Курсач Саенко. Расчет защитного заземления и зануления
 Скачать 138.19 Kb.
|
|
3. Устройство защитного заземления и зануления Как отмечалось, заземлением называется преднамеренное электрическое соединение данной точки системы или установки, или оборудования с локальной землей посредством заземляющего устройства. Различают 3 вида заземлений – защитное, гарантирующее безопасное обслуживание электроустановок – рабочее, обеспечивающее нормальную работу электроустановок в выбранных режимах – грозозащитное, которое служит для защиты от атмосферных перенапряжений. ПУЭ [4, глава 1.7] регламентирует следующие значения сопротивлений защитных заземляющих устройств. Таблица 2. Допустимые сопротивления заземляющего устройства в электроустановках до и выше 1000 В
В качестве последнего, называемым заземлителем, используются различные устройства. Их условно можно разделить на естественные и искусственные. Отличие состоит в том, что устройство первых не требуется, так как они уже существуют независимо от заземляемой электроустановки. В качестве естественных заземлителей рекомендуется использовать: 1) проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывчатых газов и смесей; 2) обсадные трубы скважин; 3) металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей; 4) металлические шунты гидротехнических сооружений, водоводы, затворы и т.п.; 5) свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле. Алюминиевые оболочки кабелей не допускается использовать в качестве естественных заземлителей. Если оболочки кабелей служат единственными заземлителями, то в расчете заземляющих устройств они должны учитываться при количестве кабелей не менее двух; 6) заземлители опор ВЛ, соединенные с заземляющим устройством электроустановки при помощи грозозащитного троса ВЛ, если трос не изолирован от опор ВЛ; 7) нулевые провода ВЛ до 1 кВ с повторными заземлителями при количестве ВЛ не менее двух; 8) рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами. Заземлители должны быть связаны с магистралями заземлений не менее чем двумя проводниками, присоединенными к заземлителю в разных местах. Это требование не распространяется на опоры ВЛ., повторное заземление нулевого провода и металлические оболочки кабелей. В качестве естественных заземлителей недопустимо использование теплотрасс, трубопроводов с горючими веществами такими как бензин, природным газом, нефтью и др. Использование естественных заземлителей уменьшает капиталовложения в установки, упрощает монтаж оборудования и тд. Если по определенным причинам, такими как: невозможность использования естественных заземлителей, для повышения надёжности заземления, используют искусственные заземлители. – стальные трубы от 2 м с толщиной стенки от 3.5 мм – полосовую или угловую сталь толщиной не менее 4 мм – прутковую сталь диаметром 10 мм длиной 10 метров и более Устройство защитного заземления Применение защитного заземления чаще всего требуется на РУ подстанций. Для этого по контуру подстанции вбиваются в землю вертикальные электроды. В их качестве выступают чаще всего стальные стержни. Затем они опоясываются горизонтальным заземлителем, в качестве которого служит стальная полоса. Способ соединения их сварка. Места соединения рекомендуется проливать битумом для уменьшения коррозии. При необходимости число вертикальных электродов, равно как и горизонтальных увеличивают. Это определяется в результате расчета (см. п 5.1), который сводится к определению сопротивления растеканию тока заземлителя. Оно зависит от проводимости грунта, конструкции заземлителя и глубины его заложения. Проводимость грунта характеризуется его удельным сопротивлением – сопротивлением между противоположными сторонами кубика грунта со стороной 1 см. Оно зависит от характера и строения грунта, его влажности, глубины промерзания. Так при промерзании грунта его удельное сопротивление возрастает. При устройстве заземления на подстанции также необходимо обратить внимание и на устройство входа и въезда в подстанцию. Здесь нужно закладывать две-три стальные полосы в форме козырька с постепенным заглублением на 1,5–2 м, чем достигается снижение напряжения шага. В местах перекрещивания заземляющих проводников с кабелями, трубопроводами, железнодорожными путями, в местах их ввода в здания и в других местах, где возможны механические повреждения заземляющих защитных проводников, эти проводники должны быть защищены. [1, с. 102] Устройство зануления. Применение данной защиты требуется чаще всего помещениях с большим количеством электроприемников, так как заземление на месте каждого из них бывает невозможным в силу объективных причин. Для этого, например в цехе [3, с. 155], прокладываются магистральные защитные проводники из полосовой стали, сечение которой указано ранее. В наружных установках заземляющие и нулевые защитные проводники допускается прокладывать в земле, в полу или по краю площадок, фундаментов технологических установок и т.