Практическое задание №3
Проектирование защитного заземления электроустановок.
Задание: Рассчитать совмещенное ЗУ для цеховой трансформаторной подстанции 6/0,4 кВ, подсоединенной к электросети с изолированной нейтралью. При этом принять: разомкнутый контур ЗУ, в качестве вертикального электрода - уголок шириной bв = 16 мм; в = 50 м, горизонтальный электрод - Sг = 40 мм2; dг = 12 мм.
Исходные данные: Грунт каменистый, H0 = 5 м, lвоз= 15 км, lкаб = 60 км, nв = 6 шт, lв = 2,5 м, ав = 5 м, Rе = 15 Ом.
Расчет:
Расчетный ток замыкания на землю:
где Uл - линейное напряжение сети, кВ; lкаб - общая длина подключенных к сети кабельных линий, км; lвоз - общая длина подключенных к сети ЛЭП, км.
Определение расчетного удельного сопротивления грунта:
где rтабл.=700 Ом × м - измеренное удельное сопротивление грунта (из табл. 6.3 [2] для каменистого грунта); y=1,3 - климатический коэффициент, принятый по табл. 6.4 [2] для каменистого грунта.
Определение необходимости искусственного заземлителя и вычисление его требуемого сопротивления.
Сопротивление ЗУ Rзн выбирается из табл. 6.7 [2] в зависимости от U ЭУ и rрасч в месте сооружения ЗУ, а также режима нейтрали данной электросети:
Rе > Rзн, Þ искусственный заземлитель необходим. Его требуемое заземление:
Определение длины горизонтальных электродов для разомкнутого контура ЗУ:
где ав - расстояние между вертикальными электродами nв.
Расчетное значение сопротивления вертикального электрода:
Расчетное значение сопротивления горизонтального электрода по (формуле г) :
Коэффициенты использования для вертикальных и горизонтальных электродов по данным табл. 6.9 [2] равны: hв = 0,73, hг = 0,48.
Расчетное сопротивление группового заземлителя:
R > Rи, значит увеличиваем количество электродов
Принимаем n = 25.
lг = 125 м
Rг = 17,2 Ом
По табл. 6.9 hв = 0,63, hг = 0,32
R = 15.84
R >Ru
nв = 45
lг = 225 м
Rг = 10,3 Ом
По табл. 6.9 hв = 0,58, hг = 0,29
R = 10,8 Ом
Rк = Rе×R/(Rе + R) Rмз
Rл = 15×10,8/(15+10,8) = 6,27 Ом 6,3 Ом
Rе – естественное сопротивление, Ом;
Rи – сопротивление искусственного заземлителя, Ом;
Rв – сопротивление вертикального электрода, Ом;
Rг – сопротивление горизонтального электрода, Ом;
R – сопротивление группового заземлителя, Ом;
Rк – общее сопротивление комбинированного ЗУ, Ом;
hв, hг – коэффициент использования вертикального и горизонтального электродов;
ав – расстояние между электродами, м;
lв – длина электродов, м;
nв – количество вертикальных электродов.
Рис. 3.1. Вертикальный электрод
Рис. 3.2. План комбинированного ЗУ Rи
Рис. 3.3. Схема использования освещенного ЗУ в системе защитного ЭУ напряжением до и свыше 1 кВ
1 – заземляющий проводник;
2 – горизонтальный заземлитель;
3 – вертикальный заземлитель;
4 – естественный заземлитель (пруток) с Rе = 15 Ом;
ЭУ1 – высоковольтная ЭУ;
ЭУ2 – низковольтная ЭУ.
Конструктивные решения:
1. присоединение корпусов электромашин, трансформаторов, аппаратов, светильников и т.п., металлических корпусов передвижных и переносных ЭУ и ЗУ при помощи заземляющего проводника сечением не менее 10 мм2.
2. расположение ЗУ, как правило, в непосредственной близости от ЭУ. Оно должно из естественных и искусственных заземлителей. При этом в качестве естественных заземлителей следует использовать проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывчатых газов и смесей), обсадные трубы скважин, металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей, и другие элементы. Для искусственных заземлителей следует применять только стальные заземлители.
Список использованной литературы:
1. Бережной С.А., Романов В.В., Седов Ю.И. Безопасность жизнедеятельности. –Тверь: ТГТУ, 1996.
2. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122 – 871 Минэнерго СССР. – М.: Энергоатомиздат, 1989.
3. Практикум по безопасности жизнедеятельности под ред. Бережного С.А. – Тверь: ТГТУ, 1997.
