Коэффициент использования заземлителей: Коэффициент использования

Содержание

Коэффициент использования

Коэффициент использования проводимости заземлителя — это показатель, определяющий взаимное влияние заземляющих электродов в контуре заземления (отношение действительной проводимости группового заземлителя к наибольшей возможной его проводимости).

Коэффициент имеет прямую зависимость от взаимного расстояния электродов и оказывает негативное влияние на суммарное сопротивление заземления электродов при сокращении этого расстояния (действительная проводимость заземлителя уменьшается).

Физический смысл коэффициента

Каждый заземляющий электрод в грунте обладает некоторым объемом в виде некой полусферы — рабочей околоэлектродной зоной, которая оказывает максимальное (90%) влияние на сопротивление заземления этого электрода. Диаметр данной зоны приблизительно равен 2.2 длины заземляющего электрода (L) в земле.

Когда для строительстве заземлителя требуется больше одного заземляющего электрода, то для максимального эффекта они должны быть расположены друг относительно друга не ближе расстояния в 2.

2 длины этих электродов (L) во всех направлениях.

Если несколько заземляющих электродов расположены слишком близко друг к другу, то данная схема заземления становится неэффективна, поскольку рабочие околоэлектродные зоны электродов перекрываются — уменьшается рабочий объем этих зон и, следовательно, уменьшается эффективность работы каждого заземляющего электрода.

Также эффект уменьшения эффективности работы заземляющих электродов замечен при использовании их большого количества (вплоть до 3 кратного увеличения суммарного сопротивления заземления) вне зависимости от взаимного расстояния между ними.

Участие в расчётной формуле

В формуле расчета заземления для многоэлектродного заземлителя (контура заземления) коэффициент использования находится в знаменателе.

Коэффициент для одинаковых вертикальных заземлителей имеет значения:

  • от 1 (т.е. не влияет на сопротивление заземления) — при взаимном расстоянии между заземляющими электродами равном их двойной глубине и при их небольшом количестве
  • до 1 / N (т.е. дополнительные электроды не вносят никакого вклада в уменьшение сопротивления заземления) — при расстоянии между заземляющими электродами, приближающемуся к 1/30 от их глубины

Коэффициенты использования электродов групповых заземлителей | Подстанции

Григорьев Н. Д.

Протяженные горизонтальные заземлители рекомендуется применять в районах вечной мерзлоты, в скальных грунтах, а также в IV климатической зоне страны (например, в Краснодарском и Ставропольском краях), где отношение коэффициентов сезонности горизонтальных и вертикальных элементов заземлителей незначительно отличается от 1 и равно 1,2-1,4 (в I климатической зоне страны это отношение равно 2,5 — 3,5) и поэтому вертикальные электроды исходя из минимума расхода метала менее эффективны [1].
Групповые горизонтальные заземлители (см. рис. 1 , а ) состоят из 2-20 электродов длиной 15 — 200 м и шириной полосы 20 — 40 мм, уложенных параллельно в землю на одинаковой глубине 0,3 — 0,8 м и расстояниях между полосами 1-15 м [2-4]. Так как расстояние между горизонтальными полосами меньше их длины, то электроды экранируют друг друга и затрудняется растекание тока в земле. Увеличение эквивалентного сопротивления заземляющего устройства по сравнению с параллельным соединением его элементов при их размещении на бесконечно большом расстоянии учитывается коэффициентом использования горизонтального группового заземлителя, который меньше 1.


Рис. 1. Групповой заземлитель:
а — горизонтальный; б — комбинированный при расположении стержней в ряд; в — комбинированный при размещении стержней по контуру; 1 — вертикальный стержень; 2 — соединительная полоса

Рис. 2. График зависимости коэффициентов использовании параллельно уложенных в траншею горизонтальных электродов группового заземлителя ηΓ от отношения расстояния между полосами аг к их длине lг:
1 — число полос Ντ = 2; 2 — Ντ = 5; 3 — Ντ = 10

Ряд вертикальных стержней, соединенных в траншее горизонтальной полосой, используется для заземления железобетонных опор воздушных линий электропередачи напряжением выше 1000 В в сетях с изолированной нейтралью, так как токи замыкания, длительно стекая по арматуре, приводят к тепловому разрушению опоры. Такие заземлители применяются также в электроустановках потребителей электроэнергии. Они состоят (рис. 1, б) из 2 -20 вертикальных стержней длиной 3 — 5 м и диаметром 10-20 мм, заглубляемых со дна траншеи равномерно так, что отношение расстояний между электродами к их длине равно 1-3.

Заземляющее устройство потребительских трансформаторных подстанций 35 — 6/0,4 кВ имеет замкнутый контур из горизонтально проложенной в траншее стальной полосы, а для выравнивания потенциалов напротив входов и въездов установлены вертикальные стержни длиной 3 — 5 м. Такие заземлители (рис. 1, в) могут иметь 4- 100 вертикальных стержней диаметром 10 — 20 мм и длиной 3 — 5 м, заглубленных равномерно со дна траншеи по контуру так, что отношение расстояния между электродами к их длине равно 1 — 3. Так как в комбинированных заземлителях (рис. 1, б и в) расстояние между стержнями соизмеримо с их длиной, то они взаимно экранируют друг друга и затрудняют растекание тока в земле. Увеличение эквивалентного сопротивления вертикальных стержней по сравнению с их параллельным соединением при удалении друг от друга на бесконечно большие расстояния учитывается коэффициентами использования ηвр, ηвк вертикальных электродов комбинированного заземлителя при размещении стержней в ряд и по контуру.
Соединительные полосы между вертикальными электродами уменьшают сопротивление группового заземляющего устройства, но по сравнению с рассмотренным горизонтальным заземлителем той же протяженности они имеют большее сопротивление из-за экранирования стержнями. Это увеличение сопротивления учитывается коэффициентами использования горизонтального электрода, соединяющего вертикальные стержни, расположенные в ряд и по контуру.

Таблица 1
Значения коэффициентов уравнения многофакторной зависимости и среднеквадратических отклонений для коэффициентов использования параллельно уложенных горизонтальных электродов группового заземлителя

Расчет перечисленных групповых заземлителей сводится к определению их сопротивления с целью сравнения с нормируемыми по ПУЭ, т. е. с наибольшими допустимыми значениями. С помощью коэффициентов сезонности земля по электрическим свойствам приводится к однородному грунту и сопротивления рассматриваемых заземлителей вычисляют по способу коэффициентов использования [2-4 и др.].


Рис. 3. График зависимости коэффициентов использования вертикальных электродов комбинированных заземлителей при расположении стержней в ряд ηвр от их числа ΝΒ:
1 — отношение расстояния между стержнями ав к их длине LB равно 1; 2 — aB/LB = 2; 3 — aB/LB = 3

Значения последних определяются путем линейной интерполяции на основании табличных данных, полученных экспериментальным путем. Однако при расчетах групповых заземляющих устройств на компьютерах необходимы аналитические зависимости для вычисления коэффициентов использования их элементов.
Известны [2 — 4 и др.] значения коэффициентов использования ηΓ параллельно уложенных в землю на ребро горизонтальных полос длиной LT 15, 25, 50, 75, 100, 200 м при расстоянии между ними а равном 1; 2,5; 5; 10; 15 м. Были подсчитаны отношения aT/LT и на рис. 2 построены соответствующие им значения ηΓ при числе горизонтальных электродов ΝΓ = 2 (линия 1), N = 5 (линия 2), N = 10 (линия 3). Из рис. 2 следует, что в основном прослеживается закономерность нелинейного увеличения значений ηΓ с ростом отношения aT/LT,


Рис. 4. График зависимости коэффициентов использования вертикальных электродов комбинированного заземлителя при расположении стержней по контуру ηΒΚ от их числа ΝΒ:
обозначения см. рис. 3
При аппроксимации зависимостей коэффициентов использования η горизонтальных и вертикальных электродов групповых заземлителей универсальной оказалась экспоненциальная регрессия, уравнение которой

где х — переменная; А, В — коэффициенты, значения которых в данной работе были получены по методу наименьших квадратов по стандартной программе на компьютере. Для коэффициентов А, В, в свою очередь, также удалось установить экспоненциальные аппроксимирующие зависимости и окончательно уравнение для вычисления η приобрело вид

Таблица 2
Значения коэффициентов уравнения многофакторной зависимости и среднеквадратических отклонений для коэффициентов использования стержней и соединительных полос комбинированных заземлителей


Коэффициент

Интервал Ν,

А

В1

A2

В2

S при отношении a/L

1

2

3

 

2-5

0.955

0,011

-0,1

-0,451

0,012

0,011

0,035

Пвр

5-20

0,72

0,075

-0,039

-0,532

0,016

0,026

0,015

 

4-20

0,657

0,092

-0,029

-0,365

0,026

0,026

0,018

Лвк

20-60

0,438

0,183

-0,007

-0,37

0,015

0,035

0,022

 

4-20

0,377

0,227

-0,033

-0,06

0,017

0,029

0,018

ЛпК

20 — 50

0,235

0,239

-0,0078

-0,126

0,0059

0,013

0,0099

Лпр

20 — 50

0,783

0,672

-0,042

-0,362

0,027

0,040

0,026

где у — переменная; А1, В1, А2, В2 — коэффициенты, значения которых для коэффициентов использования ηΓ параллельно уложенных горизонтальных полосовых электродов группового заземлителя

Рис. 5. График зависимости коэффициентов использования соединительных горизонтальных полос, расположенных в траншее, комбинированного заземлителя ηпκ от числа вертикальных электродов ΝΒ при их расположении по контуру:
обозначения см. рис. 3 приведены в табл. 1 для двух интервалов значений отношения ат/L.

Для коэффициентов использования ηΓ параллельно уложенных горизонтальных электродов группового заземлителя х = Nг, у = aT/LT и графики зависимости η=f(N, aT/LT) построены на рис. 2 в виде семейства кривых 1, 2, 3 при Nn равном 2, 5, 10. Значения среднеквадратических отклонений S коэффициентов ηπ подсчитанных по предлагаемой многофакторной зависимости, от исходных табличных значений приведены также в табл. 1.
Из рис. 2 следует, что вначале значения ηΓ резко увеличиваются, а затем из-за уменьшения наложения потенциалов электрического поля при   0,2 наступает как бы точка перегиба: величина ηΓ незначительно возрастает с увеличением отношения а/L. Таким образом, применение групповых заземляющих устройств из параллельных горизонтальных электродов с отношением aT/LT менее 0,2 нецелесообразно из-за довольно низких значений коэффициентов их использования, особенно при Νт> 10. С другой стороны, нежелательно иметь отношение aг/Lг больше 0,6.
В настоящее время установлена плата за землю, поэтому при aг/L больше 0,6 увеличение площади, занимаемой горизонтальным групповым заземлителем, почти не будет приводить к уменьшению сопротивления рассматриваемого заземляющего устройства, но увеличит стоимость подстанции. Таким образом, число горизонтальных полос группового заземлителя следует выбирать таким, чтобы отношение расстояния между электродами к их длине находилось в интервале 0,2 — 0,6.
На основании исходных табличных данных [2 — 4 и др.] аналогично рассмотренному для ηΓ было установлено, что для коэффициентов использования электродов комбинированных заземлителей: вертикальных стержней при их расположении в ряд  и по контуру ηвр и горизонтальной соединительной полосы при расположении стержней по контуру ηпκ необходимо получить аппроксимирующие зависимости на двух интервалах значении числа стержней ΝΒ, а для горизонтальной соединительной полосы при расположении вертикальных электродов в ряд ηпр точка перегиба отсутствует.
Значения коэффициентов А-В1-2 и среднеквадратических отклонений S величин ηвр, ηвк, ηпк, ηпρ, подсчитанных по предлагаемой многофакторной зависимости, от исходных табличных значений приведены в табл. 2. Для коэффициентов использования элементов комбинированных заземлителей х = aB/LB, у = NB (ав, LB — расстояние между стержнями и их длина) графики зависимостей построены на рис. 3-5 в виде семейства кривых 1, 2, 3 при значениях отношения aB/LB, равных 1, 2, 3.
Из рис. 3-5 следует, что применение комбинированных заземляющих устройств наиболее предпочтительно при числе вертикальных электродов до 5 при их расположении в ряд и до 20 при их расположении по контуру. При большем числе стержней очень низки значения коэффициентов использования электродов комбинированных заземлителей, особенно при aB/LB — 1.
Как следует из данных табл. 1 и 2, среднеквадратические отклонения S аппроксимации зависимостей коэффициентов использования электродов групповых заземляющих устройств находятся практически в допустимых пределах. Поскольку расчетные значения удельного сопротивления грунта из-за разброса значений коэффициентов сезонности [2-4 и др.] имеют большую погрешность, то полученная многофакторная зависимость может быть рекомендована для расчетов сопротивлений групповых заземлителей способом коэффициента использования.

