13 Расчет защитного заземления.

Заземляющие устройства могут служить в качестве защитных – для обеспечения электробезопасности при замыканиях токоведущих частей на землю; рабочих – предназначенных для обеспечения нормальных режимов работы установки; молниезащитных - для защиты электрооборудования, зданий и сооружений от ударов молнии.

В большинстве случаев одно и то же заземление служит одновременно защитным и рабочим.

Заземляющее устройство представляет собой совокупность соприкасающихся с землей заземлителей и заземляющих проводов.

Наметим предварительное расположение заземлителей по территории подстанции. Площадь подстанции .

1 Определим сопротивление заземляющего устройства

Сопротивление заземляющих устройств в установках выше 1 кВ с глухозаземленной нейтралью должно быть не более 0,5 Ом. Поэтому за расчетное сопротивление принимаем . Сопротивление искусственных заземлителей, при отсутствии естественных заземлителей, принимаем .

2 Определим расчетные удельные сопротивления грунта для горизонтальных и вертикальных заземлителей

где - удельное сопротивление грунта, ;

для суглинка

- сезонный коэффициент для второго и третьего климатических районов;

=3,5-2,5

=1,45-1,3

3 Определим сопротивление горизонтальных заземлителей

где - общая длина полосы, м;

=100 м;

- ширина полосы, м;

=0,04 м;

- глубина заложения полосы, м;

=0,6 м;

- коэффициент использования полосы;

=0,45.

> , поэтому необходимо дополнительно заложить вертикальные заземлители, стержни из круглой стали диаметром 12мм и длиной 5м.

4 Определим сопротивление вертикальных заземлителей

где - сопротивление искусственного заземлителя, Ом;

=0,5 Ом.

5 Определим сопротивление одного вертикального электрода

где - длина электрода, м;

=5 м;

- диаметр электрода, м;

=0,012 м;

6 Определим количество необходимых вертикальных заземлителей

где - коэффициент использования вертикальных заземлителей;

=0,58 при числе заземлителей более10

Рассчитанное заземляющее устройство состоит из 106 стальных горизонтальных заземлителей, соединенных между собой гори зонтальными заземлителями – стальной полосой шириной 40мм, углубленных в землю на 0,6м.

14. Молниезащита

На подстанции предусмотрена молниезащита. Молниеотвод состоит из следующих элементов:

Молниеприемника, непосредственно воспринимающего прямой удар молнии;

несущей конструкции, предназначенной для установки молниеприемника;

токопровода, обеспечивающего отвод тока молнии в землю;

заземлителя, отводящего ток молнии в землю и обеспечивающего контакт с землей молниеприемника и токоотвода.

Ток молнии I_м= 150 кА

Импульсное сопротивление заземлителя 10 Ом

Высота подстанции 10 м, площадь 8х8м

Для расчетов принимаем напряженность эл. поля E_в=500кВ/м, E_з=30кВ/м

([10] стр. 355).

Находим амплитудное импульсное напряжение

Расстояние по воздуху должно быть не менее S_в=U_max/ E_в=1810/500=3,6 м

Расстояние в земле: S_з= I_м*h/300=150*10/300=5 м

При этих расстояниях не произойдет пробоя между молнеотводом и защищаемым сооружением.

Высота молниеотвода должна быть такой, чтобы сооружение находилось в защитной зоне молниеотвода. Для этого при одиночном отводе необходимо чтобы радиус конца защитной зоны сооружением был:

r_о= S_з+а=5+8=13м

Определяем значение r_о, задаваясь высотой молниеотвода h_м=20м, тогда

r_о=13h-0,02h²=1,3*20-0,02*400=18м

Следовательно, r_о=18v>S_з+а=13м и защищаемое помещение подстанции при высоте молниеотвода h_м=20м, будет находиться в защитной зоне.

Список использованной литературы.

1. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Промышленные электрические сети: в 2 т./ Под общ. ред. А.А.Федорова и Г.В.Сербиновского. Т.1. Электрооборудование. - М.: Энергия, 1980. – 576 с.

2. Правила устройства электроустановок.

3. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: в 2 т./ Под общ. ред. А.А.Федорова. Т.2. Электрооборудование. - М.: Энергоатомиздат, 1987. – 592 с.

4. Мельников М.А.Электроснабжение промышленных предприятий: учебное пособие. – Томск: Изд. ТПУ, 2000.- 144с.

5. Элементы энергосбережения в электроснабжении промышленных предприятий: учебное пособие/ Г.Н.Климова, А.В.Кабышев.- Томск: Томский политехнический университет. 2008.

6. Письмо от 6 сентября 1990г № 14-Д Об индексах изменения стоимости строительно-монтажных работ и прочих работ и затрат в строительстве.

7. Укрупненные показатели стоимости сооружения (реконструкции) подстанций 35 – 750 кВ и линий электропередачи напряжением 6,10 – 750 кВ. ОАО РАО «ЕЭС России». 2007.

8. Укрупненные стоимостные показатели электрических сетей. – М. 2007.

9. Укрупненные показатели стоимости сооружения (реконструкции) подстанций 35 – 750 кВ и линий электропередачи напряжением 6,10 – 750 кВ. ОАО РАО «ЕЭС России». 2007.

10. Б.Ю.Липкин. Электроснабжение промышленных предприятий и

установок: Учебник для учащихся техникумов. – М.: Высш. школа, 1981.

376с.