Tong hop cemina (1254556), страница 23

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 23)

Расчет заземляющих устройств

Расчет сводится к определению сопротивления растеканию тока заземлителя, которое зависит от проводимости грунта, конструкции заземлителя и глубины его заложения. Проводимость грунта характеризуется его удельным сопротивлением ρ ( Ом*см): сопротивление между противоположными сторонами кубиками грунта с ребрами 1см. Удельное сопротивление зависит от характера и строения грунта, его влажности, глубины промерзания и может колебаться в широких пределах.

Обычно в расчет принимают следующие средние занчения удельных сопротивлений грунта (Ом*см):

глина, садовая земля..........................................4*10³
чернозем..............................................................5*10³
суглинок, каменистая глина..............................10*10³
щебень с песком, каменистая почва.................20*10³
супесь.................................................................30*10³
песок с галькой..................................................80*10³

При промерзании грунта электропроводность его ухудшается и удельное сопротивление возрастает. Поэтому в расчет нужно вводить поправку Км - коэффициент сезонности, величина которого определяется в зависимости от климатической зоны. Коэффициент сезонности приведен в таблице ниже.

табл.1. Значения коэффициента сезонности Км

климатические зоны	признаки зон			коэффициент Км
	средняя многолетняя температура, °С		продолжительность замерзания вод, сутки
	низшая (январь)	высшая (июль)
1	от -20 до -15	от +16 до +18	170...190	1,9/5,8
2	от -15 до -10	от +18 до +22	150	1,7/4,0
3	от -10до 0	от +22 до +24	100	1,5/2,3
4	от 0 до +5	от +24 до +26	0	1,3/1,8

В последнем столбце

Числитель - для вертикальных заземлителей с заложением их вершин на глубине 0,5...0,7м от поверхности земли;

Знаменатель - для горизонтальных заземлителей при глубине заложения 0,3...0,8м.

При удельных сопротивлениях грунта более 20*10³ Ом*см необходимо устанавливать углубленные заземлители или принимать меры для снижения величины ρ.

По ВСЕМ СПРАВОЧНИКАМ формулы вычисления СОПРОТИВЛЕНИЯ РАСТЕКАНИЮ ТОКА С ОДНОЧНОГО ВЕРТИКАЛЬНОГО ЗАЗЕМЛИТЕЛЯ R_О.В. (трубчатого или стержневого длиной l В ЗЕМЛЕ на глубине t ) определяется по формуле

В этой формуле (и в других аналогичных) вместо взятия НАТУРАЛЬНОГО логарифма ln делается переход к десятичным логарифмам log₁₀ (или lg ) с помощью введения КОЭФФИЦИЕНТА 2,3, который вместе с постоянной величиной 2π создает коэффициент в числителе (2,3/ 2π) = 0,366.

Поэтому сопротивление (в Омах) одиночного вертикального заземлителя (из круглого стержня) растеканию тока определяется по формуле:

(Здесь уже имеется ввиду десятичный логарифм log )

где ρ - удельное сопротивление грунта, Ом*см;

Км - коэффициент сезонности;

l - длина заземлителя, см;

d - диаметр стержня, см;

t - глубина заложения (от поверхности земли до середины длины стержня), см.

( Если вместо круглого стержня используется угловая сталь, то d = 0,95b, где b - ширина полок уголка).

При ориентировочных расчетах сопротивление одиночного заземлителя

можно с достаточной точностью определять как

Соответственно по всем справочникам для ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ЗАЗЕМЛИТЕЛЯ R_О.Г. (трубчатого или плоского стержня длиной l _Г В ЗЕМЛЕ на глубине t ) определяется по формуле, в которой ,

во-первых, учтено, что для плоского стержня d = 0,5 b = b /2,

во-вторых, сделан переход от НАТУРАЛЬНОГО логарифма ln переход к десятичным логарифмам log₁₀ (или lg ) с помощью введения КОЭФФИЦИЕНТА 2,3, который вместе с постоянной величиной 2π создает коэффициент в числителе (2,3/ 2π) = 0,366.

Отсюда сопротивление (в Омах) горизонтального заземлителя:

где lг - длина заземлителя, см;

b - ширина полосового заземлителя, см; t - глубина его заложения, см.

Сопротивление заземлителя из нескольких электродов, соединенных полосой:

Суммарное сопротивление всех вертикальных электродов составит:

где n - число электродов; ηв - коэффициент использования электрода, характеризующий степень использования его поверхности из-за экранирующего влияния соседних электродов (см. таблицу).

табл.2. Значения коэффициента использования ηв

количество вертикальных заземлителей	отношение a/l (a - расстояние между заземлителями; l - длина заземлителя)
	1		2		3
	ηв	ηг	ηв	ηг	ηв	ηг
4	0,69/0,74	0,45/0,77	0,78/0,83	0,55/0,89	0,85/0,88	0,70/0,92
6	0,62/0,63	0,40/0,77	0,73/0,77	0,48/0,83	0,80/0,83	0,64/0,88
10	0,55/0,59	0,34/0,62	0,69/0,75	0,40/0,75	0,76/0,81	0,56/0,82
20	0,47/0,49	0,27/0,42	0,64/0,68	0,32/0,56	0,71/0,77	0,45/0,68
30	0,43/0,43	0,24/0,31	0,60/0,65	0,30/0,46	0,68/0,75	0,41/0,58

числитель - значения при размещении вертикальных заземлителей по замкнутому контуру; в знаменателе - при расположении их в ряд.

Для горизонтальных полос, связывающих вертикальные электроды, сопротивление

растеканию тока с учетом экранирования определяется по формуле:

,

где ηг - коэффициент использования горизонтальной полосы с учетом экранирующего влияния вертикальных электродов. Далее приводим небольшой пример расчета заземления.

Пример . Выполнить контур защитного заземления цеховой подстанции с двумя трансформаторами 630 кВ*А на напряжении 10/0,4кВ. Протяженность электрически связанных кабельных линий 10кВ предприятия составляет 18км. Грунт - суглинок, климатическая зона - 3.
Решение.

Ток однофазного короткого замыкания для сетей свыше 1000В с изолированной нейтралью определяется по формуле:

где U = 10кВ - междуфазное напряжение (в киловольтах);

lв и lк - длины электрически связанных воздушных (lв=0) и кабельных (lк =18 км) линий сети

данного напряжения (в километрах).
Отсюда находим значение тока однофазного короткого замыкания на землю:

По ПУЭ в общем виде сопротивление заземления не должно превышать величины:

250/ I _з, для установок напряжением свыше 1000 В, но не более 10 Ом.

Сопротивление заземлителя растеканию тока на напряжении 10кВ определяется как:

Таким образом, Rз = 250/18= 13,88 Ом.

В соответствии с ПУЭ сопротивление заземлителей у электроустановок -напряжением 10кВ должно быть не более 10 Ом, - а с напряжением 0,4/0,23кВ - не более 4 Ом. Расчетным принимается всегда сопротивление заземления для меньшего напряжения. таким образом, принимаем Rз = 4 Ом.
После этих расчетов необходимо определиться с материалом заземлителей. Будем выполнять свои заземлители из круглых стальных электродов диаметром d =12мм и длиной l = 5м. Размещаем электроды в ряд и соединяем их полосой из круглой стали диаметром d =12мм.

Полосу заложим на глубине t =0,6м.

При ориентировочных расчетах сопротивление одиночного заземлителя Rо.в . можно с достаточной точностью определять как

Обычно в расчет принимают средние занчения удельных сопротивлений грунта (Ом*см), приведенные выше.

Для суглинка ρ = 10*10³ Ом*см.

Характеристики

Список файлов семинаров