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 bв = 16 мм; в = 50 м, горизонтальный электрод - Sг = 40 мм2; dг = 12 мм.

Исходные данные: Грунт каменистый, H0 = 5 м, lвоз= 15 км, lкаб = 60 км, nв = 6 шт, lв = 2,5 м, ав = 5 м, Rе = 15 Ом.

Расчет:

Расчетный ток замыкания на землю:

где Uл - линейное напряжение сети, кВ; lкаб - общая длина подключенных к сети кабельных линий, км; lвоз - общая длина подключенных к сети ЛЭП, км.

Определение расчетного удельного сопротивления грунта:

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

Определение необходимости искусственного заземлителя и вычисление его требуемого сопротивления.

Сопротивление ЗУ Rзн выбирается из табл. 6.7 [2] в зависимости от U ЭУ и (расч в месте сооружения ЗУ, а также режима нейтрали данной электросети:

Rе > Rзн, ( искусственный заземлитель необходим. Его требуемое заземление:

Определение длины горизонтальных электродов для разомкнутого контура
ЗУ:

где ав - расстояние между вертикальными электродами nв.

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: (в = 0,73, (г = 0,48.
Расчетное сопротивление группового заземлителя:

R > Rи, значит увеличиваем количество электродов
Принимаем n = 25. lг = 125 м
Rг = 17,2 Ом
По табл. 6.9 (в = 0,63, (г = 0,32
R = 15.84
R >Ru

nв = 45 lг = 225 м
Rг = 10,3 Ом
По табл. 6.9 (в = 0,58, (г = 0,29
R = 10,8 Ом

Rк = Rе(R/(Rе + R) Rмз

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

Rе – естественное сопротивление, Ом;
Rи – сопротивление искусственного заземлителя, Ом;
Rв – сопротивление вертикального электрода, Ом;
Rг – сопротивление горизонтального электрода, Ом;
R – сопротивление группового заземлителя, Ом;
Rк – общее сопротивление комбинированного ЗУ, Ом;
(в, (г – коэффициент использования вертикального и горизонтального электродов; ав – расстояние между электродами, м; lв – длина электродов, м; nв – количество вертикальных электродов.

Рис. 3.1. Вертикальный электрод

Рис. 3.2. План комбинированного ЗУ Rи

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 Rе = 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.

-----------------------
Н

Н0

dв

lв

ав=10м

ав=10м

2

3

3

4

U(1 кВ

В

А

С

В

А

U(1 кВ

ЭУ1

ЭУ2

С

1

1

1

2

0,7 м

4

Трансформатор

lв=2.5 м, dв=16 мм, nв=6 шт, lг=72м, dг=12мм