книги / Промывочные жидкости и тампонажные смеси
..pdfПосле несчастного случая измерениями были установлены значения тока, стекающего с провода в землю через беседку, /= 60 А и удельного сопротивлениягрунтар =200 Омм.
Требуется определить разность потенциалов между стойкой (си деньем)и столом. Эту разностьпотенциалов вданном случае можно считать напряжением прикосновения 6/прдля пострадавшего.
Литература [3,24].
К задаче 68.Смертельное поражение мальчикаэлектрическимтоком вметал лическойбеседке
а—общий,видбеседки;б—расположение несущихнагрузкустоекбеседки (видсверху)
Ответы |
60./*= 61 мА. |
||
53.U= 0;U= 226 В. |
|||
54. |
(/„„=3410 В. |
62.1Н—200мА; (/пр= 170 В. |
|
55. |
(/„„,=585 В; (/„„ =46 В; |
63. |
/*—101 мА; Uaf—101 В. |
£/пр,= 64 В; (/ш1= 180 В. |
64. |
/* 130мА; Uap—104 В. |
|
56./„,= 103 мА; /„= 53 мА. |
65.(/„„=250 В. |
||
57./А= 165 мА; /и= 33 мА. |
66. |
!„= 10мА. |
|
58.1„= 160мА; /и= 37 мА. |
67.1Н—520мА. |
||
59.1„= 208 мА. |
68.(/„„= 847 В. |
||
Тема8. Защитноезаземление
Задача 69. Навыделенном участкеземли во второй климатичес койзоне местности (табл. П.4) намеченосооружение группового заземлителя с использованием вертикальных стержневых и со единяющих их горизонтальных полосовых электродов. При этом верхниеконцы вертикальных электродов и горизонтальныеэлек троды погружены в землю наглубину /,=0,8 м.
Дано: длина и диаметр вертикального электрода Le= 4,2 м и d= 0,05 м соответственно; длина и сечение горизонтального элек трода4 = 50 ми 5= 4-40 мм соответственно; сопротивления рас теканию токас зондапри погружении его наглубину /2=5 м в раз ныхместах участка: г,=30 Ом, гг =26 Ом, г,=40 Ом, г4=22 Ом.
Требуется определить удельные сопротивления однородной земли для одиночныхвертикального и горизонтального заземлителей (электродов)ррв и рргс учетом климатической зоны местности.
С этой целью в четырех местах участка, на котором намечено сооружениезаземлителя, были измерены сопротивлениярастека нию токас одиночногозаземлителяметодом разового зондирова ния с помощью вертикального зонда (электрода). При этом глу бина погружения нижнего конца зонда составляла /2= 5 м, что соответствовало предполагаемой глубине погружения нижних концоввертикальныхэлектродовпроектируемого заземлителя.
Во время зондированияземлябыламалой влажности, количе ство осадков ниженормы.
Указания: коэффициент сезонности для однородной земли определяется по табл. П.5.
Литература [3, 13,24].
—-47
Кзадач е 69.Измерение сопротивления земли методом зондирования /—зонд;2 и 3—вертикальный и горизонтальный электродызаземлителя
Задача 70. Для строящейся понижающей трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ городской кабельной сети решено соорудить заземлитель контурного типа. Заземлительбудет содержать 10 вер тикальных электродов —отрезковугловой стали с b = 50 мм, дли ной каждый =3 м и горизонтальный электрод —стальную поло су сечением 4 • 20 =80 мм2, длиной Lr =50 м, соединяющую верти кальныеэлектроды.
На подстанции будут установлены два трехфазных трансфор матора, работающих параллельно при изолированных нейтралях со стороны высшего напряжения и глухозаземленных нейтралях со стороны 400 В.
Дано: |
протяженность питающей кабельной сети 10 кВ L = |
||
=40 км, |
воздушная сеть |
отсутствует; |
удельное сопротивление |
земли, измеренное при |
повышенной |
влажности земли, р =65 |
|
Ом м; расстояния между соседними вертикальными электродами а = 5 м; глубина погружения в землю верхнего конца вертикаль ного электрода и глубинапогружениягоризонтального электрода /=0,8 м.
Требуется: рассчитать сопротивление заземлителя с целью проверки его соответствия требованиям ПУЭ. При этом следует иметьв виду, что заземлительдолжен бытьпригоден для устано вок какдо 1000 В, так и выше 1000 В —вплотьдо 35 кВ, т.е. его сопротивление г, не должно быть выше 4 Ом в первом случае и 125//,< 10 Ом -4 еювтором (где/,—токзамыканияназемлю, А).
Расчетвыполнить методом коэффициентов использования по допустимому сопротивлению; земля—однородная.
