SU1363352A1

SU1363352A1 - Заземл ющее устройство

Info

Publication number: SU1363352A1
Application number: SU864069037A
Authority: SU
Inventors: Иосиф Майорович Грач; Владимир Александрович Мезгин; Юрий Александрович Маркин; Мисир Аширкулович Аширкулов; Михаил Наумович Файда
Original assignee: Фрунзенский политехнический институт
Priority date: 1986-03-26
Filing date: 1986-03-26
Publication date: 1987-12-30

Abstract

Изобретение относитс к электроэнергетике и может быть использовано при заземлении электроустановок с большими замыкани ми на землю, размещенных на небольших площадках. Цель изобретени - уменьшение объема земл ных работ и снижение величины сопротивлени заземлени при сохранении услови наилучшего выравнивани потенциала и наименьшего напр жени прикосновени в зоне заземл ющего устройства. Устройство содержит заземлитель кольцевой формы, располагаемый горизонтально, и со- осный с ним вертикальньм цилиндрический электрод, наход щиес под одинаковым потенциалом. Цель достигаетс расположением вертикального . электрода и выбором величины заглубп лени заземлител кольцевой формы. 1 ил., 5 табл. S со 05 00 со СП Ю

Description

Изобретение относитс к электроэнергетике , а именно к заземл ющим устройствам электроустановок с большими токами замыкани на землю, размещенным на небольших площадках.

Цель изобретени - уменьшение объема земл ных работ и снижение величины сопротивлени заземлени пр сохранении услови наилучшего вырав- ниванн потенциала и наименьшего напр жени прикосновени в зоне заземл ющего устройства.

На чертеже схематично представле - но заземл ющее устройство.

Устройство содержит кольцевой заземлптель 1, с которым с помощью изолированного токопровода 2 соединен вертикальный соосный электрод 3. Отношение глубины залегани кругового контура к его радиусу находитс в пределах 0,25-0,3.

Длительное протекание токов короткого замыкани через тело опоры в сет х с незаземленной нейтралью приводит к возникновению опасных напр жений прикосновени и шага, а в некоторых случа х и к разрушению фун- мента. В сет х с заземленной нейт- р.алыо при использовании системы трос - опоры в качестве естественных заземлите;лей подстанций также существует опасность возникновени опасных напр лсений у опор. Поэтому с ротором сетевого строительства вопрос оСЗеспечепи электробезопасности приобретает важное значение. Это относитс к железобетонным опорам, дл которых характерны высокие сопротивлени растекашпо и более неблаго- полученые распределени потенциалов.

В естественных услови х сопротивлением запщтного сло бетона можно, пренебречь, поэтому фундамент железобетонной опоры можно рассматривать как цилиндрический заземлитель с размерами заглубленной в землю части . С точки зрени рационального ис-

пользовани металла, минимума земл - §0 Делах приДЬ 0,05 Н На

ных: работ и услови обеспечени достаточно низкого сопротивлени заземлени при наилучшем выравнивании потенциала на поверхности земли наиболее рациональной вл етс конструк- ци заземлител , котора обеспечивает также и наименьшее напр жение прикосновени . Эта конструкци обеспечивает одновременно- и достаточно

большую механическую устойчивость опоры линий элеткропередач, если кольцевой заземлитель 1 жестко св - зан с вертикальным цилиндрическим электродом 3.

Оси симметрии вертикального и горизонтального электродов совпадают, .основание опоры имеет радиус г и

длину Н, а кольцевой электрод имеет радиус R и расположен на глубине h от поверхности земли. Вс конструк- Щ1Я заземлител вл етс осесиммет- ричной, а его электрическое пол.е плоскомеридианным . Потенциалы электродов равны.

Простым согласно изобретению вл етс расчет заземл ющего устройства , основанный на использовании метода граничной коллокации (ГК) в сочетании с методом эквивалентных зар дов ГМЭЗ или с представлени ми потенциала в виде, интегралов с произвольными подынтегральными функци ми . Интегральное выражение потенциала , у которого подынтегральна функци представл ет собой распределение потенциала вдоль оси симметрии системы электродов, позволило выполнить расчет пол кольцевого заземлител .

Получено оптимальное соотношение глубины расположени контура и его

, h п -Г1 радиуса h --- - U,/l, при кото

R

ром происходит наилучшее выравнивание потенциала на поверхности земли .

С помощью программы на ЭВМ был выполнен расчет потенциала и проводимости заземлени дл наиболее используемых на практрше значений

, 1 ;0,2;0,3м; ,8; 1,3;, 1,8.м; Н 2; 2,5; 3 м. Потенциал на поверхности земли определ лс в пределах интервала г, г 4R при иг const 0,16 м. Дл каждого из значений г, ,R,H мен лась глубина расположени кольцевого -электрода в препечать вьшодились все значени потенциала на поверхности земли и проводимости заземлени дл тех значений h, при которых наибольшее прира- 5 щение потенциала иU- (U;- U.,.) на рассто нии дг быпо минимальным. Так как условие &и..„., наблюдалось

ПгНД КО

везде вблизи электрода, то вьтолне- ние этого услови обеспечивает наи3

меньшее значение напр жени прикосновени . Совместный анализ полученных данных позволил определить оптимальные соотношени геометрических параметров заземлител , при которых получаетс наилучшее выравнивание потенциала при наименьшем сопротивлении заземлени ,

В табл.1 приведены значени

Ь -- опт R

, при которых выполн етс

Макс мин

Эти значени пра мен ютс при изменении

условие тически не Н в пределах 2 iH 53, слабо завис т от изменени г в пределах , 6 0,3 и мен ютс более значительно при изменении R в пределах 0,8 ,8.

