Файл: Расчет защитного заземления.doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 13.03.2024

Просмотров: 161

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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