Список литературы

  1. Григорьев Н. Д. Упрощенный расчет одиночных заземлителей. — Электрические станции, 1982, № 4.
  2. Долин П. А. Основы техники безопасности в электроустановках. М.: Энергоатомиздат, 1984.
  3. Найфельд М. Р. Заземление, защитные меры электробезопасности. М.: Энергия, 1971.
  4. Долин П. А. Справочник по технике безопасности. М.: Энергоиздат, 1982.

Список литературы

  1. Electromagnetic Transients Program (EMTP). Rule Book 1, DCG/EPRI, 1996.
  2. Мониторинг перенапряжений в распределительных кабельных сетях / Голдобин Д. А., Качесов В. Е., Ларионов В. Н., Овсянников А. Г. — Научный вестник НГТУ, 1998, №2(5).
  3. Dementjev Е., Kachesov V, Ovsaynnikov A. Automatic surge- voltage recorder for distribution networks. — Abs. of the Third Russian-Korean International Symposium on Science and Technologies KORUS-99. Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk, 1999.
  4. Лихачев Ф. А. Замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью и с компенсацией емкостных токов. М.: Энергия, 1971.
  5. Petersen W. Der aussetzende (intermittierende) Erdschluss. — ETZ, 1917.
  6. Объем и нормы испытаний электрооборудования / Под ред. Алексеева Б. А., Когана Ф. Л., Мамиконянца Л. Г. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2000.
  7. ГОСТ 18410-73. Кабели силовые с пропитанной бумажной изоляцией. Технические условия.
  8. Бумажно-масляная изоляция в высоковольтных конструкциях / Грейсух М. А., Кучинский Г. С., Каплан Д. А., Мессерман Г. Т. М — Л.: Энергоиздаг, 1963.
  9. CIGRE-Working Group 13.05, The calculation of switching surges. II Network representation for energization and reenergizationin studies on lines fed by an inductive source. — Electra, 1974, № 32.
  10. Measurement of arc risistance and dielectric breakdown voltage at intermittent grounding of 6,6 kV distribution CVT cable / Ohnishi H., Urano H., Hasegawa S., Morita T, Nakajima M. — IEEE Trans/on Power Delivery, 1988, vol. 3, № 1.

Коэффициенты использования вертикальных заземлителей из труб, угол­ков или стержней, размещенных в ряд

Отношение расстояния ме­жду электродами к их длине (a/lв)

Число электродов

ηв

1

2

3

5

10

15

20

0,84-0,87

0,76-0,80

0,67-0,72

0,56-0,62

0,51-0,56

0,47-0,50

2

2

3

5

10

15

20

0,50-0,92

0,85-0,88

0,79-0,83

0,72-0,77

0,66-0,73

0,65-0,70

3

2

3

5

10

15

20

0,93-0,95

0,90-0,92

0,85-0,88

0,79-0,83

0,76-0,80

0,74-0,79

При устройстве контурных заземлителей (рис. 7, рис. 8) необходимо учи­тывать и сопротивление растеканию полос горизонтального заземли­теляRг.На площади размещения ЗУ намечают, как будут разме­щены верти­кальные заземлители с учётом их числапв, и опре­деляют длину соедини­тельной полосы:

lг = 1,05пва,

где а – расстояние между заземлителями, его обычно при­нимают как соотношение a/lв, заведомо равное 1, 2, 3.

Т а б л и ц а 5

Коэффициенты использования вертикальных заземлителей из труб, угол­ков или стержней, размещенных по контуру

Отношение расстояния ме­жду электродами к их длине (a/lв)

Число электродов

ηв

1

20

40

60

100

0,44-0,50

0,38-0,44

0,36-0,42

0,33-0,39

2

20

40

60

100

0,61-0,66

0,55-0,61

0,52-0,58

0,49-0,55

3

20

40

60

100

0,68-0,73

0,64-0,69

0,62-0,67

0,59-0,65

7. Определяют сопротивление растеканию тока горизонтального за­землителя:

1) для круглого сечения (рис. 9,а):

2) для прямоугольного сечения (рис. 9,б):

8. С учётом коэф­фициента использования горизонтального заземлителя (табл. 6 и 7) опре­деляется величина

Rг = Rв/ ηг .

9. С учётом горизонтальных заземлителей уточняется сопротивление растеканию вертикальных заземлителей с учётом горизонтальных зазем­лителей

Rв= RгRв/ (Rг– Rв) .

4 м

Рис. 7. Контур заземляющего устройства (вид сверху)

Рис. 8. Заземляющее устройство (вид сбоку)

Рис. 9. Горизонтальные заземлители в грунте и их линейные размеры

10. Определяется уточнённое количество вертикальных заземлителей, при этом их число округляется в сторону увеличения:

nв = Rз nв / ηв .

Согласно требованиям гл. 1.7 «Заземление и защитные меры элек­тробезопасности» ПУЭ, сопротивление защитного заземления электрооборудования не должно превышать 10 Омпри мощности источника до 100кВАи 4Омпри большей мощности.

Сопротивление Rз в сетях до 1000 В с системой заземле­нияTNв зависимости от величины напряжения в любоевремя года должно быть не более 2,4,8 Ом в сетях трехфаз­ного тока при линейных напряже­ниях соответственно 660, 380, 220Вили сетях однофазного тока при на­пряженияхсоответственно 380, 220, 127 В.

Т а б л и ц а 6

Коэффициент использования электродов (), при отношении

Целью расчета является определение основных конструктивных параметров заземления (числа, размеров, порядка размещения вертикальных стержней и длины соединительной полосы, объединяющей их в групповой заземлитель), при которых сопротивление растеканию тока выбранного группового заземлителя (Rгр) не превзойдет нормативного значения (Rзн).

Исходные данные:

№ вар.

Lв, км

Lк, км

Вид грунта

ρ 1 ρ2

ом*м

h, м

t(глубина заложения электрода), м

lв, м

Sт, кВ*А

Климатическая зона

Sздан., м2

Молниезащита

Граф. часть

12

15

4,5

270 180

3

0,5

4

2/25

2

40

1

2

Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (индуктивное влияние соседних токоведущих частей, вынос потенциала, разряд молнии и т.п.).

В соответствии с требованиями [1] защитное заземление электроустановки следует выполнять:

-при номинальном напряжении 380В и выше переменного тока и 440В и выше постоянного тока во всех случаях;

-при номинальных напряжениях от 42В до 380В переменного и от 110В до 440В постоянного тока при работах в условиях с повышенной опасностью, особо опасных и наружных установках.

Заземление осуществляется с помощью специальных устройств — заземлителей. Заземлители бывают одиночные и групповые. Групповой заземлитель состоит из вертикальных стержней и соединяющей их горизонтальной полосы. Вертикальные электроды закладывают вместе с фундаментом зданий на определенном расстоянии друг от друга. С целью экономии средств ПУЭ рекомендует использовать естественные заземлители.

РАСЧЕТ

В нашем случае заземляющее устройство используется для электроустановки напряжением свыше 1000В, поэтому расчетное значение тока замыкания на землю может быть определено по следующей полуэмпирической формуле:

(2,1)

где Uл– линейное напряжение сети (на высокой стороне трансформаторной подстанции), кВ;

lк, lв – длина электрически связанных соответственно кабельных и воздушных линий, км.

Таким образом для 10 кВ.,

(2,2)

а для 0,38 кВ,

Принимаем для расчета Iз=25 А.

Соответствующее полученному расчетному значению тока замыкания на землю нормативное значение сопротивления заземляющего устройства (ЗУ) Rз находим по формуле:

Rз < 125 /Iз, (2,3)

Rз < 125 / 25= 5 Ом.

где 125 В – есть расчетное напряжение на заземляющем устройстве, так как заземляющее устройство выполняется общим для сторон 10 и 0,38 кВ.

В соответствии с ПУЭ сопротивление заземлителей у электроустановок напряжением 10 кВ должно быть не более 10 Ом, а с напряжением 0,38 кВ не более 4 Ом. расчетным принимается всегда сопротивление заземления для меньшего напряжения.

При использовании естественных заземлителей требуемое сопротивление искусственного заземлителя Rиопределяется по формуле:

(2,4) гдеRе– сопротивление растеканию тока естественных заземлителей, Ом;

Rи– требуемое сопротивление искусственного заземлителя, Ом;

Rз– расчетное нормированное сопротивление ЗУ, Ом;

При использовании железобетонных фундаментов зданий в качестве заземлителей сопротивления растеканию заземляющего устройства (R) рассчитывается по формуле:

где S — площадь здания, м2;

Э — удельное эквивалентное электрическое сопротивление земли, Ом•м.

Э определяется по формуле:

где 1 — удельное электрическое сопротивление верхнего слоя земли, Ом•м;

2— удельное электрическое сопротивление нижнего слоя земли, Ом;

h1 — толщина верхнего слоя земли, м;

, — безразмерные коэффициенты, зависящие от соотношения удельных электрических сопротивлений слоев земли.

Если 1 2 = 3,6; = 0,1;

если 1 2 = 1,1•102; = 0,3•10-2.

Под верхним слоем следует понимать слой земли, удельное сопротивление которого 1 более чем в 2 раза отличается от удельного электрического сопротивления нижнего слоя 2.

определим сопротивление искусственного заземлителя Rи

Удельный расчётный коэффициент сопротивления двухслойного грунта определяем по формуле:

(2,7)

где приипри

— удельное сопротивление верхнего слоя, ;

— удельное сопротивление нижнего слоя;

— толщина верхнего слоя земли, м;

— глубина заложения электрода, м;

— длина вертикального электрода, м.

Определяем расчетное удельное сопротивление земли по формуле:

(2,8)

гдеρ – расчетное удельное сопротивление земли, Ом·м;

kc – коэффициент сезонности, учитывающий промерзание или высыхание грунта.

Для климатического пояса II для земли с малой влажностью Ψ = 1,9, следовательно,

Вычисляем сопротивление растеканию тока одиночного вертикального заземлителя Rв. В случае стержневого круглого сечения (трубчатого) заземлителя, заглубленного в землю, расчетная формула имеет вид:

(2,9)

где ρэв –Удельный расчётный коэффициент сопротивления двухслойного грунта, вычисленное по формуле (7), Ом·м,;

l длина вертикального стержня, м;

d диаметр сечения, мм;

t расстояние от поверхности грунта до середины длины вертикального стержня, м;

0,5 мt

l

d

Рассчитаем приближенное количество вертикальных стержней:

где Rв – сопротивление растеканию тока одиночного вертикального заземлителя, вычисленное по формуле (9), Ом;

Rи – требуемое сопротивление искусственного заземлителя, вычисленное по формуле (4), Ом;

Таблица 3.

