молниезащита1

11 Молниезащита и заземляющее устройство

Защита ПГВ от прямых ударов молнии производится с помощью стержневых молниеотводов. Защитное действие молниеотводов проявляется во время лидерной стадии грозового разряда, когда из всех возможных направлений определяется максимальными напряженностями электрического поля. При большой высоте лидера разряда такое направление устанавливается исключительно самим каналом разряда, и объекты, расположенные на земле при этом не влияют на направление развития разряда. Однако, начиная с некоторой высоты, называемой высотой ориентации молнии, начинает сказываться искажение поля различными звеньями наземных сооружений, и развитие лидера разряда происходит в направлении к наиболее возвышенным опорам ЛЭП, трубам, молниеотводам. При этом вероятность удара молнии в сооружение, расположенное около молниеотвода, резко снижается, и при некоторой высоте превышения молниеотвода над защищаемым сооружением ни один удар молнии эти сооружения поражать не будет.

Правильный выбор и расчет методов защиты зданий и сооружений от различных воздействий разряда молнии зависит от классификации защищаемого объекта. Все производственные здания и сооружения в зависимости от их назначения, должны иметь молниезащиту согласно инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений.

Защита зданий и сооружений осуществляется отдельно стоящими молниеотводами установленными на защищаемом объекте. Пространство, защищенное от прямых ударов молнии, называется зоной защиты молниеотвода. Таким образом, защищенное сооружение должно полностью вписываться в границы зоны защиты.

Будем использовать четыре стержневых молниеотвода. Молниеотводы №1 и №2 установлены на порталах ОРУ – 100 кВ, молниеотводы №3 и №4 на здании ЗРУ.

Размеры подстанции () м². Подстанция 110/6 кВ.

- здание ЗРУ 7м;

- трансформаторы 6м;

- порталы 11м

Активная высота молниеотвода:

м (197)

Радиус зоны защиты одиночного молниеотвода r_х на высоте h_x:

; (198)

(199)

Высота 1 и 2 молниеотводов:

h =16,99 м,

a = 27,9 м,

b_x= 2,41 м,

r_x = 4,80 м

Высота 3 и 4 молниеотводов:

h =14,5м,

a = 31 м,

b_x= 4,26 м,

r_x = 7,33 м

Зона защиты на высоте h_х = 11 м;

Зона защиты на высоте h_х = 7 м;

Высота 1 и 2 молниеотводов: Высота 3 и 4 молниеотводов

h = 16,99 м, h = 14,5 м,

r_x = 11,33 м r_x = 8,09 м,

dB = 0,69 м

11.1 Расчет заземляющего устройства ПГВ 110/6 кВ

На высокой стороне подстанции (110кВ) требуемое сопротивление заземления:

R_З0,5 Ом

Определяем необходимое сопротивление исскуственного заземлителя (R_u):

(200)

где R_З – рассчетное сопротивление заземляющего устройства,

R_E – сопротивление естественного заземлителя

R_ОП = 10 Ом – сопротивление заземления одной опоры;

l_ПР =25 м – длина пролета;

S_TP = 50 мм² – сечение троса;

n_TP = 1 – число тросов на опоре;

n_Ц = 2 - число цепей ЛЭП

Сопротивление системы «трос – опора» R_E = 1,37 Ом

Ом

Выбор формы и размеров электродов.

Вертикальные электроды: пруток диаметром 14мм, длина 5м.

Для горизонтального: полоса 4x40

Составление предварительной схемы заземления.

Число вертикальных электродов nB =50

a = p/nB – расстояние между вертикальными электродами.

a = 2,64

Отношение a/l = 0,53

Определение коэффициента использования вертикального электрода:

K_UB = f(n, a/l)=0,332

Определение расчетного удельного сопротивления грунта:

, (201)

где Р_ИЗМ – измеренное значение удельного сопротивления грунта.

К_С – коэффициент сезонности = 1,3

Р = 60 Ом·м – удельное сопротивление грунта.

Для принятого грунта значение удельного сопротивления для вертикального электрода Р_РАСЧ.В = 78 Ом·м

Для горизонтального электрода Р_РАСЧ.Г = 180 Ом·м

Определение сопротивления растеканию одного вертикального электрода:

(202)

где d-диаметр электрода, м;

Расчетное сопротивление вертикального электрода R_В = 17,3 Ом

Определения примерного числа вертикальных электродов:

(203)

Определение сопротивления растеканию одного горизонтального электрода:

(204)

где d-диаметр электрода, м;

R_Г = 0,5 Ом

Уточнение коэффициента использования.

Оба коэффициента зависят от отношения a/l.

Среднее отношение расстояния между электродами a = 2,24

Отношение a/l = 0,45

K_UB = 0,302

K_UГ = 0,162

Уточнение числа вертикальных электродов.

Предыдущее число вертикальных электродов было nB = 59

Уточненное число вертикальных электродов nBу = 59,9

nB = 60