Таким образом, отношение глубины залегани контура к его радиусу следует выбирать в пределах д„г

h

- 0,25-0,3.

Это означает, чтоучет проводимости фундамента опоры позвол ет получить более экономичную конструкцию заземлител , чем это предлагаетс в прототипе при h 0,71, так как при этом уменьшаетс глубина заложени кольца, а следовательно , и объем земл ных работ, причем уменьшаетс и сопротивление заземлени .

В табл.2 приведены значени (Ь4,пкс)м«н иб,,- Как видно из табл.2, наименьшие:значени напр жени прикосновени и сопротивлени заземлени получаютс при наибольших значени R и Н. При этих значени х выполн етс и наилучшее выравнивание потенциала на поверхности земли.

В табл.3 в качестве примера приведены значени

и(г) дл

Н 3 м, R 1,8 м при Гд 0,1 м.

Как видно из табл.3, в интервале 1,03 г 1,96 перва цифра у U(r) остаетс посто нной.

Так как из веех рассмотренных значений параметров заземлител дл этого интервала это единственный случай, то можно утверждать, что при этих значени х параметров в рассматриваемой подобласти на поверхности земли происходит наилучшее вырани- вание.

Дл дополнительной проверки правильности расчетной программы были вьтолнены расчеты проводимости зазем

при

R г

Когда у заземлнтел имеетс только вертикальный электрод , то расчет G может быть вьшол- нен по точной формуле.

В табл. 4 приведены сравнительные

значени G , рассчитанные по разработанной программе и по точной формуле . Наибольша погрешность сравнени

не превышает 2%. Сравнение расчетных значений сопротивлений с резу-пьтатами модельных экспериментов в электрической ванне показьшает, что относительные ошибки метода лежат в

пределах 10-2,8% и в среднем составл ют 6,3%. Это означает, что предлагаема методика расчета имеет достаточно высокую дл практики точность. Табл.5 содержит данные дл средней

удельной проводимости заземлител

G гсред

ного значени приращени потенциала

и среднего экстремаль5

5

0

5

0

5

uU,«,p (

макс мин. с ред

Как видно из табл. , ди, ред достигает своих минимальных значений, а максимальных в интервале h 0,25 - 0,3, причем при h 0,26 наблюдаетс наименьшее значе0 ние ли, д и наибольшее (5, сред Р этого интервала.

из

т.е.

выходе

при h 0,24; 0,31 значени йЦсред

резко увеличиваетс , аС, рд уменьшает с .

Claims

Предлагаемое устройство обеспечи- вает уменьшение объема земл ных работ и низкое значение сопротивлени заземлени при наилучшем выравнивании потенциала на поверхности земли (над горизонтальным кольцевым зазем- лителем и наименьшем значении напр жени прикосновени . Кроме того, повышаетс механическа прочность опоры линий электропередач. Формула изобретени

Заземл ющее устройство, содержащее кольцевой заземлитель, заглубл емый в грунт, и соединенньй с ним электрически вертикальный электрод, отличающеес тем, что, с целью уменьшени объема земл ных работ и снижени величины сопротивлени заземлени при сохранении наилучшего выравнивани потенциала и наименьшего напр жени прикосновени в зоне заземл ющего устройства, величина заглублени кольцевого заземлител относитс к его радиусу

0,30

Таблица I

г0,1

5(r).

0,260,41

0,57

0,72

0,88

Табл цаЗ 1,031,19

0,87024 0,80630 0,76518- 0,73622 0,71502 0,69922 0,68711

1,34 1,50 1,65 I.,81

и(г) . 0,67694 0,66042 0,65252 0,63235 0,60520 0,57334 0,54013 0,50805

2,58 2,74 2,89 3,05

(5(г) . -Р- 0,47830 0,45123 0,42678 0,40471 0,38476 0,36667 0,35020 0,33516

3,82 3,98 4,13 4,29

0(г) . SiEi 0,32137 0,30868 0,20697 0,28612 0,27605 0,26666 0,25790 0,24970

5,06 5,22 5,37 5,53

U(t) - 0,24201 0,23479 0,22798 0,22157 0,21550 0,20976 0,20432 0,19916

Показатель

G.

0,10,20,30,1 0,2

3,4|4,19 4,85 ° 4,01 4,8

G,p3,474,23 4,854,09 4,945,61 4,68 5,62 6,35

Показатель

0,3

0,31

0,24I 0,25I 0,26 0,29

г,- 0,2-0,3 MjH - 2,5 - 3 м;R 0,8 - 1,8 м

iU.

r«A

cpeA

0,101406 0,089903 0,087874 0,089102 0,090405 0,109092 6,209 6,798 6,823 6,819 6,766 6,251

0,72

0,88

Табл цаЗ 1,031,19

1,96

2,12

2,27

2,43

3,20

3,36

3,51

3,67

4,44

4,60 4,75

4,91

5,68 5,84

5,99

6,15

Таблица4

2.5

ri::z:

0,30,1 0,20,3

I

5,58 4,60 5,54 6,29

Таблицей

0,3

0,31