)

ƞв = F(тип заземляющие устройство, вид заземления , Nв) =F(контурное, вертикальное 2, 10) = 0,6 [7, стр. 91, табл. 1.13.5 ]

Минимальное расстояние от объекта – 1 м

Lп = (А + 2) * 2+ (В + 2) * 2 = (40+2) * 2 + (30+2) * 2 = 148 м (131)

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

Для равномерного распределения электродов окончательно принимается Nв=44,

тогда

ав = B^' / nв -1 = 32/8 = 4 м; аа = А^' / nа -1 = 42/10 = 4,2 м

ƞв = F (контурное; 1, 4; 44) = 0,43 [7, стр. 91, табл.1.13.5]

ƞг = F (контурное; 1, 4; 44) = 0,24 [7, стр. 91, табл.1.13.5]

R_г = (0,4 / L_п * η_г)* ρ * К_сез.г lg (2* L_п² / b*t); (132)

R_г = (0,4 / 148 * 0,24) * 40* 1,5 lg (2*148² / 1,1* 40*10^-3*0,7) = 30,5 Ом (132)

К_сез.г = 1,5 [7, стр. 90, табл. 1.13.2]

R_в = r_в / N_в*η_в = 135/44 * 0,43 = 7,14 Ом (133)

Определяется фактическое сопротивление ЗУ:

R_зу.ф= R_в * R_г / R_в + R_г = 30,5*7,14/30,5+7,14 = 5,8 Ом (134)

R_зу.ф (5,8) ≤ R_зу (12)

Расчет молниезащиты.

А×В×Н = 40×30×9 м

Iм – 150 кА

Rи – 5,8 Ом

a – 40 м

hх – 30 м

Определяем импульс напряжения молний

Umax = , кВ (135)

Umax = = 1302 кВ (135)

rx ≤ Sв + a, м (136)

rx ≤ 5 + 40 = 45 м (136)

h = , м (137)

h = + + = 88,6 м (137)

Дата добавления: 2014-12-16