Количество электродов

Электроды в ряд,

при отношении

Электроды по контуру,

при отношении

3

2

1

3

2

1

5

0,87

0,80

0,63

10

0,83

0,70

0,55

0,78

0,67

0,50

20

0,77

0,62

0,47

0,72

0,60

0,43

30

0,75

0,60

0,40

0,71

0,59

0,42

50

0,73

0,58

0,38

0,68

0,52

0,37

100

0,64

0,48

0,33

200

0,61

0,44

0,30

300

0,60

0,43

0,28

Таблица 4

Коэффициент использования полосы (), при отношении

Количество электродов

Электроды в ряд,

при отношении

Электроды по контуру,

при отношении

3

2

1

3

2

1

5

0,90

0,85

0,72

0,71

0,50

0,41

10

0,79

0,70

0,59

0,55

0,44

0,33

20

0,65

0,55

0,40

0,44

0,39

0,27

30

0,57

0,45

0,30

0,40

0,32

0,23

50

0,49

0,35

0,21

0,37

0,27

0,21

70

0,46

0,33

0,19

0,35

0,25

0,20

100

0,33

0,24

0,19

Определяем предварительно количество электродов – n

Определяем окончательно потребное количество электродов — n,

шт.

Полученное число стержней округляем до ближайшего справочного значения. Следовательно, n= 20.

Определяем конфигурацию группового заземлителя (контур) с учетом возможности его размещения на отведенной территории и соответствующую длину горизонтальной полосы:

lг = 1,05·а·п, (2,10)

где а – расстояние между вертикальными стержнями, м;

п – количество вертикальных стержней;

а = k · lв, (2,11)

где k – коэффициент кратности, равный 1, 2, 3;

lв – длина вертикального стержня, м.

Коэффициент кратности примем равным 2.

а = 2 ·4 = 8 м ,

lг = 1,05·8·20 = 168 м.

Периметр здания = 2 · (5 + 8) = 26 м.

Вычисляем сопротивление растеканию тока горизонтального стержня Rг. В случае горизонтального полосового заземлителя расчет выполняется по формуле:

(2,12)

где ρ –расчетное удельное сопротивление грунта, Ом·м;

l – длина горизонтальной полосы, м;

b ширина полосы, м;

t расстояние от поверхности грунта до середины ширины горизонтальной полосы, м;

0,8 t (2,13)

b

Выбираем коэффициенты использования вертикальных стержней (ηв) и горизонтальной полосы (ηг) с учетом числа вертикальных стержней (п) и отношения расстояния между стержнями (а) к их длине (lв).

; ηг = 0,4; ηв = 0,6.

Рассчитаем эквивалентное сопротивление растеканию тока группового заземлителя:

, (2,14)

где Rв, Rг – соответственно сопротивления вертикального стержня и горизонтальной полосы, вычисленные по формулам (9) и (13) соответственно, Ом;

ηв, ηг – соответственно коэффициенты использования вертикальных стержней и горизонтальной полосы, Ом;

n – количество вертикальных стержней.

(2,15)

Полученное сопротивление растеканию тока группового заземлителя не должно превышать требуемое сопротивление

Rгр Rи (2,16)

3,346 < 4,1.

т.е. полученное сопротивление удовлетворяет необходимому условию (2,16).

Рассчитанные параметры ЗУ сведем в таблицу:

,

Ом·м

lв,

м

k

n,

шт

lг,

м

в

г

Rв, Ом

Rг, Ом

Rгр, Ом

Rи, Ом

227,37

4

1,9

20

168

0,6

0,4

49,78

5.54

3,346

4,1

Расчет защитного заземления

В технической литературе часто рассказывается про заземление и зануление. Действительно, вопрос о заземлении в домах и квартирах встал в нашей стране относительно недавно. Еще когда бригады коммунистов электрифицировали страну,  в деревенские домики подводили только фазу и ноль. Про провод заземления умалчивали. Во-первых, экономили алюминий как стратегический металл для самолетов, а во-вторых, мало кого заботили проблемы с защитой населения от поражения электрическим током, а в-третьих, не думали о заземлении как о эффективной мере защиты людей. Прошло достаточно времени, чтобы исчезли коммунисты, а вместе с ними и распалась страна, в которой они правили, но памятники, оставшиеся после них, все еще стоят. Памятники стоят, а дома разрушаются.

В нашим домах заземлены только трубы водопровода, канализации и газопровода, а также поэтажные щитки. При этом трубы газопровода для заземления не подходят из-за взрывчатого газа, который по ним летит. Трубы канализации для заземления также использовать нельзя. Хоть канализация сплошь из чугуна, но стыки чугунных труб заделаны цементом, который является плохим проводником. Трубы водопровода вроде как являются неплохим заземлением, но нужно учитывать, что трубы прокладывают не в земле, а в слое изоляции в специальных каналах. Самое надежное заземление – от распределительного этажного щита.

На предприятиях все изначально делали грамотно и заземляли все, что можно.  Кроме заземления на предприятиях используется зануление. Многие ошибочно считают, что зануление — это проводок в розетке от нулевого провода к заземляющему контакту. Понятия «заземление» и «зануление» тесно связаны с понятием нейтрали.

Нейтраль – точка схождения трех фаз через обмотки в трансформаторе, соединенных звездой. Если эту точку соединить с заземлителями, то образуется глухозаземленная нейтраль трансформатора, и общую систему называют заземленной. Если к этой точке приварить шину и соединить ее со всеми приборам и аппаратам, то оборудование окажется заземленным.

Если нейтраль соединить с нулевой шиной (без заземлителей), то образуется изолированная нейтраль трансформатора, и общую систему называют зануленной. Если эту шину соединить со всеми приборами и аппаратами, то оборудование окажется зануленным.

Идея в том, что по заземленному или зануленному проводнику течет ток только при перекосе фаз, но это для трансформатора и при аварийных режимах работы. Нельзя выбирать — занулять или заземлять оборудование. Это сделано уже на подстанции. Обычно используется глухозаземленная нейтраль.

Если к примеру обмотка двигателя стиральной машины разрушилась и появилось сопротивление между корпусом и обмоткой, то на корпусе стиральной машины будет потенциал, который можно обнаружить индикаторной отверткой. Если машина не заземлена, то при касании корпуса потенциал машины станет потенциалом вашей руки, а т.к. ванная, где находится машина, является помещением особо опасным с точки зрения поражения током и следовательно пол является токопроводящим, нога приобретет нулевой потенциал и значит вы получите удар напряжением, пропорциональным потенциалу руки. Если машину заземлить, то в теории сработает автоматический выключатель защиты. Если машину занулить, то потенциал растечется вокруг всей машины и при касании потенциалы руки и ноги будут одинаковыми. Только надо учитывать, что ток растекается вокруг и при шагании ноги оказываются под разными потенциалами. И, конечно, можно получить удар напряжением.

Критерии применения заземления

Защитное заземление — преднамеренное электрическое соединение с землёй или её эквивалентом металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением.

Защитное заземление применяется в сетях напряжением до 1000 В переменного тока – трёхфазные трехпроводные с глухозаземленной нейтралью; однофазные двухпроводные, изолированные от земли; двухпроводные сети постоянного тока с изолированной средней точкой обмоток источника тока; в сетях выше 1000 В переменного и постоянного тока с любым режимом нейтрали.

Заземление обязательно во всех электроустановках при напряжении 380 В и выше переменного тока, 440 В и выше постоянного тока, а в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках при напряжении 42 В и выше переменного тока, 110 В и выше постоянного тока; при любых напряжениях во взрывоопасных помещениях.

В зависимости от места размещения заземлителей относительно заземляющего оборудования различают два типа заземляющего устройств — выносное и контурное.

При выносном заземляющем устройстве заземлитель вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование.

При контурном заземляющем устройстве электроды заземлителя размещают по контуру (периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование, а также внутри этой площадки.

В открытых электроустановках корпуса присоединяют непосредственно к заземлителю проводами. В зданиях прокладывается магистраль заземления, к которой присоединяют заземляющие провода. Магистраль заземления соединяют с заземлителем не менее чем в двух местах.

В качестве заземлителей в первую очередь следует использовать естественные заземлители в виде проложенных под землёй металлических коммуникаций (за исключением трубопроводов для горючих и взрывчатых веществ, труб теплотрасс), металлических конструкций зданий, соединённых с землёй, свинцовых оболочек кабелей, обсадных труб артезианских колодцев, скважин, шурфов и т.д.

В качестве естественных заземлителей подстанций и распределительных устройств рекомендуется использовать заземлители опор отходящих воздушных линий электропередачи, соединённых с заземляющим устройством подстанций или распределительным устройством с помощью грозозащитных тросов линий.

Если сопротивление естественных заземлителей Rз удовлетворяет требуемым нормам, то устройство искусственных заземлителей не требуется. Но это можно только измерить. Посчитать сопротивление естественных заземлителей нельзя.

Когда естественные заземлители отсутствуют или использование их не даёт нужных результатов, применяют  искусственные заземлители — стержни из угловой стали размером 50Х50, 60Х60, 75Х75 мм с толщиной стенки не менее 4 мм, длиной 2,5 — 3 м; стальные трубы диаметром 50—60 мм, длиной 2,5 — 3 м с толщиной стенки не менее 3,5 мм; прутковая сталь диаметром не менее 10 мм, длиной до 10 м и более.

Заземлители забивают в ряд или по контуру на такую глубину, при которой от верхнего конца заземлителя до поверхности земли остаётся 0,5 — 0,8 м. Расстояние между вертикальными заземлителями должно быть не менее 2,5—3 м.

Для соединения вертикальных заземлителей между собой применяют стальные полосы толщиной не менее 4 мм и сечением не менее 48 кв.мм  или стальной провод диаметром не менее 6 мм. Полосы (горизонтальные заземлители) соединяют с вертикальными заземлителями сваркой. Место сварки обмазывается битумом для влагоизоляции.

Магистрали заземления внутри зданий с электроустановками напряжением до 1000 В выполняют стальной полосой сечением не менее 100 кв.мм или сталью круглого сечения той же проводимости. Ответвления от магистрали к электроустановкам выполняют стальной полосой сечением не менее 24 кв.мм или круглой сталью диаметром не менее 5 мм.

Нормируемые сопротивления заземляющих устройств приведены в табл.1.

Таблица 1. Допустимые сопротивления заземляющего устройства в электроустановках до и выше 1000 В

Наибольшие допустимые значения Rз, Ом

Характеристика электроустановок

Rз < 0,5

Для электроустановок напряжением выше 1000В и расчётным током замыкания на землю Iз < 500А

Rз = 250 / Iз < 10

Для электроустановок напряжением выше 1000В и расчётным током замыкания на землю Iз < 500А

Rз = 125 / Iз < 10

При условии, что заземляющее устройство является общим для злектроустановок напряжением до и выше 1000 В и расчётном токе замыкания на землю Iз < 500

Rз < 2

В электроустановках напряжением 660/380 В

Rз < 4

В электроустановках напряжением 380/220 В

Rз < 8

В электроустановках напряжением 220/127 В

Расчётные токи замыкания на землю принимают по данным энергосистемы либо путём расчётов. В принципе, при строительстве коттеджа ток замыкания на землю не нужен. Это вопрос заземления подстанции.

Расчёт заземления методом коэффициентов использования производится следующим образом.

