Задача 3.
Грозовой разряд произошел в столб телеграфной линии, расположенной на расстоянии от ВЛ напряжением. Высота подвеса проводов на опорах ВЛ, стрела провеса проводов. Зарегистрированная величина тока.
Определить:
1. Величину индуктированного перенапряжения на проводах высоковольтной линии.
2. Кратность перенапряжения.
Таблица 3.1 - Параметры разряда молнии и телеграфной линии.
20 |
15 |
14 |
4 |
5 |
Решение:
При разряде в землю или соседний объект на проводах возникает только индуктированное напряжение:
Величина коэффициента принимается равной 25-30 Ом.
Средняя высота подвеса проводов ВЛ в пролете определяется как:
; .
Так как индуктированное напряжение можно принять одинаковым для всех трёх проводов и учитывая, что оно действует на фазную изоляцию линии, определяется кратность перенапряжения по отношению к фазному напряжению:
;
Задача 4.
Выполнить расчет молниезащиты для здания производственного назначения шириной SЗ, длиной Lз и высотой hЗ отдельно стоящими молниеотводами с заданными типами заземлителей (в соответствии с методикой РД 34.21.122-87).
Известно удельное сопротивление грунта . По условиям электромагнитной совместимости требуется соблюдение допустимых расстояний по воздуху от молниеотводов до здания (РД 34.21.122-87, п. 2.3).
Требуется:
Определить класс пожаро- или взрывоопасности здания.
Рассчитать ожидаемое количество поражений молнией в год защищаемого объекта.
Определить тип зон и категорию молниезащиты.
Рассчитать допустимое расстояние по воздуху от молниеотводов до здания.
Выбрать место расположения и тип молниеотводов на основе технико-экономического сравнения двух вариантов исполнения молниезащиты – с одиночным стержневым молниеотводом и с двойным стержневым молниеотводом.
Рассчитать зоны защиты молниеотводов для двух вариантов исполнения молниезащиты.
Начертить разрезы защищаемого объекта по линии расположения молниеотводов с указанием вертикальных сечений зон защиты для двух вари антов исполнения молниезащиты.
Начертить планы защищаемого объекта с указанием горизонтальных сечений зон защиты на высоте hЗ для двух вариантов исполнения молниезащиты.
Таблица 4.1 - Исходные данные.
Назначение здания |
|
|
|
Расположение здания |
|
Тип заземлителя молниеотвода |
Подстанция закрытого типа |
24 |
30 |
18 |
Тюмень |
80 |
Железобетонный подножник |
Решение:
Определение класса пожаро- или взрывоопасных зон.
По классу взрывоопасной зоны объект относится к установкам класса В-IIа – зоны, расположенные в помещениях, в которых опасные состояния, указанные для зон класса В-II не имеют места при нормальной эксплуатации, а возможны только в результате аварий или неисправностей.
Ожидаемое количество поражений объекта молнией в год:
где h - наибольшая высота здания или сооружения, м; S, L - соответственно ширина и длина здания или сооружения, м; n - среднегодовое число ударов молнии в 1 км2 земной поверхности (удельная плотность, ударов молнии в землю) в месте нахождения здания или сооружения.
-
Мето расположения объекта
Среднегодовая продолжительность
гроз, ч
Плотность ударов молнии в землю, 1/км2год
Тюмень
40-60
4,0
Объект относится к II-й категории молниезащиты, здания и сооружения, или их части, помещения которых относятся к зонам классов В-Iа, В-Iб, В-IIа тип зоны защиты – зона Б (при , в местностях со средней продолжительностью гроз 10ч в год и более).
На основании анализа конструкции защищаемого объекта выбирается тип молниезащитного устройства – двойной стержневой молниеотвод.
Выбирается зона защиты Б (для здания II-й категории при ожидаемом количестве поражений молнией в год N≤1).
Для зданий и сооружений высотой не более 30 м наименьшее допустимое расстояние SB, м, равно: при ρ< 100 Омм для заземлителя любой конструкции SB = 3 м.
Расчет двойного стержневого молниеотвода.
При высоте здания , принимается высота заземлителей над уровнем земли.
С учетом наименьшего допустимого расстояния от заземлителя до здания расстояние между двумя стержневыми молниеотводами:
.
Для двойного стержневого молниеотвода определяются параметры зоны защиты Б (при условии ).
Высота средней части двойного стержневого молниеотвода:
где - высота вершины конуса стержневого молниеотвода (для зоны защиты Б).
Радиус защиты на уровне земли:
Радиус защиты на высоте защищаемого объекта:
Ширина средней части зоны двойного стержневого молниеотвода на высоте защищаемого объекта:
Ширина средней части зоны двойного стержневого молниеотвода на уровне земли: .
По результатам расчетов изображается зона защиты двойного стержневого молниеотвода (рис. 4.1).
Рисунок 4.1 – Зона защиты двойного стержневого молниеотвода.
Расчет одиночного стержневого молниеотвода.
При высоте здания , принимается высота заземлителей над уровнем земли.
Для зоны Б высота одиночного стержневого молниеотвода определяется по формуле:
Рассчитываются параметры зоны защиты Б одиночного стержневого молниеотвода.
;
Рисунок 4.2 - Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода.