Розрахунок захисного заземлення

 

 

Виконав:

студент гр. ТМ-42бм

Бугайцов Р.Ю. Перевірив:

Доц. Янчик О.Г.

 

Харків 2016

Мета розрахунку – визначення основних конструктивних параметрів заземлення (числа, розмірів, порядку розміщення вертикальних стрижнів і довжини сполучної смуги, що поєднує їх у груповий заземлювач), при яких опір розтіканню струму обраного групового заземлювача (R _гр) не перевищить нормативне значення (R _зн).

Розрахунок виконується методом коефіцієнтів використання у наступній послідовності.

2.1. Вихідні дані:

№	Трансформаторна підстанція напругою U, кВт	Розміри будинку	Розрахунковий опір природного заземлювача, R е, Ом	Довжина лінії електропередач	Параметри вертикального електрода	Параметри горизонтального електрода	Питомий опір землі r обмірюване,Ом×м	Кліматична зона
Довжина L, м	Ширина В, м	l К.Л. , км	L В.Л., км	Довжина l В,м	Діаметр d, мм2	Переріз полоси, мм2
	6/ 0,4								4 х 40		I

2.2. Визначити розрахунковий струм замикання на землю і відповідне йому нормативне значення опору розтіканню струму захисного заземлення.

Розрахунковий струм замикання – це найбільший можливий у даній електроустановці струм замикання на землю.

В електроустановках напругою понад 1000 В з ізольованою нейтраллю розрахункове значення струму замикання на землю може бути визначене за такою напівемпіричною формулою:

де – лінійна напруга мережі (на високій стороні трансформаторної підстанції), кВ;

– довжина електричних зв’язаних відповідно кабельних і повітряних ліній, км.

 

 

2.3. Визначити необхідний опір штучного заземлювача.

При використанні природних заземлювачів R _u визначається за формулою:

де –опір розтіканню струму природних заземлювачів, Ом;

– необхідний опір штучного заземлювача, Ом;

– розрахунковий нормований опір ЗП, Ом.

 

2.4. Визначити розрахунковий питомий опір землі за формулою:

де – розрахунковий питомий опір землі, Ом·м;

– питомий опір землі, отриманий у результаті вимірів, Ом·м;

ψ– коефіцієнт сезонності, що враховує промерзання чи висихання ґрунту.

 

2.5. Обчислити опір розтіканню струму одиночного вертикального заземлювача R _в, Ом. Розрахункова формула вибирається залежно від типу, геометричних розмірів і умов залягання. У випадку стрижневого круглого перерізу (трубчастого) заземлювача, заглибленого в землю (рис. 2), розрахункова формула має вигляд:

Рисунок. 2 – Схема залягання стрижневого трубчастого заземлювача

 

 

де розрахунковий питомий опір ґрунту, визначений за формулою, Ом·м; довжина вертикального стрижня, м; діаметр перерізу, м; t – відстань від поверхні ґрунту до середини довжини вертикального стрижня, м.

 

2.6. Розрахувати наближену (мінімальну) кількість вертикальних стрижнів:

де – опір розтікання струму одиночного вертикального заземлювача, Ом; – необхідний опір штучного заземлювача, Ом;

Отриману кількість стрижнів округляють до довідкового значення.

 

2.7. Визначити конфігурацію групового заземлювача – ряд чи контур, з урахуванням можливості його розміщення на відведеній території і відповідну довжину горизонтальної смуги:

ряд

де а – відстань між вертикальними стрижнями, м, обумовлена зі співвідношення:

де коефіцієнт кратності, який дорівнює 1, 2, 3; довжина вертикального стрижня; кількість вертикальних стрижнів.

 

2.8. Обчислити опір розтіканню струму горизонтального стрижня R _г, Ом. У випадку горизонтального смугового заземлювача (рис. 3) розрахунок виконується за формулою:

де розрахунковий питомий опір ґрунту, Ом·м; довжина горизонтальної смуги, м; ширина смуги, м; відстань від поверхні ґрунту до середини ширини горизонтальної смуги.

Рисунок 3 – Схема горизонтального смугового заземлювача.

 

2.9. Вибрати коефіцієнти використання вертикальних стрижнів і горизонтальної смуги з урахуванням кількості вертикальних стрижнів і відношення відстані між стрижнями до їх довжини :

2.10. Розрахувати еквівалентний опір розтіканню струму групового заземлювача:

де – відповідно опору вертикального стрижня і горизонтальної смуги, Ом; – відповідно коефіцієнти використання вертикальних стрижнів і горизонтальної смуги, Ом; n – кількість вертикальних стрижнів.

 

2.11. Отриманий опір розтіканню струму групового заземлювача не повинен перевищувати необхідний опір, визначений у пункті 2.3:

Якщо отриманий опір групового заземлювача задовольняє умові, розрахунок вважається виконаним. Якщо більше чи значно менше необхідного ( 20%), слід внести виправлення в попередню схему ЗП.

 

 

2.12. Розраховані параметри ЗП навести в таблицю.

 

Таблиця – Розраховані параметри захисного пристрою

 

r гр Ом·м	L в, м	К	n, шт	L г, м	h в	h г	R в, Ом	R г, Ом	R гр, Ом	R и, Ом
480	5	1	20	99,75	0,48	0,42	109	4,21	5,23	5,45