1. В соответствии с ПУЭ устанавливается необходимое сопротивление заземления Rз по таблице 1.

2. Определяют путём замера, расчётом или на основе данных по работающим аналогичным заземлительным устройствам возможное сопротивление растеканию естественных заземлителей Rе.

3. Если Rе<Rз, то устройство искусственного заземления не требуется. Если Rе>Rз, то необходимо устройство искусственного заземления.

4. Определяют удельное сопротивление грунта ρ из таблицы 2. При производстве расчётов эти значения должны умножаться на коэффициент сезонности, зависящий от климатических зон и вида заземлителя (таблица 3).

Таблица 2. Приближенные значения удельных сопротивлений грунтов и воды p, Ом•м

Наименование грунта

Удельное сопротивление, Ом•м

Песок

700

Супесок

300

Суглинок

100

Глина

40

Садовая земля

40

Глина (слой 7-10 м) или гравий

70

Мергель, известняк, крупный песок с валунами

1000-2000

Скалы, валуны

2000-4000

Чернозём

20

Торф

20

Речная вода (на равнинах)

10-100

Морская вода

0,2-1

Примерное распределение государств СНГ по климатическим зонам:

1 зона: Архангельская, Кировская, Омская, Иркутская области, Коми, Урал;

2 зона: Ленинградская и Вологодская области, центральная часть России, центральные области Казахстана, южная часть Карелии.

3 зона: Латвия, Эстония, Литва, Беларусь, южные области Казахстана; Псковская, Новгородская, Смоленская, Брянская, Курская и Ростовская области.

4 зона: Азербайджан, Грузия, Армения, Узбекистан, Таджикистан, Киргизия, Туркмения (кроме горных районов), Ставропольский край, Молдова.

Таблица 3. Признаки климатических зон и значения коэффициента Кс

Данные, характеризующие климатические зоны и тип применяемых заземляющих электродов

Климатические зоны СНГ

1

2

3

4

Климатические признаки зон:

средняя многолетняя низшая температура (январь), °С

от -20 до -15

от -14 до -10

от -10 до 0

от 0 до +5

средняя многолетняя высшая температура (июль), °С

от +16 до +18

от +18 до +22

от +22 до +24

от +24 до +26

среднегодовое количество осадков, мм

~400

~500

~500

~300-500

продолжительность замерзания вод, дн

190-170

150

100

0

Значение коэффициента Кс при применении стержневых электродов длиной 2 — 3 м и глубине заложения их вершины 0,5 — 0,8 м

1,8-2

1,5-1,8

1,4-1,6

1,2-1,4

Значение коэффициента К’с при применении протяжённых электродов и глубине заложения их вершины 0,8 м

4,5-7,0

3,5-4,5

2,0-2,5

1,5-2,0

Значение коэффициента Кс при длине 5 м и глубине заложения вершины 0,7-0,8 м

1,35

1,25

1,15

1,1

5. Определяют сопротивление, Ом, растеканию одного вертикального заземлителя — стержневого круглого сечения (трубчатый или уголковый) в земле:

Таблица 4. Коэффициенты использования Мв вертикальных электродов из труб, уголков или стержней, размещённых в ряд без учёта влияния полосы связи

Отношение расстояния между электродами к их длине: а/l

Число электродов Мв

Мв

1

2

0,84-0,87

3

0,76-0,80

5

0,67-0,72

10

0,56-0,62

15

0,51-0,56

20

0,47-0,50

2

2

0,90-0,92

3

0,85-0,88

5

0,79-0,83

10

0,72-0,77

15

0,66-0,73

20

0,65-0,70

3

2

0,93-0,95

3

0,90-0,92

5

0,85-0,88

10

0,79-0,83

15

0,76-0,80

20

0,74-0,79

Таблица 5. Коэффициенты использования Мв вертикальных электродов из труб, уголков или стержней, размещённых по контуру без учёта влияния полосы связи

Отношение расстояния
между электродами к их длине а/l

Число электродов Мв

Мв

1

4

0,66-0,72

6

0,58-0,65

10

0,52-0,58

20

0,44-0,50

40

0,38-0,44

60

0,36-0,42

100

0,33-0,39

2

4

0,76-0,80

6

0,71-0,75

10

0,66-0,71

20

0,61-0,66

40

0,55-0,61

60

0,52-0,58

100

0,49-0,55

3

4

0,84-0,86

6

0,78-0,82

10

0,74-0,78

20

0,68-0,73

40

0,64-0,69

60

0,62-0,67

100

0,59-0,65

6. При устройстве простых заземлителей в виде короткого ряда вертикальных стержней расчёт на этом можно закончить и не определить проводимость соединяющей полосы, поскольку длина её относительно невелика (в этом случае фактически сопротивление заземляющего устройства будет несколько завышено). В итоге общая формула для расчета сопротивления вертикальных заземлителей выглядит так

где

р — Приближенные значения удельных сопротивлений грунтов и воды, Ом•м, таблица 2

КС — Признаки климатических зон и значения коэффициента, таблица 3.

L – длина вертикального заземлителя, м

d – диаметр вертикального заземлителя, м

t’ – длина от поверхности земли до середины вертикального заземлителя, м

Мв – коэффициент использования вертикальных заземлителей, зависящий от количества заземлителей и расстояния между ними (табл.4, 5). Предварительное количество вертикальных заземлителей для определения Мв можно принять равным Мв=rв/Rз

а – расстояние между вертикальными заземлителями (обычно отношение расстояния между вертикальными заземлителями к их длине принимают равным а/l=1;2;3)

Rз – Допустимые сопротивления заземляющего устройства в электроустановках до и выше 1000 В  , таблица 1

при этом  l>d,  t0>0,5 м;

для уголка с шириной полки b получают d=0,95b.

Для горизонтальных заземлителей расчет ведется тем же методом коэффициента использования

1. Определяют сопротивление, Ом, растеканию горизонтального заземлителя. Для круглого стержневого сечения:

Таблица 6. Коэффициенты использования Мг горизонтального полосового электрода (трубы, уголки, полосы и т.д.) при размещении вертикальных электродов в ряд.

Отношение расстояния между электродами к длине a/l

Мг при числе электродов в ряд

4

5

8

10

20

30

50

65

1

0,77

0,7

0,67

0,62

0,42

0,31

0,2

0,2

2

0,89

0,9

0,79

0,75

0,56

0,46

0,4

0,34

3

0,92

0,9

0,85

0,82

0,68

0,58

0,5

0,47

Таблица 7. Коэффициент использования Мг горизонтального полосового электрода (трубы, уголки, полосы и т.д.) при размещении вертикальных электродов по контуру.

Отношение расстояния между электродами к длине a/l

Мг при числе электродов в контуре заземления

4

5

8

10

20

30

50

70

100

1

0,45

0,4

0,36

0,34

0,27

0,24

0,21

0,2

0,19

2

0,55

0,48

0,43

0,4

0,32

0,3

0,28

0,26

0,24

3

0,65

0,64

0,6

0,56

0,45

0,41

0,37

0,35

0,33

где

р — приближенные значения удельных сопротивлений грунтов и воды, Ом•м, таблица 2

КС — признаки климатических зон и значения коэффициента, таблица 3.

L – длина горизонтального заземлителя, м

d – диаметр горизонтального заземлителя, м

t’ – длина от поверхности земли до середины горизонтального заземлителя, м

Мв—коэффициент использования горизонтальных заземлителей, зависящий от количества заземлителей и расстояния между ними (табл. 6, 7).

а – расстояние между горизонтальными заземлителями (обычно отношение расстояния между горизонтальными заземлителями к их длине принимают равным а/l=1;2;3)

Rз – Допустимые сопротивления заземляющего устройства в электроустановках до и выше 1000 В, таблица 1

Здесь l>d, l>>4t’. Для полосы шириной b получают d=0,5b.

Пример 1

Рассчитать заземляющее устройство заводской подстанции 35/10 кВ, находящейся во второй климатической зоне. Сети 35 и 10 кВ работают с незаземленной нейтралью. На стороне 35 кВ Iз=8А, на стороне 10 кВ  Iз=19А. Собственные нужды подстанции получают питание от трансформатора 10/0,4 кВ с заземленной нейтралью на стороне 0,4 кВ, естественных заземлителей нет. Удельное сопротивление грунта при нормальной влажности p=62 Ом*м. Электрооборудования подстанции занимает площадь 18*8 кв.м.

Решение

Прикинем количество вертикальных электродов 10 шт. по таблице 5, Мв=0,58.

Найдем количество вертикальных электродов

Если Nв<10, все хорошо и можно принимать Nв=9 электродов.

Если Nв>10,  нужно увеличить Мв, что соответственно увеличит и примерное количество электродов.

Прикинем количество горизонтальных электродов 50 шт. по таблице 6, Мг=0,2.

Если Nг<50, все хорошо и можно принимать Nг=49 электродов.

Если Nг>50, то нужно увеличить Мв, что соответственно увеличит и примерное количество электродов.

Пример 2

Рассчитать заземляющее устройство коттеджа в Беларуси. Коттедж стоит на глинистой почве, следовательно удельное сопротивление грунта p=40 Ом*м. Для заземления используется арматура диаметром 12 мм и длиной 2 метра.

Решение

По таблице 1 – Rз=4

По таблице 2 – р=40 Ом*м

По таблице 3 – Кс=1,6

Электроды будут размещаться в ряд, поэтому по таблице 4 прикинем количество вертикальных электродов, например 10 шт. Мв=0,62
Глубина забивания всех электродов от поверхности земли – 0,7 метра, плюс к этому половина длины двухметрового электрода и следовательно t’=1,7 метра.

Найдем количество вертикальных электродов

Если Nв>10, то нужно увеличить Мв, что соответственно увеличит и примерное количество электродов.

По таблице 4 прикинем количество вертикальных электродов, итого 15 шт. Мв=0,56

Если Nв<15, все хорошо и можно принимать Nв=14 электродов.

Пойдем другим путем и из штырей сварим каркас, закопав его на 0,8 метра под землю. Так получаются горизонтальные заземлители.

По таблице 1 – Rз=4

По таблице 2 – р=40 Ом*м

По таблице 3 – Кс=1,6

Глубина забивания всех электродов от поверхности земли – 0,7 метра, плюс к этому половина длины двухметрового электрода и следовательно t’=1,7 метра

Прикинем количество горизонтальных электродов, например 30 шт. по таблице 6, Мг=0,24

Если Nг>30, то нужно увеличить Мг, что соответственно увеличит и примерное количество электродов.

По таблице 6 прикинем количество горизонтальных электродов, например 50 шт. Мг=0,21

Если Nг<10, все хорошо и можно принимать Nг=37 электродов.

 

Заземление учитывает свойство Земли проводить электричество. Электроды для заземления делают обычно из стали. Сталь со временем ржавеет и разрушается, и заземление пропадает. Процесс этот необратим, но можно использовать стальные стержни, покрытые цинком. Цинк тоже металл, но он плохо подвержен ржавлению до тех пор, пока слой цинка есть. Когда со временем цинк вымывается или стирается механическими способами, например, при забивании электродов в твердую почву камни могут ободрать покрытие, тогда скорость коррозии увеличится вдвое. Иногда используют специальные электроды с покрытием из меди.

