Файл: Рябкова Е.Я. Расчет заземляющих устройств (Заземления в установках высокого напряжения) учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.07.2024
Просмотров: 110
Скачиваний: 1
Рис. Ѵ-13. Вольт-_амперные характеристики сеток -jAS = 20 м
и / S = 80 м с ячейками 10X10 н2
Рис. Ѵ-14.. Кривые опасных параметров для подстанций 35 кв
и ПО кв при сетках с -j/~S = 80 м в грунтах с р = 150 — 1000 омм
I
91
\
Фгои |
о н и |
Oo |
|
9DO-ß |
|||
c\i |
|||
|
|
<5? |
|
|
|
n |
|
|
P a |
|
|
, I |
|
||
-іон |
0H H |
|
|
- 7 S 0 |
|
||
ß |
> |
|
|
|
j |
|
|
- |
I |
|
|
|
|
||
|
fit; |
|
|
(S'^OH |
= Ш О о н и |
|
|
|
§ |
|
05'
05
«О |
o- |
C\J |
Ob' |
<3* |
OS |
Os
OaT
0>
ю c\j ОЭ' Ob'
<5! »o O)'
Ob*
о»
*
s |
|
опасных параметров — амплитуды |
для подстанций ПО кв |
Кривые вероятностей |
крутизны тока молнии |
V-15, а: |
|
Рис. |
|
92
93
Рис. Ѵ-16. Число лет с одним опасным ударом молнии для подстанций _1_10 кв и 35 кв с размером заземлителей TAS=> =20 м и S = 80 м в зависимости от сопротивления грунта
На рис. Ѵ-16 приводятся кривые грозоупорности подстан ций 110 и 35 кв при различных заземлителях в зависимости от удельного сопротивления грунта. Задаваясь необходимой величиной показателя грозоупорности подстанций 35 и ПО кв можно выяснить, при каком заземлителе и до какого удельного сопротивления грунта возможно использование; заземлителя подстанции для заземления молниеотводов.
-~і
б) Рекомендации по использованию заземлителя подстанции для заземления молниеотводов (из проекта
«Руководящих указаний по защите подстанции 3—500 кв от прямых ударов молнии . . . »
1. Заземляющий контур подстанции используется для за земления молниеотводов в случаях:
1) установки молниеотводов на конструкциях ОРУ и,
втом числе, на трансформаторных порталах;
2)подсоединения отдельно стоящего молниеотвода к за земляющему контуру подстанции;
3)присоединения тросовых молниеотводов воздушных линий к входным порталам ОРУ подстанций.
2. Установка молниеотводов допускается;
1) на конструкциях ОРУ напряжением .220 кв и выше во всех случаях;
2) на конструкциях ОРУ напряжением ПО и 150 кв при грунтах с удельным сопротивлением*:
а) р -<1000 омм — независимо от размеров площади за землителя подстанции;
б) 1000<р<:2000 омм — на подстанциях с площадью за землителя не менее 10000 ж2.
3)На конструкциях ОРУ напряжением 35 кв при грунтах
судельным сопротивлением:
а) р < 500 омм — независимо от размеров площади за землителя подстанции;
б) 500<р<!750 омм — на подстанциях с площадью зазем лителя не менее 10000 м2.
4) На трансформаторных порталах и конструкциях ОРУ, удаленных от трансформатора по магистрали заземлителя
* В разделе «Заземление молниеотводов подстанций» здесь и /далее требования к удельным сопротивлениям грунта — в период грозового се зона.
95
подстанции на расстояние до 15 м, при грунтах с удельным сопротивлением 350 омм, при условии установки вен тильных разрядников на выводах обмоток трансформатора
напряжением 3 — 35 кв или на расстоянии |
от них по оши |
новке не более 5 м, включая ответвления |
к разряднику, |
а в случае подстанций с высшим напряжением 35 кв, кроме
того, |
при условии сопротивления заземлителя подстанции |
R ^ 4 |
ома (без учета выносного заземления). |
3. |
Присоединение заземлителя отдельно стоящего молние |
отвода к заземляющему контуру подстанциидопускается в тех же случаях, когда допускается установка молниеотво дов на конструкциях ОРУ.
4. Присоединение тросовых молниеотводов к заземлен ным конструкциям ОРУ допускается:
1 ) для линий напряжением 2 2 0 кв и выше без ограни
чений; 2) для линий напряжением 150, ПО и 35 <кв в тех же
случаях, когда допускается установка молниеотводов на конструкциях ОРУ.
5. В случаях, когда присоединение тросовых молниеотво дов к конструкциям ОРУ не допускается, связь ближайшей опоры линии, а, следовательно, и системы трос — опоры, с заземлителем подстанции может быть осуществлена го ризонтальной полосой, проложенной в земле.
6 . С целью уменьшения вероятности обратных перекры
тий изоляции оборудования подстанции при использовании для заземления молниеотводов заземляющего контура под станции, при его выполнении необходимо учесть следую щее:
1 ) заземлитель Нодстанции в месте присоединения к не
му молниеотвода должен быть выполнен таким образом, чтобы от стойки конструкции со стержневым или тросовым
молниеотводом ток молнии мог растекаться |
не менее как |
по трем горизонтальным магистралям заземлителя; |
|
2 ) на каждой из магистралей, на расстоянии трех — пяти |
|
метров от стойки с молниеотводом, следует |
расположить |
по одному вертикальному электроду длиною /> 3 м;
3)во всех случаях следует отдалять друг от друга места присоединения молниеотвода и оборудования к магистрали заземлителя. Например, путем использования для их при-* соединения разных магистралей;
4)расстояние по магистрали заземлителя между местом подсоединения к ней молниеотвода іи корпуса трансформа-
96
тора должно быть не менее 15 м. При меньших расстояниях должны выполняться требования (п. 2.4) для случаев уста новки молниеотводов на трансформаторных порталах.
