Рис.3.3 Искровая зона вокруг вертикального электрода
Сосредоточенные заземлители имеют тем меньшее Rh, чем больше ток молнии, проходящий через заземлитель, и выше удельное сопротивление грунта.
Анализ протяженного горизонтального заземлителя без учета искровых процессов, который здесь не приводится из-за его громоздкости, приводит к следующему выражению для импульсного коэффициента:
где индуктивность единицы длины
горизонтального заземлителя, мкГн/м; τФ - длительность фронта тока молнии, макс.
Импульсный коэффициент протяженного горизонтального заземлителя больше единицы, и чем больше его длина и меньше длительность фронта импульсного тока, тем выше значение аи.
Следует иметь в виду, что у поверхности протяженного заземлителя имеют место искровые процессы, однако они ослабевают по мере удаления от начала заземлителя, поскольку уменьшаются его потенциал и плотность стекающего тока. Искровые процессы в земле существенно влияют на импульсное сопротивление протяженного заземлителя. При малых длинах его, когда плотности тока велики, искровые процессы могут привести к уменьшению импульсного коэффициента до .
Если заземлитель состоит из п труб или полос, то его импульсное сопротивление равно
где ηИ - импульсный коэффициент использования заземлителя, учитывающий ухудшение условий растекания тока молнии вследствие взаимного экранирования электродов.
Сопротивление заземлителя подстанции в виде сетки, которая состоит из вертикальных электродов, объединенных горизонтальными полосами, рассчитывается по эмпирической формуле:
где L - суммарная длина всех горизонтальных заземляющих электродов (полос); пи 1 - число и длина вертикальных электродов; S - площадь, занятая заземлителем;
ρ - расчетное значение удельного сопротивления грунта А - коэффициент, определяемый по значению
7.4 Условия безопасного прохождения тока молнии по молниеотводу
При прохождении тока молнии по молниеотводу создается падение напряжения на сопротивлении заземлителя молниеотвода и на индуктивности токоотвода. При косоугольной форме фронта тока молнии и крутизне фронта а максимальный потенциал в точке молниеотвода, расположенной на расстоянии 1 от заземлителя, наступает в момент максимума тока молнии
где Lo - индуктивность единицы длины токоотвода. Для металлических молниеотводов решетчатой конструкции, а также для отдельно проложенных токоотводящих спусков L0=l,7 мкГн/м.
Учитывая достаточно малое число ударов молнии в такие объекты, как, например, подстанции, в данном случае в качестве расчетных значений принимают IМ = 60 к А и а=30 кА/мкс.
Расстояние по воздуху 1В при расчетных параметрах тока молнии и допустимой напряженности электрического поля в воздухе £8=500 кВ/м определяется по формуле:
1в=0,12RИ + 0,11
Расстояние в земле 13 между заземлителем отдельно стоящего молниеотвода и ближайшей к нему точкой защищаемого устройства в земле при допустимой напряженности поля в земле ЕЗ = 300 кВ/м рассчитывается как
lB = 0,2RИ
При этом 1В должно быть не менее 5 м, а lЭ - не менее 3 м.
На подстанциях при установке молниеотводов на порталах помимо соблюдения безопасных расстояний по воздуху и в земле необходимо согласовать импульсные разрядные напряжения изоляторов и напряжения,
возникающие в точках их присоединения к порталу при ударах молнии в молниеотвод.
7.5 Конструктивные исполнения молниеотводов
В качестве несущих устройств для крепления токоведущих частей молниеотводов должны использоваться, там, где это возможно, конструкции самих защищаемых объектов. Например, на подстанциях молниеприемники могут устанавливаться, как уже отмечалось, на металлических порталах, предназначенных для подвески ошиновки, а сами порталы могут использоваться в качестве токоотводов, соединяющих молниеприемники с заземлителем.
Для отдельно стоящих молниеотводов в качестве несущих элементов используются железобетонные или деревянные стойки (при высоте до 20 м). Для токоотвода используется металлическая арматура железобетонных стоек, по деревянным стойкам прокладывается специальный токоведущий спуск к заземлителю. При высоте более 20 м применяют стальные решетчатые конструкции. Рекомендуется молниеотводы выполнять в виде свободно стоящих конструкций без растяжек.
Молниеприемники должны выдерживать термические и электрические воздействия тока молнии. Рекомендуется применять стальные молниеприемники сечением 50 - 100 мм2 для стержневых и однопроволочных тросовых молниеприемников. Поперечное сечение стальных многопроволочных тросов должно быть не менее 35 мм2. Молниеприемники и токоотводы предохраняются от коррозии покраской. Многопроволочные стальные тросы должны быть оцинкованы. Соединения частей токоотводов между собой, а также с молниеприемниками и заземлителями производятся в основном с помощью сварки.
7.6 Расчёт молниезащиты гппп
Габаритные размеры подстанции 50x50 м2, высота защищаемого оборудования 20 м, грозовая активность, характеризующаяся числом грозовых часов в году - ДГ = 40 ч/год, измеренное сопротивление грунта ρизм=45Ом-м.
