Методика проектирования

 

Проектирование защитного заземления электроустановок (ЭУ) или электрооборудования (30) выполняется в три этапа. На первом (подготовительном) этапе собирают следующие сведения: 1)характеристика ЭУ - тип установки, виды основного ЭО, рабочие напряжения и т.п.;

 

- 65 -

Компоновка (размещение) 30 на участке или в помещении с указанием основных размеров;

Форма и размеры заземлителей и заземляющих проводников (можно взять из табл. 6.1 и 6.2), из которых предполагается изготовить проектируемое заземляющее устройство (ЗУ), а также предполагаемая глубина погружения их в землю;

4) данные измерения удельного сопротивления грунта на участке, где предполагается сооружение ЗУ, и погодных (клима­тических) условий, при которых производились эти измерени я, а также характеристика климатической зоны. Если известен грунт и глубина заложения ЗУ, то можно определить по табл. 6.3 и 6.4 значения (лучше брать среднюю величину) и ;

5) данные об естественных заземлителях и их сопротивлени­ях Re, м. Оно может быть задано или же вычислено по формуле табл. 6.5;

6) расчетный ток замыкания на землю I для ЗУ U > 1 кВ, а для ЗУ U 1 кВ величину предельно допустимого (нормативного) сопротивления ЗУ R берут по табл. 6.6. Значение I определяют по формуле

I = U (35l +l )/350, (6.1)

где U - линейное напряжение сети, кВ; l - общая длина подключенных к сети кабельных линий, км; l - общая длина подключенных к сети ЛЭП, км.

находят по табл. 6.7 или 6.8 значение R для ЗУ U выше 1 кВ. На втором этапе ведется конкретный электротехнический расчет по определению основных параметров 39; существует два метода расчета [16]; метод коэффициентов использования и метод наведенных потенциалов. Их реализация может производиться по допустимому сопротивлению растекания тока заземлителя R и по допустимым напряжениям прикосновения и шага. Электротехничес­кий расчет ЗУ производят в большинстве случаев по R , величина которого приведена в табл. 6. 6... 6. 8. При этом в основном при­меняется метод коэффициентов использования (когда земля счита­ется однородной) и реже - метод наведенных потенциалов (когда земля принимается двухслойной). Порядок расчета по методу коэффициента использования по R состоит в следующем (метод наведенных потенциалов по допусти­мому сопротивлению см. на с. 216... 219 учебного пособия [16]).

При отсутствии величин l и l значения I принимают по параграф 1.7.56 ПУЭ [15]. По величине I и (или )

 

- 70 -

ряда вычислений сопротивлений этого ЗУ принятой конструкции R до тех пор, пока R Rи. Это производят в следующем порядке:

3.1. По предварительной схеме искусственного заземлителя, на­несенной на план объекта, определяют тип заземлителя (разомк­нутый или замкнутый контур), длины горизонтальных lг и коли­чество n вертикальных электродов. Величину lг можно определить по формулам:

для замкнутого контура lг = n a ; (6.4)

для разомкнутого контура lг = (n - 1) a , (6.5)

где a - расстояние между вертикальными электродами n , м.

Вычисляют расчетное значение сопротивления вертикального (одиночного стержневого) электрода Rв, 0м, по формуле (а или б) табл. 6.5.

Рассчитывают значение сопротивления горизонтального электрода (соединительной полосы) Rг, 0м, по формуле (в или г) табл. 6.5.

3.4. По данным табл. 6.9 находят коэффициенты использования для вертикальных и горизонтальных электродов - и .

3.5. Вычисляют расчетное сопротивление, Ом, группового зазем­лителя

R = R Rг / (Rв + Rг n ). (6.6)

3.6. Сравнивают вычисленное R с ранее определенным R если R R , то расчет проведен правильно и окончательно; при R > R необходимо внести поправку в предварительную схему ис­кусственного заземлителя, т.е. увеличить количество вертикаль­ных электродов n и определить длину горизонтального электрода lг по формуле (6.4 или 6.5).Затем расчет производят вновь по формулам, указанным в пунктах 3.3...3.6, до тех пор, пока не будет удовлетворено ус­ловие

R R (6.7)

Для наглядности вычислений по пункту 3 рассмотрим пример, в котором показан двухступенчатый (а может быть многоступенча­тым) ход расчета величины R до тех пор, пока R R .

Пример. Рассчитать фактическое сопротивление искусствен­ного ЗУ R, если извесно:, =910 Ом-м; Rи = 14, 86 Ом; контур ЗУ - разомкнутый; n = 12 мт.; lв = 5 м; d = 0, 05 м; d = 0, 021 м; lг = 55 м; a / l в = 1; Н = 0, 7 м.

Решение. Вычисляем фактическое сопротивление искусствен­ного заземлителя, представляющего собой разомкнутый контур,

так как согласно формуле (6.5) lг= (12 - 1) 5 = 55 м, т.е, 12 вертикальных электродов, соединенных прутком:

1) сопротивление одиночного вертикального электрода опре­деляем по формуле (б) табл. 6.5

Rв= 165, 49 Ом

при Н = 0, 7 + 0, 5 5 = 3, 2 м;

- 72 - 2) сопротивление горизонтального электрода (прутка) опре­деляем по формуле (г) табл. 6.5 Rг= = 32, 18 Ом при Н 0, 7 м; 3) по данным табл. 6.9 находим коэффициенты = 0, 56 и = 0, 57 (интерполируем данные строк для 10 и 20 электродов) и вычисляем по формуле (6.6) расчетное сопротивление группово­го заземлителя R=

4) сравнивая фактическое сопротивление искусственного за­землителя с требуемым, видим, что 17, 14 Ом > 14, 86 Ом, т.е. неравенство (6.7) не выполняется, следовательно, расчет произ­веден неправильно. Необходимо увеличить число вертикальных электродов и определить длину горизонтального электрода по формуле (6.5). Принимаем n = 20 электродов, тогда lг= (20-1)5 =95 м. При повторном расчете получаем Rг= . 5) по табл. 6.9 находим = 0, 48 и =0, 42, тогда R=

Полученное значение R удовлетворяет неравенству (6.7), т.е. 12, 71 Ом < 14, 86 Ом. Следовательно, расчет произведен правиль­но и окончательно. 4. Определяют общее сопротивление комбинированного ЗУ Rк, Ом, по формуле Rк = Rе R / (Rе + R) R . (6.8) На третьем этапе проектирования осуществляется конструк­тивная разработка рассчитанного ЗУ для конкретной ЗУ. Она вы­полняется в строгом соответствии с материалами и указаниями подраздела 6.4. 6.2. Задания на расчет Задание Н6.2.1. Рассчитать совмещенное ЗУ для цеховой трансформаторной подстанции 6/0, 4 кВ, подсоединенной к элект­росети с изолированной нейтралью, по исходным данным табл.6.10.

- 73 –

Таблица 6.10.