Стержни для заземления можно брать те, которые использовались как арматура для бетона фундамента. Красить или покрывать смолистыми составами их нельзя – смола выступит как изолятор и заземления не будет вообще. Чем длиннее стержни, тем меньше их понадобится для заземления, но тем труднее их забить в почву. Поэтому вначале нужно выкопать траншею глубиной 1 метр. Забить в траншею кусок арматуры, предварительно заточенный, чтобы он выглядывал из дна траншеи не более 20 сантиметров. Следом через 2 метра забивают следующую арматуру и так далее по расчету. Следом на дно траншеи кладут арматуру и приваривают ее ко всем забитым штырям. Место сварки необходимо обмазать битумом для влагоизоляции. Это делается потому, что арматуру толщиной 12 миллиметров будет гнить в земле очень долго, а вот место сварки по площади относительно небольшое, но самое ответственное.

После забивания всех электродов можно провести эксперимент. Из дома вытягиваем удлинитель. Источник напряжения должен приходить со столба от подстанции. Использовать для проверки автономный источник типа генератора нельзя – не будет замкнутой цепи. На удлинителе находим фазу и подключаем один провод от лампочки, а вторым проводом прикасаемся к обваренным электродам. Если лампочка светится, то измеряем напряжение между фазным проводом и заземленными электродами, напряжение должно быть 220 В, а вот светиться лампочка должна достаточно ярко. Также можно измерить ток через лампочку в 100 Вт. Если ток примерно 0,45 А, все в порядке, но если ток значительно меньше – следует добавить заземляющих стержней.

Нужно добиться нормального свечения лампочки и тока в пределах нормы. После этого места сварки заливают битумом и выводят кусок арматуры из траншеи, прикрепив его к дому. После этого траншею можно засыпать. Выведенный кусок арматуры нужно приварить к электрическому распределительному щиту в коттедже. От щита уже развести медными кабелями все точки.

Расчёт заземления

 

В программе использована методика расчёта системы заземления в двухслойном грунте состоящей из вертикальных заземлителей, приведённая в «Инструкции по расчёту и проектированию электрохимической защиты от коррозии магистральных газопроводов» (СТО Газпром 2-3.5-047-2006).

 

Пояснения к расчёту

 

R — общее сопротивление растеканию электрического тока

R1 — сопротивление  вертикального заземлителя

R2 — сопротивление горизонтального заземлителя

ρ — удельное электрическое сопротивление грунта

ρ1 — удельное электрическое сопротивление верхнего слоя грунта

ρ2 — удельное электрическое сопротивление нижнего слоя грунта

n — количество вертикальных заземлителей

L1 — длина вертикального заземлителя

L2 — длина горизонтального заземлителя

L3 — длина соединительной  полосы до ввода в здание

D — диаметр вертикального заземлителя

b — ширина полки горизонтального заземлителя

H — глубина верхнего слоя грунта

h2 — расстояние до середины вертикального заземлителя

h3 — расстояние до середины горизонтального заземлителя

k1 — климатический коэффициент для вертикальных заземлителей

k2 — климатический коэффициент для горизонтальных заземлителей

η — коэффициент использования для вертикальных электродов

 

Пожелания, замечания, рекомендации по улучшению раздела расчётов на нашем сайте просьба присылать по электронной почте [email protected]

Разрешается копирование java-скриптов при условии ссылки на источник.

 

ВСЕ РАСЧЁТЫ

Сравнительная оценка вертикальных и горизонтальных стержней для конструкции рабочего заземлителя Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 621.316.9

О. Г. Евдокимова, А. М. Костроминов

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ВЕРТИКАЛЬНЫХ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СТЕРЖНЕЙ ДЛЯ КОНСТРУКЦИИ

рабочего заземлителя

При проектировании электротехнических устройств в системах обеспечения движения поездов или модернизации уже существующих основной трудностью является проблема неоднозначности выбираемого решения по конструкции заземлителя. Приведены выражения для определения сопротивления горизонтальных и вертикальных стержневых заземлителей в однородной земле. Рациональность расчетов достигается применением векторной формы записи взаимных сопротивлений. Выявлена зависимость сопротивления стержней от глубины их погружения.

стержневой заземлитель, земля, потенциал, расчет, сопротивление.

Введение

Заземляющие устройства являются неотъемлемой частью электротехнических систем, влияющей на их надежность. Проектирование и комплексная оценка заземляющих устройств электроустановок представляют собой серьезную научно-техническую проблему.

Заземлитель характеризуется значением сопротивления от поверхности заземлителя до уровня нулевого потенциала, которое окружающая земля оказывает стекающему с него току. Для заземления используют вертикальные и горизонтальные электроды, которые располагают в грунте. Однако верхние слои почвы часто имеют большее электрическое сопротивление, чем глубинные. В связи с этим при сооружении и монтаже новых телекоммуникационных узлов, электротехнических устройств в системах обеспечения движения поездов (СОДП) или модернизации уже существующих основной трудностью является преодоление проблемы неоднозначности выбираемого решения по конструкции заземлителя.

В данной работе с целью поиска целесообразной конструкции рабочего заземления определим влияние глубины укладки вертикального и горизонтального стержней заземления на их сопротивления в однородной среде с помощью программы MathCAD, а также сравним сопротивления короткого и длинного вертикальных стержней заземления.

31

1 Методы решения задачи об электрическом поле заземлителей

Множество заземлителей можно условно разделить на две группы. Первая группа включает простые заземлители, состоящие всего из одного электрода, выполненного, например, в виде вертикального или горизонтального кругового стержня, тора (кольца) и т. д. Ко второй группе можно отнести сложные заземлители, состоящие из различных комбинаций горизонтальных и вертикальных электродов. Если все электроды сложного заземлителя расположены горизонтально и образуют на плане замкнутый контур с внутренними перемычками, его называют заземляющей сеткой, а при наличии также вертикальных электродов — комбинированным заземлителем.

При проектировании и расчете рабочего заземляющего устройства (ЗУ) анализируется один из основных расчетных режимов — установившийся синусоидальный режим частотой 50 Гц (статический режим).

Расчет заземлителя в статическом режиме предусматривает его замену совокупностью элементарных стержней, расчет матрицы собственных и взаимных сопротивлений, аналогичных потенциальным коэффициентам в электростатике, и решение системы с найденной матрицей относительно плотности тока стержней при заданном потенциале [1].

Однако этот метод расчета разработан только для немногих частных случаев геометрии простых заземлителей с ограничениями по расположению относительно поверхности земли. Кроме того, современные системы компьютерной математики, ориентированные на векторные вычисления, снижают эффективность использования формул, реализованных скалярными операциями.

Рациональность расчетов сопротивлений стержневых заземлителей достигается в результате применения предельно компактных векторных выражений для потенциала и напряженности стержневого заземлителя в однородной земле, которые получены в материале статьи [2]. Формулы адаптированы к требованиям современных систем компьютерной математики, в понятие вектора вкладывается арифметический смысл. Таким образом, расчет дифференциальных характеристик электрического поля стержня в однородной среде сводится к операциям с векторами.

В однородной среде с удельным сопротивлением р взаимное сопротивление RiJ определяется отношением потенциала в средней точке 1-го элемента к току J-го элемента (рис. zm)т, I = m — q,р = Pj =

= (х у zp)T- геометрические координаты;

RiJ = R( р, q, l) =

P

4n l

ln

(q +1 — p)l + q +1 — p • i

+ l q—p •

(i)

32

q = q

l = l.

m = m.

j

Рис. 1. Взаимные параметры элементов Согласно [2], собственное сопротивление вычисляется по формуле:

V

ян =

р

2п l

ln

l +J l + d

d

l > d,

(2)

где d — диаметр стержня.

2 Горизонтальный и вертикальный стержни

Опираясь на материал [2], определим сопротивление горизонтального стержня длиной l, радиусом г, глубиной погружения (укладки) h в земле с удельным сопротивлением р (рис. 2, а). Влияние воздушной среды (изолятора) на растекание тока в земле учитываем введением зеркального стержня, после чего проводящая среда становится безграничной (рис. 2, б).

а)

б)

р = го

а А I

l < ► р

I р

I р

Рис. 2. Горизонтальный стержень (а) и его расчетная модель (б)

Потенциал заземлителя определяется в средней точке стержня как сумма собственного потенциала стержня и потенциала от тока зеркального стержня. Поскольку в большинстве случаев l >> г, согласно формулам (1), (2) сопротивление рассматриваемого горизонтального стержня будет определяться по выражению:

33

r=-=

г I 2п l

p , l p , 0,5l + J4h3 + 0,25L2 _

in- + in————————-, h > r. (3)

r 2 n l

2h

При расчете сопротивления полупогруженного стержня (h = 0) зеркальное изображение дополняет половину стержня до полного стержня, поэтому следует использовать формулу собственного сопротивления стержня, увеличив результат в два раза, т. к. ток растекается только из половины стержня:

«г

п

p in -, h = 0. l

r

(4)

Руководствуясь аналогичными рассуждениями, построим модель для вертикального стержня (рис. 3).

б)

I

а)

p =

сю

h

n 4 p

П

I I

l

p

p

Рис. 3. Вертикальный стержень (а) и его расчетная модель (б)

Определим выражение (5) для расчета сопротивления вертикального стержня:

R

Ф

I

p 1 -in- +

p , 1,5l + 2h _ p in————-, h > 0.

2%l r 4n l 0,5l + 2h

(5)

При h = 0, а также l>>h сопротивление вертикального стержня определяем по формуле (6):

«в =Ф =

в I 2%l

p in — + -^-in 3 = — in —, h > 0.

r 4nl

2nl

r

(6)

34

При h = 0 вертикальный стержень и его зеркальное изображение образуют стержень удвоенной длины с удвоенным током, что позволяет использовать формулу собственного сопротивления стержня:

R =— In—, h = 0.

2nl г

(7)

Формула (6), где стержень длиной 21 дробится на две части, дает погрешность на 2-3 % меньше, чем формула (7).

Таким образом, дробление стержня на элементы повышает точность расчета.

3 Зависимость сопротивлений вертикального

и горизонтального стержней от глубины погружения

В системе MathCAD по формулам (3)-(7) произведем расчет сопротивлений вертикального и горизонтального стержней заземления. Построим графики зависимости сопротивления вертикального и горизонтального стержней, например, длиной L = 5 м, радиусом г = 0,08 м от глубины погружения h в диапазоне h/L = (0; 0,4) при р = 100 Ом/м (рис. 4).

L

Рис. 4. График зависимости сопротивлений вертикального (R — пунктирная линия) и горизонтального (R — сплошная линия) стержней от глубины их погружения

35

При анализе графика заметно, что сопротивление вертикального стержня при одинаковой глубине укладки h всегда меньше сопротивления горизонтального стержня.

Увеличение глубины погружения сильнее сказывается на снижении сопротивления горизонтального стержня, чем вертикального. Это объясняется тем, что земля практически не влияет на растекание тока из вертикального стержня и мешает току растекаться из горизонтального стержня. Заглубление вертикального стержня для снижения сопротивления неэффективно.

Таким образом, вертикальные стержни, которые экономичнее и менее трудоемки в монтаже, чем аналогичные горизонтальные, обладают меньшим сопротивлением и их целесообразнее использовать в конструкциях рабочего заземления.

4 Сравнительная оценка сопротивлений одного длинного и двух коротких вертикальных стержней

Определим сопротивление заземлителя, выполненного в виде двух вертикальных стержней длиной /, радиусом R и нулевой глубиной погружения h = 0 (в однородном грунте глубина погружения вертикальных стержней мало влияет на снижение сопротивления) в земле с удельным сопротивлением р (рис. 5, а). По каждому из стержней стекает ток //2, линейная плотность стекающего тока //2/. Влияние воздушной среды на растекание тока в земле учитываем введением зеркальных стержней, после чего проводящая среда становится безграничной, а длина и стекающий ток каждого стержня удваиваются (рис. 5, б).

Потенциал заземлителя определяется в средней точке стержня как сумма собственного потенциала стержня и взаимного потенциала от зеркального стержня.

