3.2 Расчет заземления

Рассмотрим заземление отдельно стоящего РУ 10 КВ совмещенного с двухтрансформаторной подстанцией ТП – 10 2 x 1600 ( 10/0,4 КВ ). Грунт в месте сооружения суглинок, климатическая зона 3, естественные заземлители не используются. Сооружаем заземлители с внешней стороны здания с расположением вертикальных электродов по периоду. В качестве вертикальных заземлителей принимаем, стальные стержни диаметром 15 мм и длиной 2 м, которые погружают в грунт методом ввертывания. Верхние концы располагают на глубине 0,7 м от поверхности земли. К ним приваривают горизонтальные электроды стержневого типа из той же стали, что и вертикальные электроды.

1.В соответствии с ПУЭ устанавливаем допускаемое сопротивление заземляющего устройства R_з. так как заземляющего устройства является общим для установок на различное напряжение, т. е. используется на напряжение до 1 кВ и выше 1 кВ, то оно должно быть не более 4 Ом для напряжения 380 В. (2, стр. 295).Наибольший ток через заземление при замыкании на землю на стороне 10 КВ составляет 25 А. Для стороны 10 КВ в соответствии с ПУЭ сопротивление заземляющего устройства определяем по формуле:

97

Принимаем R_з=4 Ом.

2. С учетом площади, занимаемой объектом, намечаем расположение заземлителей – по периметру с расположением между вертикальными электродами 4 м.

3. Сопротивление искусственного заземлителя при отсутствии естественных заземлителей принимаем равным допустимому сопротивлению заземляющего устройства R_и =R₃=4 Ом

4. Определяем расчетные удельные сопротивления грунта для горизонтальных и вертикальных заземлителей.

ρ_р.г=ρ_уд.∙К_п.г=100∙2=200 Ом∙м

ρ_р.в=ρ_уд.∙К_п.в=100∙1,4=140 Ом∙м,

где ρ_уд.= 100 Ом∙м – удельное сопротивление грунта (суглинок) (6,стр.312,табл. 9-1).

К_п.г=2, К_п.в=1,4 – повышающий коэффициент для горизонтальных и вертикальных электродов (6, стр. 312, табл.9-2).

5. Сопротивление растеканию одного вертикального электрода стержневого типа определяем по формуле из табл. 2.1 (2)

R_{о. в. э}=Ом

6. Определим примерное число вертикальных заземлителей при предварительно принятом по таблице 9-7 (6) коэффициенте использования К_и.в=0,59. Отношение расстояния между электродом и их длине равно 1,5; принимаем 2, ориентировочное число вертикальных электродов в соответствии с планом объекта составляет 30 шт.

N=

7. Определяем расчетное сопротивление растеканию горизонтальных электродов по формуле из табл. 12.1 (2)

R_р.г.э= Ом,

где К_и.г=0,3

8. Уточняем необходимое сопротивление вертикальных электродов

98

R_в.э= Ом

9. Определяем число вертикальных электродов при коэффициенте использования

К_{и. в.у}=0,312, при N=28 и =,

где Р=90 м

N= шт

Принимаем 43 электродов.

Заземление ТП-10 представлено на листе КФБН. 100407. 684 ЭГ в графической части дипломного проекта.

3.3 Расчет молниезащиты

Построим защитную зону для цеха № 41 относящейся к 1 категории по устройству молниезащиты.

Основные геометрические параметры:

длина L_а – 30 м;

ширина В – 15 м;

высота Н – 10м.

Для объектов 1 категории по устройству молниезащиты согласно табл. 12.3 (2) защитная зона относится к типу А.

Принимаем исполнение защиты двумя отдельно стоящими металлическими молниеотводами стержневого типа высотой h=35м, расстояние между молниеотводами принимаем L =40м. Определяем параметры зоны защиты, учитывая, что в нашем случае L > h.

h₀ = 0,85 ∙ h

h₀ = 0,85 ∙ 30 = 25,5 м

r₀ = (1,1 – 0,002 ∙ h ) ∙ h

r₀ = (1,1 – 0,002 ∙ 30 ) ∙30 = 31,2 м

Зону защиты построим для уровня h_х = 10 м.

Радиус зоны защиты r_х составит:

99

r_х = ( 1,1 – 0,002 ∙ h ) ∙ ( h – )

r_х = ( 1,1 – 0,002 ∙ 30 ) ∙ ( 30 – ) = 18,9 м

Определяем параметры h_c, r_сх;

h_c = h₀ – ( 0,17 + 3 ∙ 10 ^{– 4} h ) ∙ ( L – h )

h_c = 25,5 – ( 0,17 + 3 ∙ 10 ^{– 4} ∙ 30 ) ∙ ( 40 – 30 ) = 28,9 м

r_c = r₀ ∙

r_c = 31,2 ∙ = 18 м

Расчет импульсного сопротивления.

Импульсное сопротивление Rи определяется умножением сопротивлений при стационарном режиме Rобщ. На импульсный коэффициент .

R_и = _u ∙ R_общ,

где _u - импульсный коэффициент,

R _общ. – сопротивление при стационарном режиме,

Сопротивление одиночного заземления

r=,

где ρ – удельное сопротивление грунта, Ом∙м;

l – длина электрода, м;

d – диаметр электрода, м.

r=

Сопротивление разделителей без учета полосы связи:

r₀=(2÷3)∙ r_доп. = 10 ÷30

где r_доп. =10 Ом

Примерное число одиночных заземлителей:

n=

Принимаем n=3.

Общее сопротивление заземлителей:

100

r₀^'=,

где η – 0,9;

r₀^'= Ом

Длина полосы связи:

l_n=a∙n=3∙3=9 м

Сопротивление соединительной полосы:

r_n= 0,366∙

где b – ширина полосы, м;

h – заглубление полосы, м .

r_n= Ом

Сопротивление соединительной полосы с учетом экранирования:

r^'_n= ,

где η₂ – 0,72

r^'_n= Ом

r_общ.= Ом

R_n=0,75 ∙ 2,2=1,6 Ом

R_n=1,6 Ом< r_доп=10 Ом

Молниезащита цеха № 41 представлена на листе КФБН. 100407. 684 ЭГ графической части дипломного проекта.

101