ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 13.03.2024
Просмотров: 148
Скачиваний: 3
Целью расчета является определение основных конструктивных параметров заземления (числа, размеров, порядка размещения вертикальных стержней и длины соединительной полосы, объединяющей их в групповой заземлитель), при которых сопротивление растеканию тока выбранного группового заземлителя (Rгр) не превзойдет нормативного значения (Rзн).
Исходные данные:
№ вар. |
Lв, км |
Lк, км |
Вид грунта ρ 1 ρ2 ом*м |
h, м |
t(глубина заложения электрода), м |
lв, м |
Sт, кВ*А |
Климатическая зона |
Sздан., м2 |
Молниезащита |
Граф. часть |
12 |
15 |
4,5 |
270 180 |
3 |
0,5 |
4 |
2/25 |
2 |
40 |
1 |
2 |
Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (индуктивное влияние соседних токоведущих частей, вынос потенциала, разряд молнии и т.п.).
В соответствии с требованиями [1] защитное заземление электроустановки следует выполнять:
-при номинальном напряжении 380В и выше переменного тока и 440В и выше постоянного тока во всех случаях;
-при номинальных напряжениях от 42В до 380В переменного и от 110В до 440В постоянного тока при работах в условиях с повышенной опасностью, особо опасных и наружных установках.
Заземление осуществляется с помощью специальных устройств — заземлителей. Заземлители бывают одиночные и групповые. Групповой заземлитель состоит из вертикальных стержней и соединяющей их горизонтальной полосы. Вертикальные электроды закладывают вместе с фундаментом зданий на определенном расстоянии друг от друга. С целью экономии средств ПУЭ рекомендует использовать естественные заземлители.
РАСЧЕТ
В нашем случае заземляющее устройство используется для электроустановки напряжением свыше 1000В, поэтому расчетное значение тока замыкания на землю может быть определено по следующей полуэмпирической формуле:
(2,1)
где Uл– линейное напряжение сети (на высокой стороне трансформаторной подстанции), кВ;
lк, lв – длина электрически связанных соответственно кабельных и воздушных линий, км.
Таким образом для 10 кВ.,
(2,2)
а для 0,38 кВ,
Принимаем для расчета Iз=25 А.
Соответствующее полученному расчетному значению тока замыкания на землю нормативное значение сопротивления заземляющего устройства (ЗУ) Rз находим по формуле:
Rз < 125 /Iз, (2,3)
Rз < 125 / 25= 5 Ом.
где 125 В – есть расчетное напряжение на заземляющем устройстве, так как заземляющее устройство выполняется общим для сторон 10 и 0,38 кВ.
В соответствии с ПУЭ сопротивление заземлителей у электроустановок напряжением 10 кВ должно быть не более 10 Ом, а с напряжением 0,38 кВ не более 4 Ом. расчетным принимается всегда сопротивление заземления для меньшего напряжения.
При использовании естественных заземлителей требуемое сопротивление искусственного заземлителя Rи определяется по формуле:
(2,4) гдеRе– сопротивление растеканию тока естественных заземлителей, Ом;
Rи– требуемое сопротивление искусственного заземлителя, Ом;
Rз– расчетное нормированное сопротивление ЗУ, Ом;
При использовании железобетонных фундаментов зданий в качестве заземлителей сопротивления растеканию заземляющего устройства (R) рассчитывается по формуле:
где S - площадь здания, м2;
Э - удельное эквивалентное электрическое сопротивление земли, Ом•м.
Э определяется по формуле:
где 1 - удельное электрическое сопротивление верхнего слоя земли, Ом•м;
2 - удельное электрическое сопротивление нижнего слоя земли, Ом;
h1 - толщина верхнего слоя земли, м;
, - безразмерные коэффициенты, зависящие от соотношения удельных электрических сопротивлений слоев земли.
Если 1 2 = 3,6; = 0,1;
если 1 2 = 1,1•102; = 0,3•10-2.
Под верхним слоем следует понимать слой земли, удельное сопротивление которого 1 более чем в 2 раза отличается от удельного электрического сопротивления нижнего слоя 2.
определим сопротивление искусственного заземлителя Rи
Удельный расчётный коэффициент сопротивления двухслойного грунта определяем по формуле:
(2,7)
где приипри
- удельное сопротивление верхнего слоя, ;
- удельное сопротивление нижнего слоя;
- толщина верхнего слоя земли, м;
- глубина заложения электрода, м;
- длина вертикального электрода, м.
Определяем расчетное удельное сопротивление земли по формуле:
(2,8)
гдеρ – расчетное удельное сопротивление земли, Ом·м;
kc – коэффициент сезонности, учитывающий промерзание или высыхание грунта.
Для климатического пояса II для земли с малой влажностью Ψ = 1,9, следовательно,
Вычисляем сопротивление растеканию тока одиночного вертикального заземлителя Rв. В случае стержневого круглого сечения (трубчатого) заземлителя, заглубленного в землю, расчетная формула имеет вид:
(2,9)
где ρэв –Удельный расчётный коэффициент сопротивления двухслойного грунта, вычисленное по формуле (7), Ом·м,;
l – длина вертикального стержня, м;
d – диаметр сечения, мм;
t – расстояние от поверхности грунта до середины длины вертикального стержня, м;
0,5 мt
l
d
Рассчитаем приближенное количество вертикальных стержней:
где Rв – сопротивление растеканию тока одиночного вертикального заземлителя, вычисленное по формуле (9), Ом;
Rи – требуемое сопротивление искусственного заземлителя, вычисленное по формуле (4), Ом;
Таблица 3.
Коэффициент использования электродов (), при отношении
Количество электродов |
Электроды в ряд, при отношении |
Электроды по контуру, при отношении |
||||
3 |
2 |
1 |
3 |
2 |
1 |
|
5 |
0,87 |
0,80 |
0,63 |
– |
– |
– |
10 |
0,83 |
0,70 |
0,55 |
0,78 |
0,67 |
0,50 |
20 |
0,77 |
0,62 |
0,47 |
0,72 |
0,60 |
0,43 |
30 |
0,75 |
0,60 |
0,40 |
0,71 |
0,59 |
0,42 |
50 |
0,73 |
0,58 |
0,38 |
0,68 |
0,52 |
0,37 |
100 |
– |
– |
– |
0,64 |
0,48 |
0,33 |
200 |
– |
– |
– |
0,61 |
0,44 |
0,30 |
300 |
– |
– |
– |
0,60 |
0,43 |
0,28 |