а)

0,5/

р = да

б)

/

/

р

р

Рис. 5. Заземлитель из двух вертикальных стержней (а) и его расчетная модель (б)

36

Примем потенциал заземлителя равным потенциалу в средней точке левого стержня как сумме собственного потенциала стержня и взаимного потенциала от зеркального стержня. Сопротивление заземлителя будет определяться согласно (1) и (2) по выражению (8):

R3 (d)

Ф

I

Р

Р

1 11 ln—+

1п•11 г 1п•11

ln

IW12 + d2

d

(8)

При сближении стержней второй стержень препятствует растеканию тока из первого стержня и сопротивление увеличивается, и наоборот.-да отсутствует, поэтому сопротивление заземлителя минимально и будет определяться по формуле:

= -Р-ln—.

4п1 г

Такой же результат получим, рассматривая схему замещения зазем-лителя в виде параллельного соединения сопротивлений двух одиночных стержней R3(o>) = R1/2, где R — сопротивление одиночного стержня. Отношение сопротивления заземлителя без учета взаимного влияния стержней к действительному сопротивлению заземлителя называется коэффициентом использования заземлителя к = R3(ro)/R величина которого находится в диапазоне от 0 до 1. Более высокий коэффициент использования может быть критерием при сравнении заземлителей.

Рассмотрим на примере зависимость сопротивления двух коротких вертикальных стержней длиной 0,5L от расстояния d = 0,1L, 0,2L..,1,5L между ними и сравним с сопротивлением одного длинного стержня заземления длиной L (рис. (0,L • °,5) = 0,86;

R 2(0,5 • L, L • 0,5)

для расстояния 1L

0,5 R (0, L • 0,5) = 091.

R2(°,5 • L,L • 0,5) , ;

(9)

37

28 т

L

Рис. 6. График зависимости сопротивлений двух коротких вертикальных стержней длиной 0,5L от расстояния между ними и горизонтального стержня длиной L

для расстояния 1,5L

0,5Rb (0, L • 0,5) Rb2(0,5 • L, L • 0,5)

0,93.

На рисунке 6 видно, что сопротивление двух коротких стержней больше, чем одного длинного при малых расстояниях, затем оно становится меньше одного длинного. Поэтому расстояние между двумя стержнями следует выбирать равным или более их длины. Коэффициент использования стержней возрастает с увеличением расстояния, что объясняется меньшим влиянием стержней друг на друга. При бесконечном раздвижении стержней коэффициент использования равен 1 и их сопротивление стремится к сопротивлению двух уединенных стержней.

Заключение

В конструкциях рабочего заземления целесообразно использовать вертикальные стержни, поскольку они более экономичные, менее трудоемкие при монтаже и обеспечивают более низкое сопротивление, чем аналогичные горизонтальные.

При проектировании заземляющего устройства с малым значением сопротивления или в грунте с высоким удельным сопротивлением, когда

38

требуется использование значительного числа коротких стержней, длинные вертикальные стержни оказываются более экономичными по сравнению с короткими из-за меньшего влияния их электрических полей в земле друг на друга.

Взаимное влияние стержней заземления зависит от их числа и отношения расстояния между ним к их длине. При использовании в заземляющем контуре одинаковой общей длины коротких и длинных стержней преимущества длинных стержней заземления объясняются ослаблением взаимного влияния электродов из-за уменьшения их числа.

Библиографический список

1. Заземляющие устройства электроустановок / В. В. Бургсдорф, А. И. Якобс. — М. : Энергоатомиздат, 1987. — 400 с.

2. Векторная форма записи потенциала стержневого заземлителя в однородной и двухслойной земле / С. Л. Шишигин // Электричество. — 2007. — № 7. — С. 22-27.

© Евдокимова О. Г., Костроминов А. М., 2012

39

Энергии | Бесплатный полнотекстовый | Прогнозирование времени до возникновения дуги при испытании на включение высокоскоростного заземлителя на 420 кВ, 63 кА

5.1. Результаты моделирования
Используя ту же модель, что и у лабораторного испытательного образца, и скорректировав данные о реальном расстоянии перемещения, напряженность электрического поля между неподвижным и подвижным контактами была рассчитана путем перемещения из разомкнутого положения в замкнутое. На рисунке 4 представлена ​​упрощенная трехмерная модель анализа для HSES. Как упоминалось в разделе 3, номинальное пиковое напряжение однофазного теста включения для 420 кВ составляло 343 кВ; поэтому мы использовали это напряжение в качестве граничного условия в электростатическом моделировании.Чтобы вычислить среднее электрическое поле пробоя в уравнении (9), мы установили абсолютное давление газа SF 6 равным 0,55 МПа и гармонический средний радиус контактов нашей модели HSES. График на Рисунке 5 показывает результаты сравнения между средней напряженностью электрического поля пробоя (Ebdav) и пиковым значением распределения электрического поля (E пик ) в электростатическом численном моделировании. Когда движущийся контакт HSES приблизился к фиксированному контакта, пробой и имитируемая напряженность электрического поля увеличивались до момента касания контактов.Однако скорость увеличения пикового значения напряженности электрического поля в моделировании была быстрее, чем скорость роста среднего электрического поля пробоя; следовательно, между двумя линиями существовала точка изменения величины при контактном зазоре примерно 15 мм. В этот момент был инициирован пробой диэлектрика, вызвавший между контактами предварительную дугу. Предварительная дуга сохранялась 11,2 мс. Результаты электрического потенциала и распределения поля в этом зазоре показаны на рисунке 6. На рисунке 7 показаны результаты трехмерного анализа коэффициента пробоя λ, который был определен как отношение смоделированной и средней напряженности электрического поля пробоя (Epeak / Ebdav ) В этом документе.После момента пробоя максимальное значение смоделированного электрического поля увеличивалось выше эталонного пробоя; следовательно, λ стало больше 1. Как показано на рисунке 7b, было замечено, что коэффициент пробоя λ увеличивался быстрее по сравнению с коэффициентом использования поля u, поскольку зазор между контактами уменьшался до момента, когда дугогасительные контакты касались друг друга. Это означает, что вероятность пробоя диэлектрика увеличивалась, если скорость увеличения коэффициента пробоя была относительно большей, чем скорость увеличения коэффициента использования поля.
5.2. Сравнение экспериментальных результатов
Для проверки включающих характеристик ОТОСЗ 420 кВ 63 кА в KERI были проведены опытно-конструкторские испытания. На рисунке 8 показан тестовый образец нашей модели HSES на 420 кВ, 63 кА. Как упоминалось выше, испытание проводилось только для симметричных условий испытания; следовательно, HSES, заземленный на пике приложенной волны напряжения с допуском от -30 до +15 электрических градусов, привел к симметричному току короткого замыкания и наибольшему времени до возникновения дуги [24].Перед тем как установить 100% ток короткого замыкания и испытательное напряжение для испытания включения, калибровочные испытания были проведены несколько раз путем увеличения испытательных токов и уровней напряжения с 20 до 30%. Кроме того, контактные чипы и экран, которые были повреждены предварительной дугой во время калибровочных испытаний, должны были быть заменены для обслуживания между испытаниями №25 и №48. В таблице 3 показаны результаты испытаний на включение в KERI с испытательными напряжениями, изменяющимися от 105,6 кВ до 330,3 кВ, что является приемлемым значением для допуска -30 электрических градусов 343 кВ и токов короткого замыкания, изменяющихся от 20.От 94 кА до 64,56 кА. В таблице 3 напряжение пробоя указывает величину приложенного напряжения в момент начала предварительной дуги. Ток включения — это среднеквадратичное значение приложенного тока короткого замыкания. В тесте № 51 ток включения достиг предполагаемого тока короткого замыкания более 63 кА для нашей модели HSES. Время включения — это интервал времени от подачи сигнала катушки включения до момента предварительного зажигания дуги. Общее время замыкания было рассчитано путем сложения времени до возникновения дуги и времени включения.Графики на Рисунке 9 представляют собой результаты измерения тока короткого замыкания, испытательного напряжения и пройденного пути Теста №51. Как показано на рисунке 9, скорость закрытия немного снизилась под нагрузкой при приближении к моменту касания контакта. Мы предположили, что силы сопротивления от затухания вихревых токов и / или давления теплового расширения за счет энергии дуги нарушили операцию замыкания и замедлили ее, особенно во второй половине операции [27]. Таким образом, по сравнению с результатами измерения времени замыкания в условиях холостого хода в разделе 4, время замыкания, сумма времени до возникновения дуги и времени включения, немного увеличилось.В тесте №51 на рисунке 9 предварительная дуга возникла при напряжении пробоя 332,0 кВ и продолжалась до момента прикосновения к контакту около 11,8 мс. Для сравнения результатов теста в таблице 3 и результатов моделирования прогноз времени до возникновения дуги Процесс, представленный в предыдущем разделе, выполнялся повторно в соответствии с напряжениями пробоя. Из результатов сравнения на Рисунке 10, хотя было подтверждено, что модель прогнозирования действительно действительна, была обнаружена некоторая разница между измеренным временем до возникновения дуги (t exp ) и прогнозируемым временем до образования дуги (t sim ). .Разница в этих результатах была проанализирована как вызванная разницей в диэлектрической проницаемости между идеальными условиями, соответствующими проектным чертежам, и реальными экспериментальными условиями. Например, в реальных ситуациях существует множество переменных, таких как металлические частицы, эксцентриситет движущихся частей, допуск сборки и т. Д., Которые могут ухудшить электрическую прочность между контактами, особенно если контакты были повреждены энергией дуги в результате повторных испытаний. процедуры. Если по этим причинам диэлектрическая прочность ухудшится, время предварительного зажигания может быть увеличено.Чтобы проанализировать влияние повреждения контактов, результат расчета средней энергии дуги (W av ) для каждого условия испытания показан на рисунке 10 с использованием модели дуги Кэсси, представленной в ссылке [28]. В соответствии с моделью дуги Кэсси, которая подходит для дуг с высоким током, представлено следующее дифференциальное уравнение для проводимости дуги.

1gdgdt = 1τ (uarc2Uc2−1), где uarc = iarc / g.

(12)

В уравнении (12) g — проводимость дуги; u arc и i arc — напряжение и ток дуги; τ и U c — константы, определяющие характеристику дуги.Сравнивая результаты испытаний и результаты моделирования, исследователи в [28] подсчитали, что τ = 0,000012 и U c = 80. Из напряжения дуги в уравнении (12) и тока дуги, измеренного по результатам наших испытаний, среднее значение Энергию дуги можно рассчитать следующим образом:

Wav = 12uarcmax iarcmax cos (θv − θi) tarc.

