Расчет электрических нагрузок

Rг = rв / Nв ηв ;                                                                         (130)

 

Rг = 22,5 / 12×0,64 = 2,9 Ом.

 

Определяется фактическое сопротивление заземляющего устройства:

 

Rзу.ф= Rв · Rг / Rв + Rг ;          (131)

 

Rзу.ф= 2,9 · 0,29 / 2,9 + 0,29 = 0,2 Ом;

 

                                           Rзу.ф= 0,2 Ом< Rзу  20 Ом ,

 

Следовательно, заземляющее устройство эффективно.

 

 

 

Расчет молниезащиты

 

                                           Методика расчета

 

Рассчитать молниезащиту – это значит определить тип защиты, ее зону и параметры (таблица1.14.1).

По типу молниезащита (м/з) может быть следующей:

- одностержневой;

- двухстержневой одинаковой или разной высоты;

- многократной стержневой;

- одиночной тросовой;

- многократной тросовой.

По степени надежности защиты различают два типа зон:

А – степень надежности защиты  ≥ 99,5 %;

Б – степень надежности защиты 95…99,5 %.

Параметрами молниезащиты являются:

h – полная высота стержневого  молниеотвода, м;

h0 – высота вершины конуса стержневого молниотвода, м;

hх – высота защищаемого молниеприемника, м;

hм – высота стержневого молниеприемника, м;

hа – активная высота молниотвода, м;

r0, rх - радиусы защиты на уровне земли и на высоте защищаемого сооружения, м;

hс –высота средней части двойного стержневого молниеотвода, м;

2rс , 2rх – ширина средней части зоны двойного стержневого молниеотвода на уровне земли и на высоте защищаемого объекта, м;

α – угол защиты (между вертикалью и образующей), град;

L – расстояние между  двумя стержневыми молниеотводами, м;

а – длина пролета между опорами троса, м;

hоп – высота опоры троса, м;

rх + rх' – ширина зоны тросового молниеотвода на уровне защищаемого сооружения, м;

а +2rх – длина зоны двойного тросового молниеотвода на уровне защищаемого сооружения, м;

а +2rс – длина зоны двойного тросового молниеотвода на уровне земли, м.

Ожидаемое количество поражений (N) молнией в год производится по формулам:

- для сосредоточенных  зданий и сооружений (дымовые  трубы, вышки, башни)

 

            N = 9 πhх2 n 10-6,                            (132)                   

 

 

где hх – наибольшая высота здания или сооружения, м;

       n – среднегодовое  число ударов молнии в 1 км2 земной поверхности в месте нахождения здания или сооружения (т.е. удельная плотность ударов молнии в землю), 1/ (км2 год), определяется по таблице 1.14.2;

- для зданий и сооружений  прямоуголной формы

 

                         N = [ ( В + 6 hх) ( А + 6 hх) – 7,7 hх2] n 10-6,                    (133)

 

где А и В – длина и ширина здания или сооружения, м.

 

Примечание. Если здание и сооружение имеют сложную конфигурацию, то А и В – это стороны прямоугольника, в который вписывается на плане защищаемый объект.   

 

h1 = 10 м

hх = 9 м

В = 56 м

n = 6  1 / (км2 год)

        Тип  молниезащиты – одностержневая

 

Зона А:

h0 = 0,85 h = 0,85  10 = 8,5 м;          (134)

 

r0 = (1,1 – 2  10-3 ) h = ( 1,1 – 2  10-3  ) 10 = 10,8 м;      (135)

 

rх = (1,1 – 2  10-3 h ) (h – 1,2 hх ) = (1,1 – 2  10-3  10) (10 – 1,2  8) = 0,68 м;  (136)

 

hм = h - h0  = 10 –8,5= 1,5 м;      (137)

 

hа = h - hх = 0 – 9 = 1 м;         (138)

 

α(А) = аrctg ( r0 / h0) = аrctg (10,8 / 8,5) = 49,6°.       (139)

 

rх = (1,35 – 25  10-4 h ) (h – 1,2 hх ) = (1,35 – 25  10-4  15) (15– 1,2  7) = 8,6 м; (140)

 

      Зона Б

 h0 = 0,92 h = 0,92  10 = 9,2 м;      (141)

 

 r0 = (1,5 h) = 1,5  10 = 15 м;       (142)

 

 rх = 1,5(h – 1,1 hх ) = 1,5 (10 – 1,1  9) = 0,15м;      (143)

 

 hм = h - h0  = 10 – 9,2= 0,8 м;   (144)

 

hа = h - hх = 10 – 9 = 1 м;

 

α(Б) = аrctg ( r0 / h0) = аrctg (15 / 58) = 58°.       (145)

 

Определяется габаритные размеры защищаемого объекта в каждой зоне молниезащиты. Для этого на расстоянии В/2  от средней линии параллельно проводится линия до пересечения с окружностью rх .

 

.

 

 

 

Зона А:

φ(А)  = arcsin (В / 2 rх(А) = arcsin (30 / 2  0,68) = 9,62°;   (154)

cos φ(А)  = cos  9,62° = 0,98;   (155)

А(А) = 2 rх(А)  cos φ(А)  = 2*0,68* 0,98 = 1,3 м; Принимается А = 1,3 м.  (156)

  А × В × Н = 1,3 × 30 × 9 м.

Зона Б:

 φ(Б)  = arcsin (В / 2 rх(Б) = arcsin (30 / 2* 0,15) = 2,3°;  (157)

cos φ(Б)  = cos 2,3° = 0,99;        (158)

АБА) = 2 rх(Б)  cos φ(Б)  = 2*0,5  0,99 = 1 м. Принимается А = 1 м.   (159)

А × В × Н = 1 × 56 × 10 м.

 

Определяется возможная порожаемость защищаемого объекта в зонах при отсутствии молниезащиты.

 

  NА = [ ( В + 6 hх) ( А(А) + 6 hх) – 7,76hх2 ]  n 10-6   = [ ( 30 + 6 ∙9) ( 1,3+ 6 ∙ 9) – 7,7 ∙92 ] 6  10-6 = 0,2 ∙ 10-2 поражений   (160)

   NБ = [ ( В + 6 hх) ( А(Б) + 6 hх) – 7,76hх2 ]  n 10-6    = [ ( 30 + 6 ∙ 9) ( 1 + 6 ∙9) – 7,7  92 ] 6  10-6 = 2,3 ∙ 10-2  поражений.    (161)

    

В зоне молниезащиты Б количество поражений в год больше.

Ответ:   Параметры зон молниезащиты указаны на рис. 1.14.8.

           

   Для зоны А: А × В × Н = 1,3 × 28 × 9 м; NА = 0,1∙ 10-2 поражений.

   Для зоны Б:  А × В × Н = 1 × 28× 9 м; NБ = 2,3 10-2 поражений

 

 

                              

 

.

 

 

 

 

.

 

Рисунок - 3. Зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода

 

 

 

 

11.Список используемой литературы.

 

1. Правила установки электрооборудования.  Астана  2003.

2.Неклепаев Б.Н. и Крючков  И.П., Электрическая часть станций  и   подстанций, Москва «Энергоатомиздат» 1992.

3. Алиев И.И., Справочник  по электротехники и электрооборудованию, Ростов-на-Дону «Феникс» 2004.

4. Липкин Б.Ю., Электроснабжение  промышленных предприятий и установок, Москва «Высшая школа» 1994.

5.Методическое пособие  для курсового проектирования. Расчет  и проектирование схем электроснабжения. Шеховцов  2007г