2. Расчет защитного заземления

Исходные данные. Рассчитать заземляющее устройство трансформаторной подстанции, по исходным данным из таблицы 1. Подстанция понижающая размещена в отдельном кирпичном здании, имеет два трансформатора с изолированной нейтралью на высокой стороне и с глухозаземленной нейтралью на низкой стороне (0,4 кВ). Предполагаемый контур искусственного заземлителя вокруг здания имеет форму прямоугольника.

Таблица 1 – Исходные данные к решению задачи №1

№ вар.	U, кВ	Размеры контура заземлителя, м		Re, Ом	lкл , км	lвл, км	lв , м	Lг, м	t0, м	Ом м	Ом м
		длина	ширина

11

6

30

15

25

80

75

3,5

90

0,5

120

176

В качестве естественного заземлителя будет использована металлическая технологическая конструкция, частично погруженная в землю; ее расчетное сопротивление растеканию принято равным R_е с учетом сезонных изменений.

Решение:

Ток замыкания на землю неизвестен (сеть работает в нормальном режиме), поэтому определяем ток утечки с подходящей линии. Определяем расчетный ток утечки на землю:

Требуемое сопротивление растеканию заземляющего устройства, которое принимаем общим для установок 6 и 0,4 кВ:

₍4)

Находим требуемое сопротивление искусственного заземлителя:

Тип заземлителя выбираем контурный, размещенный по периметру прямоугольника длиной 30 м и шириной 15 м вокруг здания подстанции. Вертикальные электроды размещаем на расстоянии а = 5 м один от другого.

Из предварительной схемы следует, что в принятом нами заземлителе суммарная длина горизонтального электрода L_г = 90 м, а количество вертикальных электродов n = L_г /а = 90/5 = 18 шт. (рис. 3).

Рисунок 3 – Предварительная схема контурного искусственного заземлителя подстанции

Уточняем параметры заземлителя путем проверочного расчета.

Определяем расчетное сопротивление растеканию вертикального электрода:

t = t₀ + 0,5*l_в= 0,5 + 0,5*3,5 = 2,25 м.

Расчетное сопротивление растеканию горизонтального электрода:

.

Определяем коэффициенты использования электродов заземлителя для принятого нами контурного заземлителя при отношении а/l_в= 5/3,5 ~ 1 и n = 18 шт.: = 0,49, = 0,29.

Сопротивление растеканию принятого нами группового заземлителя:

Это сопротивление R = 3,3 Ом больше, чем требуемое R_и = 2,9 Ом, поэтому принимаем решение увеличить в контуре заземлителя количество вертикальных электродов до n = 23 шт. Затем для прежнего отношения а/l_в = 1 и вновь принятого количества вертикальных электродов n = 23 шт. находим новые значения коэффициентов использования электродов заземлителя: = 0,48 и = 0,28.

Находим новое значение сопротивления растеканию тока группового заземлителя:

Это сопротивление R = 2,74 Ом меньше требуемого R_и = 2,9 Ом, но так как разница между ними невелика R_и – R = 0,16 Ом и она повышает условия безопасности, принимаем этот результат как окончательный.

а) предварительная (n = 18 шт., а = 5 м, L_Г = 90 м);

б) окончательная (n = 23 шт., а = 5 м, L_Г = 120 м) (рис. 4).

Рисунок 4 – Окончательная схема контурного искусственного заземлителя подстанции

Итак, окончательная схема контурного группового заземлителя состоит из 23 вертикальных стержневых электродов длиной 3,5 м, диаметром 12 мм, с расстоянием между ними равным 5 м, и горизонтального электрода в виде стальной полосы длиной 120 м, сечением 4 х 40 мм, заглубленных в землю на 0,8 м.

Выводы

В результате выполнения контрольного задания по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» была реализовала главная цель работы – закреплены теоретические знания курса и совершено овладение методами решения задач.

Мной был произведен ответ на два теоретических вопроса и осуществлено решение задачи.

В теоретических заданиях были рассмотрены принципы обеспечения безопасности и источники электромагнитных полей (ЭМП).

В результате решения задачи окончательная схема контурного группового заземлителя состоит из 23 вертикальных стержневых электродов длиной 3,5 м, диаметром 12 мм, с расстоянием между ними равным 5 м, и горизонтального электрода в виде стальной полосы длиной 120 м, сечением 4 х 40 мм, заглубленных в землю на 0,8 м.