13.03.02 Электроэнергетика и электротехника / ТВН_практика / 26_04_25 / Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

АМУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ФГБОУ ВО «АМГУ»)

Факультет Энергетический

Кафедра Энергетики

Направление подготовки 13.03.02 – «Электроэнергетика и электротехника»

РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

на тему «Молниезащита»

по дисциплине: «Техника высоких напряжений»

Исполнитель студент группы 242-об2				Е.О. Фёдорова
		(подпись, дата)

Преподаватель				Д.А. Дорожинский
		(подпись, дата)

Благовещенск 2025

Расчет молниезащиты

Выбор молниеотвода

Параметры зоны защиты:

- эффективная высота молниеотвода hэф - высота, которая является пространственной зоной защиты. Для одиночного стержневого молниеотвода пространственная зона защиты выполняется в виде конуса.

- радиус зоны защиты на уровне земли;

- радиус зоны защиты на высоте защищаемого объекта;

- высота защищаемого объекта.

- высота стоек. Количество стоек – 2 шт.

- высота выбранной опоры.

; (1)

Где:

- эффективная высота молниеотвода.

м.

Радиус зоны защиты на уровне земли:

; (2)

м.

Радиус зоны защиты на высоте защищаемого объекта:

Так как U>110, hx принимаем 11.

; (3)

м.

Высоту молниеотвода принимаем: м;

L определяем графически. L =14 м.

- соблюдается

Наименьшая высота внутренней зоны:

; (4)

м.

Половина ширины внутренней зоны на уровне земли: м;

Половина ширины внутренней зоны на уровне высоты защищаемого объекта:

; (5)

м.

; (6)

м.

Выбираем стержневой заземлитель.

; (7)

Где:

- Длина заземлителя. Принимаем ;

- Эквивалентное сопротивление грунта. Принимаем (суглинок);

- диаметр электрода. Принимаем d=0,015.

.

Рисунок 1 – Зоны защиты двух тросовых молниеотводов.

Площадь заземляющего контура:

; (8)

Где:

S – площадь заземляющего контура;

а -длина. Принимаем а= 500;

b- ширина. Принимаем b= 55.

.

Отбор по термической стойкости:

; (9)

Где:

c – материал заземлителя (сталь - 74);

Iз – ток замыкания на землю.

t – время протекания тока КЗ. Принимаем t=1,5.

; (10)

.

- коэффициент влияния окружающей среды на грунт;

; (11)

; (12)

; (13)

- расстояние между полосами. Принимаем .

.

; (14)

m – число сегментов заземляющего контура.

; (15)

.

; (16)

.

; (17)

Где:

- вспомогательный коэффициент. Принимаем 10

.

Определяем импульсный эффект:

; (18)

Где:

Iм – вероятный ток молнии. Принимаем Iм=60 кА

; (19)

.

Условие безопасности прохождения тока молнии:

(20)

Где:

- крутизна фронта тока молнии. Принимаем аф=30;

- удельная индуктивность, индуктивность единицы высоты электроустановки. Принимаем ;

- высота электроустановки. Принимаем l=3.

.

Пользуясь полученной формулой, можно определить минимально допустимое расстояние между электроустановкой и молниеотводом по воздуху и в земле. В качестве примера покажем как это делается для не равнинной местности РФ. Для не равнинной территории:

- амплитуда тока молнии IМ = 60 кА;

- крутизна фронта тока молнии a = 30 кА/мкс;

- расчетная длительность фронта тока молнии 2 мкс;

- допустимое значение напряженности электрического поля в воздухе для всех случаев Е = 500 кВ/м.

Минимальное расстояние между электроустановкой и молниеотводом по воздуху:

; (21)

.

Аналогично определяем расстояние в земле между заземлителем и ближайшей к нему точкой электроустановки в земле при допустимом значении. Eз = 300 кВ/м.

; (22)

.

Минимально допустимые расстояния по воздуху и в земле

lв ≥ 3 м; lз ≥ 4 м.