Практическое
задание №3

Проектирование защитного заземления электроустановок.

Вариант №16

 Задание: Рассчитать
совмещенное ЗУ для цеховой трансформаторной подстанции 6/0,4 кВ, подсоединенной
к электросети с изолированной нейтралью. При этом принять: разомкнутый контур
ЗУ, в качестве вертикального электрода - уголок шириной b_в = 16 мм; в
= 50 м, горизонтальный электрод - S_г = 40 мм²;
d_г = 12 мм.

Исходные данные: Грунт каменистый, H₀ = 5 м, l_воз= 15 км, l_каб = 60 км, n_в
= 6 шт, l_в =
2,5 м, а_в = 5 м, R_е = 15 Ом.

Расчет:

Расчетный ток замыкания на землю:

где U_л -
линейное напряжение сети, кВ; l_каб
- общая длина подключенных к сети
кабельных линий, км; l_воз
- общая длина подключенных к сети ЛЭП, км.

Определение расчетного удельного сопротивления грунта:

где r_табл.=700 Ом × м -
измеренное удельное сопротивление грунта (из табл. 6.3 [2] для
каменистого грунта); y=1,3 - климатический коэффициент, принятый по табл.
6.4 [2] для каменистого грунта.

Определение необходимости искусственного заземлителя и
вычисление его требуемого сопротивления.

Сопротивление ЗУ R_з^н
выбирается из табл. 6.7 [2] в зависимости от U ЭУ и r_расч в
месте сооружения ЗУ, а также режима нейтрали данной электросети:

R_е > R_з^н, Þ
искусственный заземлитель необходим. Его требуемое заземление:

Определение длины горизонтальных электродов для
разомкнутого контура ЗУ:

где а_в - расстояние между вертикальными
электродами n_в.

Расчетное значение сопротивления вертикального
электрода:

Расчетное значение сопротивления горизонтального
электрода по (формуле г) :

Коэффициенты использования для вертикальных и
горизонтальных электродов по данным табл. 6.9 [2] равны: h_в = 0,73, h_г = 0,48.

Расчетное сопротивление группового заземлителя:

R > R_и,
значит увеличиваем количество электродов

Принимаем n = 25.

l_г = 125 м

R_г = 17,2 Ом

По табл. 6.9               h_в =
0,63,   h_г =
0,32

R = 15.84

R >R_u

n_в = 45

l_г = 225 м

R_г = 10,3 Ом

По табл. 6.9               h_в =
0,58,  h_г =
0,29

R
= 10,8 Ом

R_к = R_е×R/(R_е + R) R^м_з

R_л = 15×10,8/(15+10,8) = 6,27 Ом  6,3
Ом

R_е – естественное сопротивление, Ом;

R_и
– сопротивление искусственного
заземлителя, Ом;

R_в – сопротивление вертикального электрода, Ом;

R_г – сопротивление горизонтального электрода, Ом;

R – сопротивление группового заземлителя, Ом;

R_к
– общее сопротивление
комбинированного ЗУ, Ом;

h_в, h_г – коэффициент использования вертикального и
горизонтального электродов;

а_в
– расстояние между электродами, м;

l_в – длина электродов, м;

n_в – количество вертикальных электродов.

Рис.
3.1. Вертикальный электрод

Рис. 3.2. План комбинированного ЗУ R_и

Рис. 3.3.
Схема использования освещенного ЗУ в системе защитного ЭУ напряжением до и
свыше 1 кВ

1
– заземляющий проводник;

2
– горизонтальный заземлитель;

3
– вертикальный заземлитель;

4
– естественный заземлитель (пруток) с R_е = 15 Ом;

ЭУ1
– высоковольтная ЭУ;

ЭУ2
– низковольтная ЭУ.

Конструктивные
решения:

1.  
присоединение корпусов
электромашин, трансформаторов, аппаратов, светильников и т.п., металлических
корпусов передвижных и переносных ЭУ и ЗУ при помощи заземляющего проводника
сечением не менее 10 мм².

2.  
расположение ЗУ, как правило, в
непосредственной близости от ЭУ. Оно должно из естественных и искусственных
заземлителей. При этом в качестве естественных заземлителей следует
использовать проложенные в земле водопроводные и другие металлические
трубопроводы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или
взрывчатых газов и смесей), обсадные трубы скважин, металлические и
железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с
землей, и другие элементы. Для искусственных заземлителей следует применять
только стальные заземлители.

Список использованной литературы:

1.  
Бережной С.А., Романов В.В., Седов
Ю.И. Безопасность жизнедеятельности. –Тверь: ТГТУ, 1996.

2.  
Инструкция по устройству
молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122 – 871 Минэнерго СССР. – М.:
Энергоатомиздат, 1989.

3.   Практикум по безопасности жизнедеятельности под ред.
Бережного            С.А. – Тверь: ТГТУ, 1997.