(13)

Средняя энергия дуги на рисунке 10 является результатом расчета по уравнению (13) с учетом экспериментального времени до образования дуги. Когда контактное повреждение, вызванное энергией дуги, было небольшим (№20, №21 и №48), измеренное время до возникновения дуги было меньше, чем прогнозируемое время до образования дуги.В случае Испытания № 48, хотя накопленная энергия дуги была относительно большой, учитывая, что техническое обслуживание было выполнено и было заменено новыми контактами непосредственно перед испытанием, измеренное время до возникновения дуги было меньше, чем прогнозируемый результат. С другой стороны, когда более длительное время до образования дуги и более высокий ток короткого замыкания влияли на контакты по мере увеличения напряжения пробоя (испытания № 50 и № 51), казалось, что электрическая прочность ухудшается из-за повреждения контактов, вызванного электрическим током. накопленная энергия дуги, поэтому фактические результаты испытаний времени до возникновения дуги были длиннее, чем результаты расчетов.Более того, как описано выше, тот факт, что скорость замыкания немного снизилась из-за воздействия образования дуги, также может обеспечить более длительное время до образования дуги по результатам экспериментов, чем прогнозируемые результаты. Тем не менее, результаты прогнозов на Рисунке 10 дали эффективные результаты для анализа работы ОТОСБ перед лабораторными испытаниями. Используя этот процесс прогнозирования, можно оптимизировать форму контактов и скорость замыкания HSES для сокращения времени до образования дуги и энергии дуги.Чтобы подтвердить влияние энергии дуги результатов испытаний в Таблице 3, состояние поверхности контактных сколов, сопротивление контакта и натяжение пружины были проверены дважды после испытаний №25 и №51. В таблице 4 состояние поверхности контактных чипов было разделено на три группы: «хорошее», «удовлетворительное» и «плохое» в соответствии с отношением измеренной ширины каждого контактного чипа после осмотра к новому. На рисунке 11 показаны примеры контроля состояния поверхности контактных чипов с указанием отношения ширины каждого контактного чипа.Как показано в Таблице 4 и на Рисунке 11, было обнаружено, что контактное повреждение было больше при втором осмотре, чем при первом осмотре. В частности, при втором контроле количество контактных сколов плохо закрепленного, которое было определено как измеренная доля ширины контактного чипа менее 98%, увеличилось до 47,2%. Этот результат показывает, что энергия дуги во время второго периода после технического обслуживания была относительно больше, чем в первый период до технического обслуживания. Результаты проверки контактного сопротивления приведены в таблице 5.По сравнению с начальным контактным сопротивлением, среднее контактное сопротивление при первом контроле увеличилось в 3,85 раза, а при втором контроле — в 4,16 раза. Эти измерения контактного сопротивления также показали, что контактные микросхемы были повреждены больше во время испытаний второго периода по сравнению с испытаниями первого периода, но токонесущие характеристики все еще сохранялись после второго осмотра. Следовательно, HSES после завершения всей последовательности испытаний все еще может сохранять свои токонесущие характеристики.Важно, чтобы удерживающие пружины контактных чипов не деформировались под действием энергии дуги во время испытания на включение. Если они теряют натяжение, контактная сила становится слабой, что приводит к увеличению контактного сопротивления. В HSES четырехпружины охватывают контактные чипы так, что они затягиваются для уменьшения контактного сопротивления. К счастью, при первом осмотре четверные пружины были слегка деформированы из-за низкой энергии дуги. Однако во время второй проверки верхняя струна потеряла натяжение примерно на 5%, так как была приложена энергия дуги полного тока.Верхняя пружина была слегка деформирована и погнута невооруженным глазом. Тем не менее, контактное сопротивление при второй проверке не увеличилось намного больше, чем ожидалось, поскольку напряжения в трех других пружинах почти сохранили свое исходное состояние. Это означало, что токонесущие характеристики HSES не ухудшились после испытания на включение. В таблице 6 мы расположили результаты проверки натяжения пружины (которые были измерены дважды) вместе с продольным удлинением. Константы пружины в таблице 6 были рассчитаны по закону Гука с использованием результатов проверки натяжения пружины [26].Заземляющий трансформатор

— обзор

12.2 Заземление переносного стока

Эти устройства устанавливаются после первичного заземления, как объяснялось ранее в этом разделе, и рассчитаны на максимальный ток короткого замыкания. Для генератора 660 МВт, работающего при 23,5 кВ, переносное заземляющее оборудование рассчитано на 17,5 кА в течение 2 с или, альтернативно, 23,5 кА в течение одной секунды.

Переносное заземление подключается к проводнику после получения доступа к нему через переносную крышку доступа к заземлению.Типичный метод применения — это установка зажимного устройства на переносном заземляющем устройстве на «шарик», постоянно прикрепленный к проводнику, составные части которого показаны на рис. 4.26.

РИС. 4.26. Переносное заземляющее устройство

Заземляющий зажим прикрепляется к шару с помощью высоковольтной изолированной опоры одобренной конструкции. Длина шеста составляет около двух метров, так что человеку, прикладывающему землю, никогда не будет никакой опасности, если по какой-то крайне маловероятной причине оборудование будет живым.Подобные устройства используются для заземления оборудования подстанции, но используется более длинный столб, обычно четыре метра в длину, из-за более высоких напряжений в этих областях. Конструкция зажимных устройств должна быть такой, чтобы нельзя было применить заземление с двухметровой опорой, когда следует использовать четырехметровую опору.

После наложения зажима на провод переносная крышка доступа к заземлению должна быть закрыта.

На другом конце переносного кабеля заземления установлен еще один зажим, подходящий для подключения к основной шине заземления системы.Для этого рядом с каждой переносной точкой доступа к заземлению предусмотрены вторичные контуры шины заземления от основной магистрали заземления, хотя основная магистраль заземления должна быть непрерывной и независимой от таких петель. Типичными точками, к которым можно подключить переносные заземления дренажа, являются:

Низковольтные вводы трансформатора генератора.

Высоковольтные вводы блочного трансформатора.

Высоковольтные вводы системного заземляющего трансформатора.

Сторона трансформатора ответвительных ТТ блочного трансформатора.

Отвод трансформатора блока.

Обе стороны генераторного распределительного устройства.

Тройник ячейки ВТ.

Тройной предохранитель со стороны ячейки ТН.

Клеммы генератора.

Клеммы конденсатора системы и резервуары.

Переносное заземляющее оборудование, очевидно, необходимо регулярно проверять на предмет отсутствия повреждений, а результаты таких проверок должны регистрироваться. Он также должен быть осмотрен непосредственно перед использованием лицом, ответственным за нанесение таких заземлителей. Тщательная запись количества примененных переносных заземлителей и их местоположений важна для обеспечения того, чтобы все они были удалены перед повторным включением системы. Это может быть выполнено либо с помощью метода механической блокировки (который может оказаться очень сложным и отнимающим много времени в обширных системах), либо с помощью строгого административного контроля.

Переносные крышки доступа к земле могут располагаться на высоте нескольких метров над землей. Предусмотрены платформы доступа, конструкция которых учитывает сложность применения переносного заземляющего зажима. Необходимо внимательно следить за тем, чтобы избежать наведенного циркулирующего тока в этих стальных конструкциях.

Что такое выключатель нагрузки (LBS)?

Что такое выключатель нагрузки (LBS)? https://www.theelectricalguy.in/wp-content/uploads/2017/01/load-break-switch-turn-on-off-pr-1024×576.jpg 1024 576 Гаурав Дж. Гаурав Дж. https://secure.gravatar.com/avatar/87a2d2e0182faacb2e003da0504ad293?s=96&d=mm&r=g

В этом руководстве вы сможете узнать о выключателе нагрузки, где он используется и как его включать и выключать. Вы также поймете назначение и преимущества выключателя нагрузки.Также дается краткая информация о конструкции выключателя нагрузки. Марка выключателя нагрузки, показанная в руководстве, — Bush Electromech & Engineering Pvt Ltd.

.

Что такое выключатель нагрузки?

  • Как следует из названия, это переключатель, предназначенный для переключения напряжения с 1000 вольт на 33 киловольта.
  • Заменяет двухполюсную конструкцию.
  • Он также обеспечивает защиту трансформатора, чего не может обеспечить двухполюсная конструкция.

2-х полюсная конструкция

Недостатки двухполюсной конструкции

  • Costiler
  • Занимает много места
  • Меньше безопасности
  • Нет защиты трансформатора
  • Переключение громоздко
Выключатель нагрузки

Преимущества выключателя нагрузки

  • Дешевле по сравнению с 2-полюсной конструкцией
  • Безопаснее
  • Защита трансформатора (предохранители HRC предусмотрены для защиты)
  • Очень легко включать и выключать питание

Выключатель нагрузки, обычно поставляется с пружинный механизм для включения и выключения питания, однако также доступна опция с вакуумным выключателем.Конечно, вариант с вакуумным выключателем дороже. Выбор между этими двумя полностью зависит от покупателя. Выключатель нагрузки с вакуумным выключателем — более надежный вариант.

Выключатель нагрузки с пружинным механизмом обычно снабжен предохранителем. Следовательно, каждый раз, когда возникает неисправность, необходимо заменять предохранитель. С другой стороны, если вы используете выключатель нагрузки с вакуумным выключателем, нам нужно только включить выключатель.

Выключатель нагрузки

также снабжен выключателем заземления, который помогает заземлить заряды, которые могут присутствовать даже после выключения выключателя.

У вас недостаточно прав для чтения этого закона в это время

У вас недостаточно прав для чтения этого закона в это время Логотип Public.Resource.Org На логотипе изображен черно-белый рисунок улыбающегося тюленя с усами. Вокруг печати находится красная круглая полоса с белым шрифтом, в верхней половине которого написано «Печать одобрения создания», а в нижней половине — «Public.Resource.Org». На внешней стороне красной круглой марки находится круг. серебряная круглая полоса с зубчатыми краями, напоминающая печать из серебряной фольги.

Public.Resource.Org

Хилдсбург, Калифорния, 95448
Соединенные Штаты Америки

Этот документ в настоящее время недоступен для вас!

Уважаемый соотечественник:

В настоящее время вам временно отказано в доступе к этому документу.

Public Resource ведет судебный процесс за ваше право читать и говорить о законах. Для получения дополнительной информации см. Досье по рассматриваемому судебному делу:

Американское общество испытаний и материалов (ASTM), Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA), и Американское общество инженеров по отоплению, холодильной технике и кондиционированию воздуха (ASHRAE) v.Public.Resource.Org (общедоступный ресурс), DCD 1: 13-cv-01215, Объединенный окружной суд округа Колумбия [1]

Ваш доступ к этому документу, который является законом Соединенных Штатов Америки, был временно отключен, пока мы боремся за ваше право читать и говорить о законах, по которым мы решаем управлять собой как демократическим обществом.

Чтобы подать заявку на получение лицензии на ознакомление с этим законом, ознакомьтесь с Сводом федеральных нормативных актов или применимыми законами и постановлениями штата. на имя и адрес продавца.Для получения дополнительной информации о постановлениях правительства и ваших правах гражданина в соответствии с нормами закона , пожалуйста, прочтите мое свидетельство перед Конгрессом Соединенных Штатов. Вы можете найти более подробную информацию о нашей деятельности на общедоступных ресурсах. в нашем реестре деятельности за 2015 год. [2] [3]

Спасибо за интерес к чтению закона. Информированные граждане — это фундаментальное требование для работы нашей демократии. Благодарим вас за усилия и приносим извинения за возможные неудобства.

С уважением,

Карл Маламуд
Public.Resource.Org
7 ноября 2015 г.

Банкноты

[1] http://www.archive.org/download/gov.uscourts.dcd.161410/gov.uscourts.dcd.161410.docket.html

[2] https://public.resource.org/edicts/

[3] https://public.resource.org/pro.docket.2015.html

coelme-egic: разъединители

Разъединитель: устройство безопасности в основе каждой подстанции

Разъединитель — это коммутационное устройство, обеспечивающее в разомкнутом положении изолирующее расстояние в соответствии с установленными требованиями.

Разъединитель также может:

  • переносит токи в нормальных условиях цепи и переносит в течение определенного времени токи в ненормальных условиях, например, при коротком замыкании;
  • размыкает и замыкает цепь, когда прерывается или подается незначительный ток, или когда не происходит значительного изменения напряжения на выводах каждого из полюсов разъединителя.

Разъединители в основном являются устройствами безопасности, поскольку их основная цель — защитить персонал, работающий на подстанциях, обеспечивая «ВИЗУАЛЬНОЕ свидетельство» размыкания цепи.

