Разработка алгоритма расчета параметров заземляющих устройств электроустановок Крайнего Севера при условии обеспечения их надежности
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
чно в качестве расчётных берут максимально большие токи и самые тяжелые грунтовые условия. Это, естественно, приводит к большому расходу средств, особенно в регионах многолетнемерзлых грунтов, при этом надежность заземляющей системы много выше надежности всего остального оборудования электроустановки.
Если же при расчете ориентироваться на меньшие уровни токов и наиболее типичные грунтовые условия, то можно существенно удешевить устройство заземления, не снижая при этом общей надежности электроустановки. Такой подход тем более правомерен, что зачастую трудно предугадать возможные отклонения параметров грунта. Кроме того, как правило, максимальные расчетные токи не совпадают с периодом наиболее тяжелых грунтовых условий (точнее вероятность такого совпадения очень мала и может быть учтена при расчете надежности заземляющей системы).
Общим методическим подходом к определению вероятности отказа заземляющей системы является следующий: для каждой конструкции существует функциональное условие сохранения параметров в заданных пределах , где - ток, нагружающий систему; - параметры грунта. Иными словами, данное выражение означает, что при одних грунтовых условиях одно значение тока может вывести параметры за пределы заданных, при других - другое. Оно справедливо для того отрезка времени, при котором конструкция системы остается неизменной, то есть не производится ее усложнение или не происходит каких-либо коррозионных разрушений. Кстати, следует отметить, что такое событие, как появление опасных напряжений шага и прикосновения, есть отказ заземляющей системы. Но вероятность этого отказа не идентична вероятности поражения человека. Последняя значительно меньше и определяется как произведение минимум трех вероятностей: вероятности отказа системы; вероятности того, что в момент прикосновения человек не использовал вспомогательные средства защиты; вероятности прикосновения человека к заземленному корпусу оборудования.
Таким образом, в тяжелых грунтовых условиях, где сооружение заземляющих устройств сопряжено с большими капитальными затратами, путем вычисления показателей надежности заземляющей сети и приведение в соответствие их надежности с надежностью других элементов электроустановки, можно существенно снизить экономические показатели проекта.
Согласно изложенному выше можно заключить, что заземляющие системы выполняют много функций, однако отказ по каждой из них возможен только при совпадении определенного значения тока, нагружающего систему с определенными параметрами грунта.
Обычно при проектировании электроустановок намечают несколько вариантов, отличающихся по степени надежности. Повышение степени надежности электроустановки, как правило, связано с увеличением затрат на ее сооружение и эксплуатацию. Количественная оценка электроопасной ситуации, данная с помощью показателей надежности, уже на стадии проектирования заземляющих устройств позволит принять правильное решение и избежать ненужных затрат.
Но определение показателей надежности заземляющих устройств необходимо не только для выбора с экономической точки зрения оптимального варианта заземляющей сети. С помощью таких показателей надежности, как вероятность поражения человека электрическим током или вероятность появления напряжения прикосновения или шага, выше нормируемой величины, в различных точках заземляющей системы, можно изменить конфигурацию заземлителя или предусмотреть дополнительные мероприятия по обеспечению электробезопасности на территории электроустановки.
2. Разработка алгоритма расчета параметров заземляющих устройств в электроустановках Крайнего Севера при условии обеспечения их надежности
.1 Обоснование и выбор показателей нормирования уровней электробезопасности и параметров надёжности сети заземления
Начало официального нормирования параметров заземляющих устройств относится к середине 20-х годов, когда были учреждены Руководящие указания расчёта и устройства заземлений, в которых были установлены предельно допустимые напряжения прикосновения и шага.
Появление и широкое распространение сетей напряжением 110 кВ и выше с глухозаземлённой нейтралью привело к возрастанию токов замыкания на землю, ограничивать напряжение прикосновения и шага в электроустановках при этом оказалось практически невозможным (сопротивления заземлителей часто должны были составлять сотые доли ома). Потребовалось развитие новых методов расчёта сопротивления сложных заземлителей и напряжения прикосновения и шага.
К середине 30-х годов в СССР были выполнены исследования взаимного потенциального влияния электродов сложных заземлителей, завершившиеся разработкой таблиц так называемых коэффициентов использования, а также коэффициентов напряжения прикосновения и шага. В качестве коэффициента использования принималась величина, численно равная отношению проводимости реального сложного заземлителя, в котором на растекание токов оказывают взаимное влияние все электроды, к сумме проводимостей тех же электродов при полном отсутствии их взаимодействия, т. е. когда каждый электрод работает как одиночный. В качестве коэффициентов напряжения прикосновения и шага принимались величины, численно равные отношению напряжения соответственно прикосновения и шага к напряжению на заземляющем устройстве.
Однако метод расчёта сопротивления сложных заземлителей с применением коэффициен