Инструкционные карты лабораторных и практических работ (стр. 6 )

Током замыкания на землю называется ток, стекающий в землю через место замыкания.

В электроустановках напряжением выше 1000 В с глухозаземленной нейтралью в качестве расчетного можно принять ток, вычисленный по приближенной формуле:

где UЛ - линейное напряжение сети, кВ;

lк. л. - длина электрически связанных кабельных линий, км;

lв. л - длина электрически связанных воздушных линий, км.

(А)

1.2. Определение требуемого сопротивления заземляющего устройства.

Определим  требуемое  (нормируемое)  значение  сопротивления  заземлителя.  Для электроустановок напряжением выше 1000 В при малых токах замыкания на землю (менее 500 А) согласно ПУЭ требуемое значение сопротивления заземлителя составляет:

Ом

1.3 Определение требуемого сопротивления искусственного заземлителя. Чтобы сэкономить средства частично используется естественный заземлитель. Тогда сопротивление искусственного заземлителя определяется следующим образом:

(для параллельного соединения Rи и Rе)

где Re - сопротивление растеканию тока естественных заземлителей, Ом.

Ом

В качестве естественных заземлителей рекомендуется использовать проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывчатых газов и смесей, металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящихся в соприкосновении с землей, другие металлоконструкции, расположенные в грунте. Естественные заземлители соединяются с магистралями заземлений не менее чем двумя проводниками в разных местах. Сопротивление току растекания естественных заземлителей определяют либо с помощью измерений, если представляется такая возможность, либо расчетным путем.

Выбор типа заземляющего устройства

На основании исходных данных (о территории, на которой возможно размещение заземляющего устройства, величине тока замыкания на землю, требуемом сопротивлении естественного заземлителя, удельном сопротивлении грунта) выбираем тип заземляющего устройства - контурный.

Обычно заземлители состоят из вертикальных электродов, соединенных с горизонтальными с помощью сварки. Вертикальные электроды закладывают вместе с фундаментом здания на некотором расстоянии друг от друга (отношение расстояния между вертикальными электродами к их длине а/lв=1-3). Выбираем стержни диаметром 12 мм и длиной 5 м. В качестве горизонтальных электродов для связи с вертикальными применяем прутки диаметром 14 мм. Корпуса заземляющего оборудования присоединяют к магистрали заземления, проложенной внутри здания и присоединенной к заземлителю. 

Расчет количества заземлителей

Для расчета выносных и простых по конструкции контурных заземлителей применяют метод коэффициентов использования электродов, учитывающий однородную структуру земли.

Определим расчетное удельное сопротивление земли св, для вертикальных электродов:

- удельное сопротивление земли 

- коэффициент сезонности, который при использовании вертикальных электродов длиной 5 м для III климатической зоны составляет 1,2.

Ом·м.

Определим расчетное удельное сопротивление земли сг, для горизонтальных электродов:

где - удельное сопротивление земли равное 192 Омм

- коэффициент сезонности, который при использовании вертикальных электродов длиной 5м для III климатической зоны составляет 1,2.

Ом·м

Определим сопротивление растеканию тока одного вертикального заземлителя (рис.1):

Rв=7,13 ∙св/2р∙lв

где lВ - длина вертикального электрода, равная 5 м;

коэффициент 7,13  определяется размерами электрода

  Rв=7,13 ∙210/2р∙5 = 47,7 Ом

Определим необходимое количество вертикальных электродов (соединены параллельно):

Округлив полученное количество электродов до целого числа, получим n=15. Определим  расстояние между вертикальными электродами  при расположении вертикальных электродов по контуру:  а = lг /n

где lг - длина  горизонтального  электрода,  lг  в 1,1 раза больше периметра и равна 

lг =1,1∙2 (L+B) = 1,1∙2 (18+18) =79 м  тогда а = 79/15 = 5,3 м

Рис. 1. Одиночный вертикальный электрод в земле

Определим сопротивление растеканию тока горизонтального электрода (рис.2):  Rг=3,9 ∙сг/2р∙lг

  Рис. 2. Одиночный горизонтальный электрод в земле.

  Таким образом:  Rг = 230,4∙3,9/2р∙79 = 1,8 Ом

Рассчитаем эквивалентное сопротивление растеканию тока группового заземлителя:

где - коэффициент использования вертикального электрода, равный 0,5;

- коэффициент использования горизонтального электрода, равный 0,26.

Ом

Полученное сопротивление растеканию тока группового заземлителя не превышает требуемое, т. е. Rrp < RИ (3.1 < 3.2). Следовательно, меры электробезопасности соблюдены. В случае, если Rгр>Rи, увеличиваем количество вертикальных заземлителей и соответственно длину горизонтального электрода lг.

Построение схемы расположения заземлителей трансформаторной подстанции. 

  Используя данные о количестве заземлителей, расстояниимежду электродами и размерах здания, строим в масштабе схему расположения заземлителей (рис. 3.)

  Рис. 3. Схема расположения заземлителей

5. Содержание отчета.

  Отчет должен содержать

Наименование, цель работы, вариант, исходные данные. Расчет параметров по пунктам с указанием формул. Схему  расположения заземлителей трансформаторной подстанции. 

Инструкционная карта практической работы № 10

Определение мест повреждения в кабельных линиях

Цель работы:

Углубление знаний по вопросам выявления причин повреждаемости кабельных линий и приобретение умения отыскания мест повреждения в кабелях.

Задание: Описать методы определения мест повреждения кабелей и начертить схему одного из методов.

Рекомендации преподавателя (алгоритм действий): 

1. Изучить теоретический материал по методам определения мест повреждения кабелей, используя  учебное пособие , Сибикин , эксплуатация и ремонт электрооборудования промышленных предприятий и установок,  § 71 (предоставляется преподавателем).

2. Выписать характеристики методов по форме таблицы 1 отдельно для относительны и абсолютных методов:

3. Выполнить эскиз или чертеж-рисунок,  показывающий принцип работы одного из методов согласно своему варианту (таблица 2.).

4. Оформление отчета

Контрольные вопросы:

1. Почему на практике для поисков места повреждения кабельных линий используется несколько методов различных по своему принципу работы?

2.  Суть понятия «заплывающий пробой».

3.  Какие действия необходимо произвести перед началом определения места повреждения на линии?

Таблица 1.

Описание и физическая характеристика метода	Выбор метода, область и условия его применения

Таблица 2.

Номер варианта	Метод определения мест повреждений
1	Индукционный метод
2	Метод петли
3	Метод емкости
4	Акустический метод
5	Метод колебательного разряда

Инструкционная карта практической работы № 11

Определение неисправностей силовых трансформаторов

Цель работы: обнаружение дефектов силовых трансформаторов и проведение анализа неисправностей электрооборудования.

Задание:

Вариант 1. Используя прилагаемый материал, изучить возможные повреждения обмоток трансформатора. Составить таблицу по форме:

Наименование повреждения	Причина повреждения	Признаки неисправности	Опыт, подтверждающий наличие повреждения	Устранение повреждения

Вариант 2. Используя прилагаемый материал, изучить возможные повреждения магнитопровода трансформатора. Составить таблицу по форме: