Задание 5

Компоновка открытого РУ на 110 кВ, которое требуется защитить от прямых ударов молнии.

Молниеотводы устанавливаются на конструкциях подстанции. Места установки молниеотводов устанавливаем, как на рисунке 5.3.

Основанием к этому служит прикидочный расчёт размещения минимального числа молниеотводов с активной высотой 5 - 10 м, разбивая площадь подстанции на сектора I-V, определяем по формуле:

D  8h_aP - условия защиты каждого сектора;

Рис 5.1.

где D - наибольшая диагональ четырёхугольника или диаметр окружности, построенной по трём точкам.

Низшая точка О, внутри защитной зоны, расположена на высоте h_min.

Зона защиты одиночного молниеотвода, высотой h  150 м, представляет собой конус с вершиной на высоте h₀ < h, сечение которого на высоте h_x имеет радиус r_x. Граница зоны защиты находится из условий:

При вероятности Р_пр = 0,05

Зона защиты двух стержневых молниеотводов, находящихся вблизи друг от друга на расстоянии 3 - 5 h.

Рис 5.2.

а) Сечение вертикальной плоскостью, проходящей через оси молниеотводов.

б) Сечение горизонтальной плоскостью на высоте h_x.

При вероятности прорыва Р_пр = 0,005

h_min =

d_x =

При вероятности Р_пр = 0,05

h_min =

d_x =

где r₀ - зона защиты одиночного молниеотвода на уровне земли.

Если l > 3h при P_пр = 0,005

l > 5h при P_пр = 0,05

то молниеотводы принимаются как одиночные.

Для тросовых молниеотводов.

При вероятности Р_пр = 0,005

При вероятности Р_пр = 0,05

Для двух тросовых молниеотводов на расстоянии l друг от друга.

h_min =

Задание 6

Расчёт импульсного заземления.

Задача №1

Определить импульсное сопротивление двухлучевого заземлителя, если: удельное сопротивление  = 500 Ом/м длина лучей l = 20 м глубина заложения t = 0,8 м материал заземлителя полоса 4х40 мм² расчётное значение тока I_м = 80 кА

,

где d - эквивалентный диаметр заземлителя.

S = r²; S = 4*40 = 160 мм²  d = 14.3 мм = 0,0143 м

Каждый луч отводит ток I = I_м/2 = 40 кА - для данного значения тока коэффициент импульса составляет _и = 0,6; а коэффициент использования К_и=1.

R_и1 = R_~*_и = 40*0,6 = 24 Ом - импульсное сопротивление одного луча.

- импульсное сопротивление всего заземлителя.

Задача №2

При той же общей длине полосы рассмотреть вариант четырёх лучевого заземлителя, если: удельное сопротивление  = 500 Ом/м длина лучей l = 10 м глубина заложения t = 0,8 м материал заземлителя полоса 4х40 мм² расчётное значение тока I_м = 80 кА

, - где d - эквивалентный диаметр заземлителя.

S = r²; S = 4*40 = 160 мм²  d = 14.3 мм = 0,0143 м

Каждый луч отводит ток I = I_м/4 = 20 кА - для данного значения тока коэффициент импульса составляет _и = 0,6; а коэффициент использования К_и=0,65.

R_и1 = R_~*_и = 70*0,6 = 42 Ом - импульсное сопротивление одного луча.

- импульсное сопротивление всего заземлителя.

Вывод:

Расчёт показывает, что в данном случае применение четырёх лучевого заземлителя неэффективно из-за низкого коэффициента использования.

Увеличение числа лучей, однако становится необходимо при возрастании длины лучей в плохо проводящем грунте.