Тема. Блискавкозахист будівель та споруд. План:
Перенапруги та захист від перенапруг.
Типи блискавкозахисту будівель та споруд.
1.Перенапруги та захист від перенапруг.
Перенапругою називається будь-яке підвищення напруги до величини, що небезпечна для ізоляції електроустановки, яка розрахована на робочу напругу. Перенапруги поділяються на внутрішні та атмосферні.
До внутрішніх перенапруг відносяться режимні, комутаційні та дугові.
Режимні перенапруги виникають в електроустановках при зміні режиму роботи, наприклад при відключенні короткого замикання, або різкій зміні навантаження і т.п.
Комутаційні перенапруги виникають в електроустановках при розриві кола змінного струм, яке має індуктивність та ємність, наприклад при відключенні струмів холостого ходу трансформаторів, асинхронних двигунів, ліній електропередач.
Дугові перенапруги виникають в електроустановках вище 1000В при однофазних замикання на землю, їх величина перевищує в 4-4,5 рази номінальну напругу.
Атмосферні перенапруги виникають при грозових розрядах. На відміну від комутаційних вони не залежать від величини робочої напруги електроустановки. Атмосферні перенапруги поділяються на індуковані перенапруги і перенапруги від прямих ударів блискавки.
Індукційцні перенапруги виникають при грозовому розряді поблизу електроустановки або лінії електропередач за рахунок індуктивного впливу. При індукованих перенапругах в електроустановках, що використовують троси, амплітуда перенапруги не перевищує 300-400кВ. Тому індукційні перенапруги небезпечні для електроустановок напругою до 35кВ і безпечні для електроустановок напругою 110кВ і вище.
Найбільш небезпечні перенапруги від прямих ударів блискавки. Вимірювання показують, що струми блискавки є в межах 10-250кА, а найчастіше 25кА. Швидкість зміни струму (крутизна) різна, за звичай при розрахунку беруть 50кА/мкс при амплітуді струму 200кА.
Для захисту електроустановок від атмосферних перенапруг застосовують блискавковідводи, захисні троси, розрядники, обмежувачі перенапруг і захисні проміжки.
Блискавковідвод захищає споруду від прямих ударів блискавки. Стержневий блискавковідвід являє собою високий стовп з прокладеним вздовж нього стальним проводом, який з’єднаний із заземлювачем. Тросовий блискавковідвід - заземлений в декількох точках провід, що розташований над проводами лінії електропередач.
2.Типи блискавкозахисту будівель та споруд.
Всі будівлі та споруди поділяються на три категорії:
І - виробничі будівлі та споруди з вибухонебезпечними приміщеннями класів В-І і В-ІІ згідно ПУЕ, а також будівлі електростанцій та підстанцій.
ІІ - інші будівлі та споруди з вибухонебезпечними приміщеннями, що не відносяться до І категорії.
ІІІ – всі інші будівлі та споруди, в тому числі і пожежонебезпечні приміщення.
Блискавкозазист будівель та споруд І категорії виконується:
А). Від прямих ударів блискавки окремо стоячими стержневими і тросовими блискавковідводами, які забезпечують потребуєму зону захисту від статичної індукції-заземленням всіх металевих корпусів, обладнання і апаратів, що встановлені в захищаємих будівлях через спеціальні заземлювачі з опором розтіканню струму не більше 10Ом.
Б). Від електромагнітної індукції - для протяжних металевих предметів (трубопроводів, оболонок кабелів, каркасів споруд). В місцях зближення з джерелами індукції і через 20м довжини при паралельних трасах кабелів і трубопроводів виконують металеві перемички, які дозволяють уникнути розімкнутих металевих контурів.
Блискавкозазист будівель та споруд ІІ категорії від прямих ударів блискавки виконується одним із наступних способів:
А). Окремо стоячими або встановленими на будівлях неізольованими стержневими або тросовими блискавковідводами, які забезпечують потребуємо зону захисту.
Б). Блискавкоприймальною металевою сіткою розмірами 6х6м, яка накладається на металеву покрівлю.
В). Заземленням металевої покрівлі.
Блискавкозазист будівель ІІІ категорії виконується, як і для ІІ категорії, але при цьому блискавкозахисна сітка має розміри комірок 12х12м або 6х24м, а величина опору заземлення має бути до 20Ом.
При розрахунку блискавковідводів враховується необхідність отримання певної зони захисту, яка являє собою простір, що захищається від прямих ударів блискавки.
Розрахункова зона захисту одиночного стержневого блискавковідводу висотою до 150м являє собою конус висотою і радіусом на рівні землі:
ho=0,85h; ro=(1,1-0,002h)h;
Взаємне розташування захищаємої споруди і блискавковідводу.
