При проектировании генерирующих установок особое внимание уделяется системам электробезопасности, таким как заземление и молниезащита. В Технический Центр ZANDZ поступил запрос на расчёт систем молниезащиты и заземления газопоршневой установки, рассмотрим предложенное решение.
Исходные данные:
1. Объект: Газопоршневая установка 1500 МВт.
2. Размеры защищаемого объекта: 16 м х 8 м х 5,3 м.
3. Удельное сопротивление грунта, принятое для расчетов – 150 Ом*м.
Задача:
1. Рассчитать систему внешней молниезащиты.
2. Рассчитать заземляющее устройство сопротивлением не более 4 Ом.
Решение:
Мероприятия выполнены в соответствии с:
- ПУЭ 7-е изд. «Правила устройства электроустановок» (далее ПУЭ);
- СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» (далее СО);
- РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений» (далее РД).
Объект относится к 2-й категории. Необходимая надежность системы не менее 0,95.
Комплекс мероприятий по обеспечению необходимых требований к системе молниезащиты и заземлению газопоршневой установки представлен следующими решениями:
-
Молниезащита объекта выполнена при помощи молниеприемников-мачт высотой 12 м, которые устанавливаются на расстоянии не менее 3 м от защищаемого объекта по краям.
-
В качестве вертикального заземлителя используются стальные омеднённые заземлители длиной 3 м.
-
В качестве горизонтального заземлителя используется омеднённая стальная полоса сечением 30х4 мм, объединяющая все вертикальные электрод. Расстояние до фундамента объекта - не менее 1 м. Заглубление проводника 0,5 - 0,7 м.
-
Согласно ПУЭ, п.1.7.55 - Заземляющие устройства защитного заземления электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категорий этих зданий и сооружений, как правило, должны быть общими.
-
При наличии ж/б конструкций их необходимо присоединить к токоотводам/заземляющему устройству.
-
Подключение к заземляющему устройству (внешнему и внутреннему) выполняется при помощи зажимов ZZ-005-064.
Итоги расчета зоны защиты в соответствии с СО:
Молниеприемник-мачта №1 - 2 (ZZ-201-012):
h = 12 м;
Высота конуса согласно СО табл. 3.4:
h0 = 0.8*h = 9.6 м;
Радиус конуса согласно СО табл. 3.4:
r0 = 0.8*h = 9.6 м:
Расстояние между молниеприемниками (максимальное):
L = 22 м;
Предельное расстояние между молниеприемниками, согласно СО, табл.3.6:
Lmax = 4.75*h = 57 м;
L0 = 2.25*h = 27 м;
Высота провеса отсутствует.
Для зоны защиты требуемой надежности радиус rсx на высоте h0 =5,3 м определяется:
Итоги расчёта, проведенного с помощью программного обеспечения, разработанного ОАО «Энергетический институт им. Г.М.Кржижановского» (ОАО «ЭНИН»):
Плотность разрядов молнии в землю – 4 ударов/кв. км в год;
Полное число ударов в систему – 0,024 (раз в 42 года);
Суммарное число прорывов – 0,000021 (раз в 47619 лет);
Надежность системы – 0,99913;
Вероятность прорыва во все объекты системы – 0,00087.
Расчет сопротивления заземляющего устройства:
Сопротивление вертикального электрода:
где ρэкв – эквивалентное удельное сопротивление грунта - 150 Ом·м;
L – длина вертикального электрода - 3 м;
d – диаметр вертикального электрода - 0,014 м;
T – заглубление - расстояние от поверхности земли до заземлителя - 2 м;
где t – заглубление верха электрода - 0.5 м
Сопротивление горизонтального электрода:
где ρ – удельное сопротивление грунта - 150 Ом·м;
b - ширина горизонтального электрода - 0.03 м;
h - глубина заложения горизонтального проводника - 0.5 м;
Lгор – длина горизонтального электрода - 60 м.
Полное сопротивление заземляющего устройства:
где n – количество комплектов, вертикальные заземлители - 10 шт., горизонтальный заземлитель – 1 шт. ;
Kисп – коэффициент использования, 0,69.
Расчетное сопротивление заземляющего устройства составляет 3,7 Ом.
Размещение оборудования показано на рисунке 1.
Рисунок 1 – Расположение оборудования.
Перечень оборудования и необходимых материалов приведен в таблице 1.
Таблица 1 – Перечень потребности материалов.
| № | Артикул | Наименование | Количество, шт. | Масса ед., кг. | Примечание |
| 1. | ZZ-201-012 | ZANDZ Молниеприемник вертикальный 12 м (оцинк. сталь; с закладными под фундамент) | 2 | ||
| 2. | ZZ-001-065 | ZANDZ Штырь заземления омедненный резьбовой (D14; 1,5 м) | 20 | 2,00 | |
| 3. | ZZ-002-061 | ZANDZ Муфта соединительная резьбовая | 11 | 0,08 | |
| 4. | ZZ-003-061 | ZANDZ Наконечник стартовый | 10 | 0,07 | |
| 5. | ZZ-004-060 | ZANDZ Головка направляющая для насадки на отбойный молоток | 4 | 0,09 | |
| 6. | ZZ-006-000 | ZANDZ Смазка токопроводящая | 2 | 0,10 | |
| 7. | ZZ-008-000 | ZANDZ Насадка на отбойный молоток (SDS max) | 1 | 0,50 | |
| 8. | ZZ-005-064 | ZANDZ Зажим для подключения проводника (до 40 мм) | 16 | 0,312 | |
| 9. | ZZ-007-030 | ZANDZ Лента гидроизоляционная | 6 | 0,40 | |
| 10. | GL-11075-20 | GALMAR Полоса омеднённая (30*4 мм / S 120 мм²; бухта 20 метров) | 1 | 0,98 | Вес за 1 м |
| 11. | GL-11075-50 | GALMAR Полоса омеднённая (30*4 мм / S 120 мм²; бухта 50 метров) | 1 | 0,98 | Вес за 1 м |
У вас возникли вопросы по молниезащите и заземлению газопоршневой установки? Обращайтесь в Технический Центр ZANDZ!
Смотрите также:
