Разработка алгоритма расчета параметров заземляющих устройств электроустановок Крайнего Севера при условии обеспечения их надежности
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?огда
Следовательно,
3.2.3 Так как , то результирующее сопротивление растеканию фундаментов производственных зданий и сооружений приближается к сопротивлению эквивалентной пластины, вписанной в генплан предприятия
,
где = 1,2 - контурный коэффициент, определяемый в зависимости от степени застройки промплощадки промышленными зданиями (l) по кривой (рис. 3.1.).
Рис. 3.1. Зависимость контурного коэффициента промплощадки от степени ее застройки промышленными зданиями.
3.2.4 Напряжение на заземляющей сети предприятия равно
16000•0,167 = 2627 В,
где = 16 кА - ток, стекающий в землю с ЗУ; - сопротивление эквивалентной пластины ЗУ.
Так как потенциал на заземляющей сети предприятия меньше допустимой величины, то условия электробезопасности обеспечиваются в любой точке на территории подстанции, предприятия и в местах подхода к промышленному комплексу надземных коммуникаций.
3.2.5 Оценим величину напряжения прикосновения
0,055•16000•0,167 = 146,96 В,
где - коэффициент прикосновения на территории ОРУ предприятия.
ЗУ проектируемой подстанции будет удовлетворять требованиям электробезопасности, так как на территории ОРУ обеспечиваются условия ( при времени срабатывания защиты , при времени срабатывания защиты ), и потенциал на заземляющем устройстве не превышает 10 кВ (ПУЭ гл. 1.7.50).
Так как напряжение на ЗУ меньше 5 кВ, то мероприятия по выносу потенциала за пределы территории предприятия не предусматриваем (ПУЭ гл. 1.7.50).
.2.6 Вероятность отказа заземляющей системы при условии протекания через неё тока
,
где , - минимальное и максимальное значение тока, нагружающего заземляющую систему; - вероятность появления тока больше заданного значения; - вероятность появления эквивалентного удельного сопротивления грунта больше заданного значения.
3.2.7 Вероятность поражения человека напряжением прикосновения
,
где - вероятность отказа системы; - вероятность того, что в момент прикосновения человек не использовал вспомогательные защитные средства (перчатки, боты); - вероятность прикосновения человека к заземленному оборудованию.
Заключение
Известно, что основными функциями заземляющего устройства являются: ограничение напряжения, под которое может попасть человек, и обеспечение условий для срабатывания релейной защиты.
Проблема электробезопасности исключительно многогранна особенно в электроустановках, эксплуатируемых в условиях многолетнемерзлых грунтов и ее качественное решение немыслимо без использования новейших достижений в области электротехники, геофизики, вычислительной математики и ряда других наук.
Исследования электрического поля и характеристик заземлителей с самого начала относились к категории сложных задач электротехники.
Сложности заключались в подборе математической модели для описания поля электродов различных форм, в невозможности получения достоверной информации о строении грунта и изменчивости его параметров в зависимости от природно-климатических условий.
В основе всех разделов теории заземляющих устройств лежит модель системы заземлитель-земля, которая должна наиболее полно отражать взаимное влияние факторов данной системы.
Существует два вида моделей: математические, т. е. когда изучаемые явления описываются с помощью строго определенных математических символов и операций над ними, и физические, т. е. такие материальные системы, в которых изучаемые свойства явления имеют такую же физическую сущность, что и в оригинале.
Все множество заземлителей условно делят на две группы, это:
простые заземлители, состоящие из одного электрода;
сложные заземлители, состоящие из различных комбинаций горизонтальных и вертикальных электродов.
Строгие математические методы исследования электрических полей разработаны лишь для немногих видов простых заземлителей, например, для некоторых тел вращения с осью, перпендикулярной поверхности земли, это:
метод, основанный на использовании естественной системы координат;
метод, основанный на замене заземлителя множеством точечных источников тока.
Систему криволинейных ортогональных координат называют естест-венной, если одно из семейств координатных поверхностей, также является семейством поверхностей рассматриваемой величины, например, электрического потенциала.
Примерами криволинейных ортогональных координат являются широко известные цилиндрические и сферические координаты, применяемые для исследования изменения потенциала электродов круглой или протяженной формы.
Главное достоинство естественной системы координат заключается в том, что частные производные по двум другим координатам будут равны нулю и при этом основное трехмерное уравнение превращается в обычное одномерное дифференциальное уравнение второго порядка, зависящее лишь от одной координаты.
Второй метод основан на замене заземлителя множеством точечных источников тока, при котором одна из эквипотенциальных поверхностей результирующего электрического поля, рассчитываемого методом наложения, будет иметь точно такую же форму, как и поверхность заземлителя.
Например, сферический электрод заменяют одним точечным источником тока, расположенным в точке, в которой раньше находился центр сфериче