5. Проектирование заземляющего устройства по инженерной методике

5.1 Для стороны 110 кВ в соответствии с п.1.7.90. ПУЭ [1] заземляющее устройство, которое выполняется с соблюдением требований к его сопротивлению, должно иметь в любое время года сопротивление не более 0,5 Ом с учетом сопротивления естественных и искусственных заземлителей.

5.2 Предварительно наметим расположение заземлителей – 16 вертикальных стержней длиной 5 м по периметру с расстоянием между соседними электродами 9 м по сторонам а и 11,5 м по сторонам b. (рис.1).

Рис.1 Предварительное расположение заземлителей

5.3 Определим расчетное сопротивление растеканию горизонтальных электродов:

, Ом. (3)

где: - сопротивление горизонтальных электродов, Ом;

=80 – удельное сопротивление грунта, Ом×м;

- длина горизонтального заземлителя, м;

- диаметр стержня, м;

- глубина залегания горизонтальных электродов (контура), м.

Т.к. , то необходимо применение вертикальных электродов.

5.4 Определим сопротивление растеканию одного вертикального электрода стержневого типа:

, Ом. (4)

где: - длина вертикального стержня, м;

- диаметр стержня, м;

- расстояние от поверхности земли до центра стержня, м.

, Ом

Зададимся числом вертикальных электродов, основываясь на данных компьютерной методики N=16.

5.5 Определим расчетное сопротивление растеканию горизонтальных электродов с учетом влияния вертикальных электродов.

, Ом. (5)

, Ом

- коэффициент использования горизонтальных электродов из табл. 8.7 [4]

5.6 Уточним необходимое сопротивление вертикальных электродов:

, Ом (6)

, Ом

5.7 Определение числа вертикальных электродов при коэффициенте использования , принятом из табл. 10.5. [4]:

. (7)

По расчету заземляющего устройства с помощью ЭВМ получилось 16 вертикальных стержней, по инженерному расчету - 16 , окончательно с учетом запаса и безопасности обслуживающего персонала принимаем к установке 16 вертикальных электродов, расположенных по контуру.

6. Определение массы металла заземляющего устройства

Определяем массу спроектированного заземляющего устройства по следующей формуле:

М_зу= π ∙ r² ∙ρ ∙[(a_з+b_з) ∙2 + N ∙L] ∙К_з (8)

где: r - радиус заземляющего стержня , м ;

ρ - плотность стали, кг/м3 ;

a_з, b_з - длина , ширина заземляющего контура соответственно , м ;

N - кол-во вертикальных стержней ;

L - длина вертикальных стержней, м .

К_з = 1,15 – коэффициент запаса.

В нашем случае марка стали - Ст3. Сталь марки Ст3 имеет плотность 7800 кг/м3 . По формуле (8) находим массу искусственного заземлителя при длине заземляющих стержней L=5 м

Для N=16 имеем:

М_зу= 3,14 ∙ 0,01² ∙ 7800 ∙ [(36+46) ∙2 + 16∙5] ∙ 1,15 = 684 кг.

Вывод

В ходе лабораторной работы изучены две методики расчета заземляющего устройства: расчет с помощью ЭВМ и инженерная. Результаты расчетов совпали. Окончательно, к установке принято 16 стержневых электродов длиной 5 м и диаметром 0,02 м, соединенных по контуру горизонтальным заземлителем.

Масса заземляющего устройства 684 кг.