в) Обеспечение грозоупорности подстанции отдельно стоящим молниеотводом с обособленным заземлителеМ
В тех случаях, когда присоединение молниеотводов к заземлителю подстанции не обеспечивает необходимой грозо упорности подстанции при ПУМах, защита ОРУ выполняет
ся отдельно стоящими молниеотводами, имеющими обособ ленный заземлитель, электрически не связанный с заземлителем подстанции.
Потенциал на обособленном заземлителе молниеотвода может быть допущен выше, так как он не ограничивается непосредственно импульсной прочностью оборудования. Но в то же время этот потенциал не должен превышать пробивного напряжения по земле и по воздуху от отдельно стоящего молниеотвода и его заземлителя до ОРУ подстан ции и ее заземлителя.
Очевидно, что с уменьшением импульсного сопротивле ния заземлителя молниеотвода необходимые расстояния по земле и по воздуху уменьшаются, молниеотвод прибли жается к защищаемому объекту и его высота может быть уменьшена. Кроме того, сама установка молниеотвода с его заземлителем, в особенности, когда он располагается внутри заземляющего контура подстанции, должна занимать мини мальную площадь. Поэтому в качестве заземлителя отдельно стоящего молниеотвода рекомендуется использовать сосре доточенный заземлитель из одного, двух вертикальных элек тродов, горизонтальный размер которого вместе с искровой зоной не увеличит заметно расстояние от оси молниеотво да до заземлителя подстанции.
При протекании тока молнии через сосредоточенный за землитель молниеотвода его максимальный потенциал будет
определяться, очевидно, только амплитудой тока молнии и не зависеть от его крутизны. Поэтому вероятность появ ления того или иного потенциала на заземлителе молние отвода будет определяться вероятностью только амплитуды тока молнии.
7—1059 |
97 |
При принятом показателе грозоупорности М и сосредо точенном заземлителе молниеотвода вероятность
Р = MN п о р =Рі
появления на нем недопустимого потенциала является вероятностыо опасного тока I, определяемого из кривой ве роятности.
При найденном токе / рассчитывается импульсное сопро тивление заземлителя Zu и необходимое расстояние по земле
|
iz« |
(43) |
|
|
•Sa ^ |
||
и по воздуху |
I Zn + aLh' |
|
|
SB> |
(44) |
||
|
где £ 3 = 300 кв/м и £ в = 500 кв/м — средние разрядные напря
женности в земле и в воздухе; а = 30 кв/мксек — принимае мая здесь крутизна тока молнии; L = 1,7 мкгк/м —индуктив ность молниеотвода; h' — высота над землей точки молние отвода с наикратчайшим расстоянием до ОРУ подстанции.
В соответствии с проектом новых «ПУЭ», эти расстояния по земле и по воздуху не должны быть менее, соответствен но, 3 ж и 5 м.
Рассмотрим условия' для осуществления защиты от ПУМов небольшой подстанции 35 кв одним отдельно стоя
щим молниеотводом с показателем грозоупорности М = |
= |
|||
= 50. |
|
|
|
|
Высота молниеотвода /і = 25 м, |
заземлитель — вертикаль |
|||
ный |
электрод /= 1 0 м, |
удельное |
сопротивление грунта |
|
■р = 1 0 |
0 0 омм. |
|
|
|
Число поражений молниеотвода за грозовой сезон |
|
|||
Л/пор = m S'=m n (3,5 • h)2 |
• 1 0 " 6 = Зя (3,5 • 25)2 • 1 0 " 6 = 0,072. |
|
||
Вероятность опасного поражения |
|
|||
|
MN „op |
50 • 0,072 |
|
что соответствует по кривой вероятности токов молнии опасному току
I 30 ка.
98
При величине опасного тока 7=30 ка определяется им пульсное сопротивление вертикального электрода /= 1 0 м.
Радиус искровой зоны или фиктивный радиус электрода
г = |
1р |
30 ■1000 = 0,48 лц |
ф2я1Епр 2я • 10 • 1000
где £ Пр= 1 0 0 |
0 |
кв/м — пробивное напряжение песчаного грун |
|||
та при р= 1 |
0 0 0 |
омм (в однородном поле). |
|
||
Импульсное сопротивление заземлителя |
|||||
|
_ |
Р-2.3 |
1000 • 2,3 |
2 • 10 |
=59,3 ом. |
|
|
2яI |
2я • 10 |
g 0,48 |
|
|
|
|
Потенциал на заземлителе молниеотвода при 7=30 ка
U= 7Z„= 30-59,3 = 1779 кв.
Расстояние между заземлителями молниеотвода и под станции с учетом искровой зоны должно быть:
+ >'ф — — V г ф — |
•+■ 0,48 = 5,97 0,48 = 6,45 м. |
Расстояние по воздуху (при /і'=15 м) должно быть:
S .= ц + °и '=1-7” + Е - - Ы -.І5 = 5,08^
7*