Существуют различные модели разъединителей в зависимости от типа соединения, установленного в цепи (горизонтальное или вертикальное), типа отключения (одиночный или двойной), перемещения главной цепи и т. Д.

На выбор подходящего разъединителя влияет множество различных факторов, обычно связанных с конструкцией подстанции, на которой он будет установлен (номинальное напряжение, доступность и стоимость земли, требуемый тип подключения …). Однако знание того, как использовать один тип разъединителя, а не другой, иногда является определяющим фактором, определяющим окончательный выбор.

COELME-EGIC может поставить все модели разъединителей, требуемых рынком, обеспечивая их максимальную надежность даже в самых тяжелых условиях эксплуатации (в прибрежных и / или промышленных зонах, в геотермальных зонах, при наличии льда, при экстремальных температурах, в сейсмических районах …).

Все разъединители COELME-EGIC имеют следующие характеристики:

  • высокая универсальность
  • простота установки и регулировки
  • низкие эксплуатационные расходы
  • высокая надежность
  • высокая производительность

ЧТО ТАКОЕ ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ?

Какая должна быть минимальная глубина прокладки земли 66 кв ГТ кабель?

3 ответа L&T,


при котором коэффициент мощности дизельного генератора всегда равен 0.8. объясните пожалуйста

5 ответов Далкия,


Силовая установка имеет 8 генераторных установок, работающих параллельно с сетью режим. В одной генераторной установке иногда бывает вариация пт и квар вариация. Установка работает в режиме pf. Когда это наблюдаются колебания, нагрузка стабильна, напряжение также стабильная, частота и скорость генератора также стабильны. Как вы проверьте работу карты pf. Каким должен быть идеал вывод vdc pfc, оттуда он вводится в AVR?

1 Ответов


дайте мне по крайней мере четыре различия между схемой и сетью

0 Ответов


Если у нас есть генератор на 320 кВА, любезно посоветуйте, какую нагрузку мы можем его поставить.

0 Ответов



Что такое функция и функциональный блок в ПЛК Siemens S7-300? В чем разница между ними? Когда использовать функцию и когда использовать функциональный блок

2 ответа


1. в чем разница между VCB и ACB. Как это работает пожалуйста, объясните.

6 ответов ABB, Accenture, HP, Minda, Mother Dairy, Satyam Pharma,


какое использование турбокомпрессора в генераторной установке?

3 ответа


КАК ВЫБРАТЬ ФАЗОРНУЮ ГРУППУ ТРАНСФОРМАТОРА IE, ЛИБО ЗВЕЗДА-ДЕЛЬТА TR, ЗВЕЗДА-ЗВЕЗДА ИЛИ ДЕЛЬТА-ДЕЛЬТА И Т.Д.ТРАНСФОРМАТОР БОЛЕЕ ПОДХОДИТ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕННЫХ НАГРУЗОК ИЛИ РАБОЧИЕ УСЛОВИЯ ???

3 ответа KPTCL,


почему мощность генерируется только на 50 Гц ..? мы можем сделать это на другой частоте …?

7 Ответов


какая бумажная модель вопроса для инженера участка в РРБ

0 Ответов РРБ, г.


Определите подъемную массу трансформатора? Общий вес трансформатора включить вес масла?

0 Ответов


EX9214 Инструкции и требования для площадки | Руководство по аппаратному обеспечению коммутатора EX9214

EX2200-C

Нет снижения производительности до 5000 футов (1524 метров)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне относительной влажности От 10% до 85% (без конденсации)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне температур 32 ° F (от 0 ° C) до 104 ° F (40 ° C) на высоте до 5000 футов (1524 м).

Информация о трансиверах SFP с расширенным температурным диапазоном поддерживается коммутаторами EX2200, см. Подключаемые трансиверы, поддерживаемые коммутаторами EX2200.

Соответствует требованиям по сейсмостойкости зоны 4 согласно GR-63, Выпуск 4.

EX2200 (кроме переключателей EX2200-C)

Без снижения производительности до 10 000 футов (3048 метров)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне относительной влажности От 10% до 85% (без конденсации)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне температур 32 ° От 0 ° C до 45 ° C (113 ° F)

Соответствует требованиям по сейсмостойкости зоны 4 согласно GR-63, Выпуск 4.

EX2300-C

Без снижения производительности до 5000 футов (1524 метра)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне относительной влажности От 10% до 85% (без конденсации)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне температур 32 ° От 0 ° C до 40 ° C (104 ° F)

Соответствует требованиям по сейсмостойкости зоны 4 согласно GR-63, Выпуск 4.

EX2300 (кроме переключателей EX2300-C)

Без снижения производительности до 13000 футов (3962 метра) при 104 ° F (40 ° C) согласно GR-63

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне относительной влажности От 10% до 85% (без конденсации)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне температур 32 ° От 0 ° C до 45 ° C (113 ° F)

Соответствует требованиям по сейсмостойкости зоны 4 согласно GR-63, Выпуск 4.

EX3200

Без снижения производительности до 10 000 футов (3048 метров)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне относительной влажности От 10% до 85% (без конденсации)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне температур 32 ° От 0 ° C до 45 ° C (113 ° F)

Соответствует требованиям по сейсмостойкости зоны 4 согласно GR-63, Выпуск 4.

EX3300

Без снижения производительности до 10 000 футов (3048 метров)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне относительной влажности От 10% до 85% (без конденсации)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне температур 32 ° От 0 ° C до 45 ° C (113 ° F)

Соответствует требованиям по сейсмостойкости зоны 4 согласно GR-63, Выпуск 4.

EX3400

Без снижения производительности до 10 000 футов (3048 метров)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне относительной влажности От 10% до 85% (без конденсации)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне температур 32 ° От 0 ° C до 45 ° C (113 ° F)

Соответствует требованиям по сейсмостойкости зоны 4 согласно GR-63, Выпуск 4.

EX4200

Без снижения производительности до 10 000 футов (3048 метров)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне относительной влажности От 10% до 85% (без конденсации)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне температур 32 ° От 0 ° C до 45 ° C (113 ° F)

Соответствует требованиям по сейсмостойкости зоны 4 согласно GR-63, Выпуск 4.

EX4300

Максимальная тепловая мощность для EX4300-48T составляет 423 БТЕ / час и для EX4300-48P — 5844 БТЕ / час.

Коммутаторы EX4300, кроме модели EX4300-48MP — Нет снижение производительности до 10 000 футов (3048 метров)

Модель

EX4300-48MP — без снижения производительности до 6000 футов (1829 метров)

Коммутаторы EX4300, кроме модели EX4300-48MP — Нормальный работа обеспечивается в диапазоне относительной влажности от 10% до 85% (без конденсации)

Модель

EX4300-48MP — нормальная работа обеспечивается в относительном диапазон влажности от 5% до 90% (без конденсации)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне температур 32 ° От 0 ° C до 45 ° C (113 ° F)

Соответствует требованиям по сейсмостойкости зоны 4 согласно GR-63, Выпуск 4.

EX4500

Без снижения производительности до 10 000 футов (3048 метров)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне относительной влажности От 10% до 85% (без конденсации)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне температур 32 ° От 0 ° C до 45 ° C (113 ° F)

Соответствует требованиям по сейсмостойкости зоны 4 согласно GR-63, Выпуск 4.

EX4550

Без снижения производительности до 10 000 футов (3048 метров)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне относительной влажности От 10% до 85% (без конденсации)

  • Выключатели EX4550-32F — нормальная работа обеспечивается в диапазон температур от 32 ° F (0 ° C) до 113 ° F (45 ° С)

  • Выключатели EX4550-32T — обеспечивается нормальная работа в диапазоне температур от 32 ° F до 104 ° F (40 ° С)

Соответствует требованиям по сейсмостойкости зоны 4 согласно GR-63, Выпуск 4.

EX4600

Без снижения производительности до 6562 футов (2000 метров)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне относительной влажности От 5% до 90%, без конденсации

  • Нормальная работа обеспечивается в диапазоне температур 32 ° От 0 ° C до 45 ° C (113 ° F)

  • Нерабочая температура хранения в транспортной таре: От –40 ° F (–40 ° C) до 158 ° F (70 ° C)

Соответствует требованиям по сейсмостойкости зоны 4 согласно NEBS GR-63-CORE, Выпуск 4.

EX4650

Без снижения производительности до 6000 футов (1829 метров)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне относительной влажности От 10% до 85% (конденсация)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне температур От 32 ° F (0 ° C) до 104 ° F (40 ° C)

Соответствует требованиям по сейсмостойкости зоны 4 согласно GR-63, Выпуск 4.

EX6210

Без снижения производительности до 10 000 футов (3048 метров)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне относительной влажности От 10% до 85% (без конденсации)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне температур От 32 ° F (0 ° C) до 104 ° F (40 ° C)

Соответствует требованиям по сейсмостойкости зоны 4 согласно GR-63, Выпуск 4.

EX8208

Без снижения производительности до 10 000 футов (3048 метров)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне относительной влажности От 10% до 85% (без конденсации)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне температур От 32 ° F (0 ° C) до 104 ° F (40 ° C)

Соответствует требованиям по сейсмостойкости зоны 4 согласно GR-63, Выпуск 4.

EX8216

Без снижения производительности до 10 000 футов (3048 метров)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне относительной влажности От 10% до 85% (без конденсации)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне температур От 32 ° F (0 ° C) до 104 ° F (40 ° C)

Соответствует требованиям по сейсмостойкости зоны 4 согласно GR-63, Выпуск 4.

EX9204

Без снижения производительности до 10 000 футов (3048 метров)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне относительной влажности От 5% до 90% (без конденсации)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне температур От 32 ° F (0 ° C) до 104 ° F (40 ° C)

Нерабочая температура хранения в транспортной таре: — От 40 ° F (–40 ° C) до 158 ° F (70 ° C)

Соответствует требованиям по землетрясениям в зоне 4 согласно GR-63.

EX9208

Без снижения производительности до 10 000 футов (3048 метров)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне относительной влажности От 5% до 90% (без конденсации)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне температур От 32 ° F (0 ° C) до 104 ° F (40 ° C)

Нерабочая температура хранения в транспортной таре: — От 40 ° F (–40 ° C) до 158 ° F (70 ° C)

Соответствует требованиям по землетрясениям в зоне 4 согласно GR-63.

EX9214

Без снижения производительности до 10 000 футов (3048 метров)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне относительной влажности От 5% до 90% (без конденсации)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне температур От 32 ° F (0 ° C) до 104 ° F (40 ° C)

Нерабочая температура хранения в транспортной таре: — От 40 ° F (–40 ° C) до 158 ° F (70 ° С)

Соответствует требованиям по землетрясениям в зоне 4 согласно GR-63.

EX9251

Максимальная тепловая мощность составляет 1705 БТЕ / час (500 Вт).

Без снижения производительности до 10 000 футов (3048 м)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне относительной влажности От 5% до 90%, без конденсации

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне температур 32 ° От 0 ° C до 40 ° C (104 ° F)

Нерабочая температура хранения в транспортной таре: — От 40 ° F (–40 ° C) до 158 ° F (70 ° C)

Соответствует землетрясению Telcordia Technologies в зоне 4 требования

XRE200

Без снижения производительности до 10 000 футов (3048 метров)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне относительной влажности От 10% до 85% (без конденсации)

Нормальная работа обеспечивается в диапазоне температур 41 ° От F (5 ° C) до 104 ° F (40 ° C)

Соответствует требованиям по сейсмостойкости зоны 4 согласно GR-63, Выпуск 4.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Весь товар подлежит гарантии и сертифицирован!Все права защищены .RU