Зона захисту одиночного тросового блискавковідводу з висотою над землею в точці найбільшого провисання, яка дорівнює h, являє собою протяжну горизонтальну три гранну призму з висотою ho=0,85h з основою на одну сторону на рівні землі:
ro=(1,35-0,0025h)h;
Допустима відстань по повітрю при прямому ударі блискавки визначається імпульсною напругою Uном. в точці, що розташована на висоті l:
Uном.- Іімп.Rімп.+L di/dt;
Де: Іімп. – миттєве значення струму блискавки;
Rімп. – імпульсний опір заземлювача;
L – індуктивність ділянки струмопроводу довжиною l від заземлювача до розглядаємої точки, яка дорівнює висоті споруди h. Якщо струм блискавки Ібл.>150кА, то ωL= l= h і амплітудна імпульсна напруга дорівнює:
Uмакс.=(Ім./2)( Rімп.+√ Rімп.2 + h2);
В цьому випадку мінімальна відстань по повітрю та в землі:
Sп=Rмін.п=Uмакс/Eз; Sз= Rмін.з = I мRм/Eз;
Для розрахунків приймають напруженість електричного поля:
Eп=500кВ/м, Eз=300кВ/м.
Зміст.
Основні джерела електроенергії. Сторінки 1
Типи електростанцій. 2
Структурні схеми передачі електроенергії до споживачів. 5
Повітряні лінії. 10
Кабельні лінії і їх будова. 16
Класифікація електроспоживачів. 23
Структура електроспоживачів, поняття про графіки електронавантажень 25
Розрахунок максимальної потужності. 27
Компенсація реактивних потужностей в системі електропостачання. 29
Методи компенсації реактивної потужності. 31
Використання компенсаційних пристроїв та їх розміщення. 34
Основні розрахунки при компенсації реактивної потужності 39
Схеми електричних з’єднань та типи підстанцій. Магістральні та радіальні 42 схеми..
Схеми розподільних мереж напругою до 1 кВ 47.
Картограма навантаження та вибір центру електричних навантажень. 51
Критерії вибору силових трансформаторів 55
Призначення та типи, конструктивне виконання головних понижуючих 58 підстанцій. .
Внутрішньо цехове електропостачання 62
Вибір схем та напруг для внутрішньо цехового електропостачання 64
Короткі замикання в електричній системі. 66
Методи розрахунку струмів короткого замикання 70
Розрахунок струмів короткого замикання в іменованих одиницях 73
Розрахунок струмів короткого замикання від джерела необмеженої 76 потужності.
Електродинамічна та термічна дія струмів короткого замикання. 79
Вибір струмоведучих частин та апаратів. 82
Основні поняття про релейний захист. 87
Релейний захист силового трансформатора, диференціальний захист, 91 газовий захист, захист від перенавантажень.
Релейний захист цехових трансформаторних підстанцій, статичних конденса- торних установок, високовольтних двигунів. 95
Релейний захист повітряних та кабельних ліній. 101
Конструктивне виконання цехових мереж напругою до 1000 В. 105
Шинопроводи, схеми цехових мереж. 108
Вибір струмоведучих частин по допустимому струму нагрівання. 114
Захисні апарати в мережах до 1 кВ. 116
Умови вибору захисних апаратів. 119
Вимоги та призначення автоматичного включення резерву (АВР) та автома- тичного повторного включення (АПВ) 121
Автоматичне керування батареєю конденсаторів. 126
Облік електроенергії на підприємствах. Місце встановлення лічильників. 128
Основні визначення в електроустановках при розрахунках та будові
Заземлень. Типи заземлення систем. 130
39. Допустимі опори струмів заземлень. 134
40. Природні та штучні заземлювачі. Перерізи заземлювальних провідників та головна заземлювальна шини (ГЗШ). 137
41. Розрахунок заземлювальних пристроїв. 139
42. Блискавкозахист будівель та споруд. 143
Література.
Конюхова Е.А. „ Электроснабжение объектов " Москва, „Академия " 2004 г.
Князевсъкий и др. „ Электроснабжение промышленных предприятий " Москва, „Высшая
школа", 1979 г.
Князевсъкий и др. „ Электроснабжение и электрооборудование промышленных предприя-
тий и цехов" Москва, „Энергия" 1991г. 4. Липкин Б.Ю. „ Электроснабжение промышленных предприятий и установок " Москва,
„ Энергия " 1990г.
Рожкова Л.Д. и др. „ Электрооборудование станций и подстанций " Москва, „ Энерго-
атомиздат" 1990г.
Федоров А.А. и др . „ Основы электроснабжения промышленных предприятий " Москва,
„ Энергоатомиздат " 1984г.
Цигелъман И.Е. „ Электроснабжение гражданських зданий и коммунальных предприятий "
Москва, „ Энергоатомиздат " 1976г.