Разработка алгоритма расчета параметров заземляющих устройств электроустановок Крайнего Севера при условии обеспечения их надежности
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?ие относительной длины вертикальных электродов свыше не только уменьшает сопротивление растеканию, но вызывает лучшее выравнивание потенциалов на поверхности земли благодаря уменьшению плотности тока на горизонтальных проводниках.
Целесообразно размещать вертикальные электроды по периметру сетки, так как ток преимущественно стекает с краев; кроме того, в этом случае вертикальные электроды будут менее препятствовать стеканию тока и с горизонтальных проводников сетки (здесь можно будет рассмотреть направление растекания тока с вертикальных и горизонтальных электродов с разным расположением).
Сопротивление заземляющих сеток с вертикальными электродами вычисляется по формуле
. (П1.44)
Коэффициент зависит от относительной длины вертикальных электродов :
0 0,0312 0,0625 0,125 0,25 0,5
0,44 0,42 0,39 0,36 0,32 0,26
В случае, когда заземлитель выполнен в виде контура без внутренних перемычек (сетки), то вместо в расчетную формулу подставляется длина периметра контура. Для сеток без вертикальных электродов эта формула упрощается
. (П1.45)
Первый член указанных формул численно равен минимальному сопротивлению сплошного металлического заземлителя с контурными размерами действительного. Сопротивление растеканию не может быть меньше этой величины.
Величина определяется, как указывалось ранее, по формуле
,
куда подставляется , соответствующее рассматриваемой конструкции заземлителя и структуре грунта.
Сопротивление растеканию естественных заземлителей.
В качестве естественных заземлителей используются находящиеся в земле трубопроводы, металлические конструкции и арматура железобетонных конструкций, обсадные трубы, металлические части гидросооружений, оболочки кабелей и т.д.
Сопротивление заземления неизолированных металлических трубопроводов в земле равно:
, (П1.46)
где - расчетное удельное сопротивление грунта, ; - длина трубопровода,; - его наружный диаметр, ; - глубина заложения трубопровода в землю, равная расстоянию от поверхности земли до середины трубы, .
Железобетонные фундаменты и сваи во влажной, хорошо проводящей земле обладают достаточно высокой и стабильной проводимостью. Поэтому железобетонные сваи являются заземлителями. ПУЭ (1.7.16) рекомендуют арматуру железобетонных фундаментов в качестве заземлителей в земле с удельным сопротивлением, не превышающим 300 .
4. Электрическое поле и характеристики сложных заземлителей в многослойной земле
Эквивалентное удельное сопротивление поверхностных сеточных, пластинчатых и одиночных горизонтальных электродов
Эквивалентное удельное сопротивление земли поверхностных сеточных, пластинчатых и одиночных горизонтальных электродов в многослойных структурах земли определяется по формуле
, (П1.47)
где - удельное сопротивление второго слоя земли; - коэффициенты, зависящие от параметров геоэлектрического разреза земли и характерного размера заземляющего устройства. Значения коэффициентов , принимаются согласно табл. 4.
Таблица П1.2. Значения коэффициентов
Структура
Значения коэффициентов определяются из следующих соотношений:
; ,
где - эквивалентное удельное сопротивление слоев земли, простирающихся ниже второго слоя,
, (П1.48)
где , - соответственно удельное сопротивление и мощность i-го слоя земли; а - характерный размер заземлителя.
Эквивалентное удельное сопротивление земли для вертикальных заземлителей
Эквивалентное удельное сопротивление для вертикальных заземлителей определяется по формуле
, (П1.49)
при этом число слоев земли должно быть ограничено только теми слоями, которые контактируют с вертикальным электродом.
Эквивалентное удельное сопротивление земли для протяженных заземлителей
Эквивалентное удельное сопротивление земли для горизонтальных протяженных заземлителей с границами раздела слоев земли, параллельными оси заземлителя
; (П1.50)
для вертикального заземлителя с границами раздела слоев земли, перпендикулярными оси заземлителя
, (П1.51)
где - удельное сопротивление i-го слоя земли; hi - глубина залегания i-го слоя земли; n- число слоев; l- длина заземлителя, пересекающего границы раздела грунтовой структуры, , м; - максимальное удельное сопротивление грунта по трассе заземлителя;
- приведенная длина заземлителя.
Расчет сопротивлений растеканию различных заземляющих устройств в многослойной структуре земли
Расчет сопротивлений растеканию зданий
Учет фундаментов зданий как естественных заземлителей производится путем расчета сопротивления растеканию металлической пластины, уложенной на поверхности грунта и вписанной в контур здания, либо заземлителя, представленного в виде сплюснутого эллипсоида вращения вокруг малой оси, отражающегося на поверхность земли основанием, равновеликим площади, ограниченной контуром фундамента. При этом выбор расчетной модели производится в зависимости от степени насыщения нулевого цикла металлом или железобетоном и глубины погружения свай.
Степень насыщения нулевого цикла характеризуется следующими параметрами
; , (П1.52)
где n- количество свай данного фундамента; - суммарная площадь всех металлоконструкций фундамента, м2; S - площадь нулевого цикла здания или сооружения,