Защита электрических подстанций от прямых ударов молнии

 

Молниеотвод

Граница зоны защиты

H_а1 H_а2

 

H

 

 

L

R_x1 R_x2

H_x1 H_х2

 

Тр 1 КРУН – 10 Тр 2

 

 

5.11 Расчёт заземляющего устройства подстанции

 

Исходные данные:

R_з = 0,5 Ом – наибольшее допустимое сопротивление заземляющего устройства согласно ПУЭ;

S= 90м х 80м – площадь подстанции;

ρ – удельное сопротивление грунта, 60 Ом · м

 

 

Расчёт заземляющего устройства без учёта сопротивления естественных заземлителей проводится в следующей последовательности:

 

R_г = [(0,37 ρ_расч)/L_гή_г]lg(2L ²_г / bh) (5.17)

 

где

R_г – сопротивление горизонтальных заземлителей;

ρ_расч – расчётное удельное сопротивление грунта, Ом · м;

L_г – длина горизонтальных заземлителей, м;

b= (0,02…0,04) м – ширина горизонтальной полосы;

h = (0,05…0,8) м – глубина заложения полосы;

ή_г – коэффициент экранирования горизонтальных заземлителей;

 

R_г = [(0,37 ·210)/2400 ·0,22]lg(2 ·2400² / 0,03 ·0,5) = 1,33 Ом

 

n’_в = L_п/а (5.18)

 

где

L_п – периметр защищаемой зоны;

а – расстояние между вертикальными заземлителями.

 

n’_в = 300/5 = 60

 

 

ρ_расч = k_сρ, Ом · м (5.19)

 

где

k_с = 2,0…4,5 – коэффициент сезонности, учитывающий просыхание и промерзание грунта;

ρ_{расч в} = 1,6 · 60 = 96

ρ_{расч г} = 3,5 · 60 = 210

 

 

R_в ≤ (R_г · R_з)/ (R_г - R_з), Ом (5.20)

 

где

R_в – необходимое сопротивление вертикальных заземлителей;

 

R_в ≤ (1,33 · 0,5)/ (1,33 – 0,5) = 0,8

 

В зависимости от формы вертикального заземлителя определить сопротивление одного вертикального заземлителя:

 

Для заземлителя, выполненного из стержня диаметром 12 мм и длиной 5 м при углублении верхнего конца на 0,7 м

 

R_зв = 0,226 ρ_расч

 

R_зв = 0,226·96 = 21,6

 

n_в = R_зв / (R_в ή_в) – количество вертикальных заземлителей.

 

где

ή_в – коэффициент экранирования вертикальных заземлителей;

 

n_в = 21,6 / (0,8·0,48) = 56