п. Затем зануляемые части приемников подключаются к магистрали. Ответвления от магистралей к электроприемникам до 1 кВ допускается прокладывать скрыто непосредственно в стене, под чистым полом и т.п. с защитой их от воздействия агрессивных сред. Такие ответвления не должны иметь соединений. Способ прокладки их зависит от помещения в котором они выполняются. В помещениях сухих, без агрессивной среды, заземляющие и нулевые защитные проводники допускается прокладывать непосредственно по стенам. Во влажных, сырых и особо сырых помещениях и в помещениях с агрессивной средой заземляющие и нулевые защитные проводники следует прокладывать на расстоянии от стен не менее чем 10 мм. Сама магистраль выводится к месту устройства заземления. Не допускается использовать в качестве нулевых защитных проводников нулевые рабочие проводники, идущие к переносным электроприемникам однофазного и постоянного тока. Для зануления таких электроприемников должен быть применен отдельный третий проводник, присоединяемый во втычном соединителе ответвительной коробки, в щите, щитке, сборке и т.п. к нулевому рабочему или нулевому защитному проводнику. Также можно привести и дополнительные требования к устройству цепи заземляющих и нулевых защитных проводников: – в них не должно быть разъединяющих приспособлений и предохранителей. – нулевые защитные проводники линий не допускается использовать для зануления электрооборудования, питающегося по другим линиям. – допускается использовать нулевые рабочие проводники осветительных линий для зануления электрооборудования, питающегося по другим линиям, если все указанные линии питаются от одного трансформатора, и исключена возможность отсоединения нулевых рабочих проводников во время работы других линий. В таких случаях не должны применяться выключатели, отключающие нулевые рабочие проводники вместе с фазными. – заземляющие и нулевые защитные проводники должны быть предохранены от химических воздействий. – использование специально проложенных заземляющих или нулевых защитных проводников для иных целей не допускается. Таблица 1.13.1. Наибольшие допустимые значения R3 для 3-фазных сетей.
Таблица 1.13.2 Коэффициенты сезонности Ксез
Таблица 1.13.3 Удельное сопротивление грунта
Таблица 1.13.4 Рекомендуемые электроды
Таблица 1.13.5. Значение коэффициентов использования электродов.
4. Расчет защитного заземления и зануления Расчет защитного заземления Дано: А х В = 16х8 м V1/V2 = 20/0,65 кВ Lвл= 15 км Lкл = 1 км p = 20 Ом*м (Торф) t = 0,5 м Вид ЗУ = контурное Климатический район = IV Вертикальный электрод = d= 12 (Круглая сталь), L= 5м Горизонтальный электрод = d= 10 (Пруток) Требуется: Определить количество вертикальных и длину горизонтальных заземлителей; Показать размещение ЗУ на плане; Определить фактическое значение сопротивления ЗУ Решение: Определяется расчетное сопротивление одного вертикального электрода rв = 0,3*20*1,3= 7,8 Ом Ксез.в = F(зона IV) = 1.3 Ксез.г = F(зона IV) = 1,8 Определяется расчетное сопротивление совмещенных ЗУ подстанции Rзу ≤ 125/15 = 8,3 Ом I3 = 10(35*1*15)/350 = 15 А Rзу2 = 8 Ом; для сети НН, но допустимое при данном грунте определяется Rзу.доп =Rзy2 • 0,0lp = 8 · 0,01 · 20 = 1,6 Ом. Следовательно, для расчета принимается Rзy= 1,6 Ом. Определяется количество вертикальных электродов. Без учёта экранирования N`в.р = 7,8/1,6 = 4,8. Принимается N`в.р = 5; С учётом экранирования Nв.р = 5/0,69 = 7,2. Принимается Nв.р = 8. Размещается ЗУ на плане (рис. 1.13.2) Так как выбрано a/L =1, то а = L = 5 м. Минимальное расстояние от объекта - 1 м. Ln = 5(8-1) = 35 м. Определяются уточненные значения сопротивлений вертикальных и горизонтальных электродов Rв = 7,8/8*0,69 = 1,41 Rr = 0,4/(35*0,45)*20*1,8lg(2*  )/(17,6* *0,5) = 6,15 Ом6. Определяется фактическое сопротивление ЗУ Rзу.ф= (1,41*6,15)/(1,41+6,15) = 1,14 Ом (1,6 Ом) R зу.доп > Rзу.ф (1,14 Ом), следовательно, ЗУ будет эффективным. Ответ: ЗУ ТП-10/0,23 состоит из 8 вертикальных электродов Lв = 5 м, d = 12 мм; Ln = 35 м, d = 10, Rзу = 1,14 Ом. Расчет зануления. Требуется проверить обеспечена ли отключающая способность зануления в сети, при нулевом защитном проводнике – стальной полосе сечением 30x4 мм. Линия 380/220 В с медными проводами 3х6 мм2 питается or трансформатора 100 кВА, 6/0,4 кВ со схемой соединения обмоток «треугольник – звезда с нулевым проводом» (  ). Двигатели защищены предохранителями I1ном=30 А (двигатель 1) и I2ном=20 А (двигатель 2). Коэффициент кратности тока К=3. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, Ом
А
А