Для защиты подстанции используются стержневые молниеотводы высотой 35 м. Принимаю для защиты подстанции 4 молниеотвода, их размещение приведено на рис.7.4, 7.5
Рис.7.4. Горизонтальная зона защиты молниеотводами
Рис.7.5. Вертикальная зона защиты молниеотводами
Расстояние между молниеотводами L принято 25 м, от периметра ГПП до молниеотводов dx =15 м. Высота защищаемого оборудования hx = 20 м.
Принята вероятность прорыва молнии через границу зоны Р = 0,005. Верхняя граница защищаемой зоны:
При L<h:
hmin = h0 = 29,8 м,
dx = rx = 20 м.
Заземляющее устройство круглый год должно иметь сопротивление не более 0,5 Ом [3, п.1.7 51]. Для заземления молниеотводов приняты вертикальные и горизонтальные заземлители. В качестве вертикальных заземлителей приняты стальные стержни диаметром 16 мм и длиной 6м. Горизонтальные заземлители представляют собой стальные полосы прямоугольного сечения 48 мм2.
Расчётное сопротивление грунта:
ρ = К·ρизм =1,15·50 = 57,5 Омм,
где значение К определено для суглинистой почвы III климатической зоны.
Суммарная длина горизонтальных заземлителей:
LГ=9·50 + 9·50 = 900 м.
Рис.7.6. Схема заземлителя
Определим сопротивление заземлителя
Рассчитанное сопротивление проходит по условию минимального сопротивления заземлителей. Для оценки эффективности защиты определяется пятидесятипроцентное значение разрядного напряжения Uso%5 по длине гирлянды изоляторов.
Выбор числа изоляторов и его типа.
Принимаю среднеэксплуатационную нагрузку F = 120 кН. Необходимо, чтобы изолятор имел пятикратный запас прочности:
FH3 = 5F = 5120 = 600 кН.
По [11] выбираю изолятор ПС 12-А, его характеристики:
Строительная длина Н = 140 мм
диаметр Д = 260 мм
длина пути утечки LУ1=325 мм
Коэффициент, учитывающий изменение длины пути утечки изолятора при неравномерном загрязнении и увлажнении в процессе эксплуатации:
Число изоляторов увеличивается на 1, Т.о. общее число изоляторов составляет 7 шт.д.ля длины гирлянды изоляторов LГ = nН = 70,14 = 0,98 м U50= 840 кВ.
Произведем оценку молниезащиты предприятия.
Определим вероятность перекрытия изоляции вследствие прорыва молнии в зону защиты.
Определим вероятность обратных перекрытий при ударах в молниеотвод:
8. Мероприятия по обеспечению требований безопасности и экологичности при электроснабжении промышленного предприятия
Для того чтобы правильно выбрать вид электропроводки, марку провода способ его прокладки, электроустановку соответствующего исполнения, необходимо знать, в каких условиях они будут работать. Исполнение электроустановки отражает степень защиты персонала от поражения электрическим током и защиту оборудования от внешних воздействий. По этим признакам классифицируются помещения и электротехнические изделия [7]
8.1 Условия производства работ
В электроустановках все работы необходимо производить при обязательном соблюдении следующих условий.
работу можно выполнять только с разрешения уполномоченного на это официального лица в соответствии с заданием, оформленным в виде наряда или распоряжения;
работу должны вести, как правило, не меньше чем два лица;
должны быть выполнены организационные и технические мероприятия, обеспечивающие персоналу безопасные условия работ.
Организационные мероприятия имеют целью обеспечить безупречную организацию выполнения работ в электроустановках для исключения несчастных случаев с людьми при высокой производительности труда и хорошем качестве работ. Такими мероприятиями являются:
а) выдача нарядов и распоряжений на производство работ;
б) допуск бригады к работе;
в) надзор за бригадой во время работы;
г) оформление перерывов в работе и окончания работ.
Технические мероприятия имеют целью обеспечить безопасность безопасность персонала при выполнении работ с полным или частичным снятие напряжения с электроустановки. Такими мероприятиями являются:
а) производство необходимых отключений и принятие мер для предотвращения ошибочного или самопроизвольного включения коммутационной аппаратуры (блокирование, механический запор приводов, снятие предохранителей и т.п.);
б) вывешивание переносных плакатов по технике безопасности и при необходимости установка временных ограждений;
в) проверка отсутствия напряжения на токоведущих частях установки, предназначенной для работы;
г) наложение временных заземлений [7]
8.2 Классификация производственных помещений по условиям окружающей среды и степени опасности поражения электрическим током
По условиям окружающей среды производственные помещения подразделяются на категории, характеристика которых приведена в таблице 8.1. По степени опасности поражения электрическим током производственные помещения подразделяются на три группы: без повышенной опасности, помещения с повышенной опасностью, особо опасные.
Помещения без повышенной опасности характеризуются отсутствием признаков, как повышенной опасности, так и особой опасности.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18