Литература (3,13,25J.
• ------- •--------•--------•
15 000
Подстанция
| 10000]
4------- |
•-------- |
•-------- |
4 |
Кзадаче 70.Схема контурногозаземлителя понижающей трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ(красчету заземлителя)
Задача 71. Имеетсясхемасложного заземлителя в однослойной земле.
Составим условную расчетную модель (схему) этого заземли теля. Модель должна представлять собой горизонтальную квад ратную решетку из взаимнопересекающихся горизонтальных по лосовых электродов, атакже вертикально вбитых в землю по пе риметру решетки стержневых электродов. Она должна иметь практически такие же, как у действительной (предварительной) схемы заземлителя, параметры площадьS\ суммарную длину го ризонтальных электродов £г; количество п и длину LBкаждого вертикального электрода; глубину погружения вертикальных электродовв землю.
При этих условиях расчетная модель, будучи погруженной в однородную землю с расчетным удельным сопротивлением р, будетобладать сопротивлением г3, равным сопротивлению дейст вительной схемы заземлителя.
Дано: размеры действительной модели А= 15 м; В=29 м; С=20 м; D = 10 м; длина и количество вертикальных электродов LB=4 м, п =21 шт.; глубина погружения в землю верхнего конца вертикального электрода =0,8 м;удельноесопротивлениеземли р= 100 Омм.
Требуется:вычислитьсопротивлениезаземлителяи изобразить расчетную схему (модель) заземлителя, указав на ней соответ ствующиеразмеры.
Литература [3, 13,24]. |
|
|
D |
А |
С |
|
В
К задаче 71.Схема сложного группового заземлителя воднослойной земле (вид в плане)
Задача 72. Имеется сложный групповой заземлительв виде го ризонтальной квадратной решетки сквадратными ячейкамиоди накового размера. Решетка выполнена из полосовой стали без вертикальных электродов. Она погружена в землю параллельно своей поверхности наглубину /.
Дано: длинаодной стороны решетки (квадрата) 4s = 20 м; ко
личество ячееквдолькаждой стороны решетки т = 5;длинасто роны каждой ячейки b =4 м; глубинапогружениярешетки в зем лю /=0,8 м; земля однородная, еерасчетноеудельноесопротив лениер =80 Омм.
Требуется:вычислитьсопротивлениеэтого заземлителяг,. Литература (3,13,25].
Задача 73. Сооружается защитное заземлениес заземлителем в двухслойной землев видегоризонтальной квадратной решетки из
полосовой стали состороной 4s = 20 м. Решетка имеетквадрат
ныеячейки одинаковогоразмераd' d= 4 • 4 м. Поконтуру решет ки, в том числе в ееуглах, через каждые4 м размещено 20 верти кальных стержневых электродов.
Дано: удельноесопротивлениеверхнего и нижнегослоевземли р, = 100, р2= 50 Ом м; толщина (мощность) верхнего слоя земли А,=2 м;длинавертикального электродаLa=3 м;расстояниемеж ду вертикальными электродами а = 4 м; глубина погружения в землю верхнего конца вертикального электрода /в= 0,8 м; пло щадь, занимаемая заземлителем, S = 400 м2; ток замыкания на землю/,= 1705 А.
Требуется: определить сопротивление заземлителя г,; наи большее напряжение прикосновения к заземленному оборудова нию на территории, занимаемой заземлителем, £/пр, В; наиболь шую допустимую длительностьвоздействиятока начеловека, т.е. наибольшую выдержку времени максимальной токовой защиты по условиям безопасности, /,с.
Литература [3,25].
Задача 74. В двухслойной землесооружаетсясложный заземли тель в виде горизонтальной квадратной решетки с квадратными ячейками одинаковогоразмераb и равномерноразмещенными по контуру заземлителявертикальными электродами.
Дано: расчетные удельные сопротивления верхнего и нижнего слоев земли р„ = 160 Омм, р„ = 70 Омм; толщина (мощность) верхнего слоя земли h = 1,6 м; площадь, занимаемая заземлителем, S=625 м2; суммарнаядлинагоризонтальных электродовL{= =300 м;длина вертикальногоэлектрода L%=4 м; количество вер тикальных электродов п = 24; расстояние между вертикальными электродами а= 5 м; глубинапогруженияв землю верхнего конца вертикального электрода/,=0,7 м.
Требуется:определитьэквивалентноеудельноесопротивление земли для этого заземлителя р, и наибольший коэффициент на пряжения прикосновения а, для человека, находящегося натер ритории заземлителя.
Литература [3, 13,25].
К задаче 74.Копределениюэквивалентногоудельногосопротивлениядвух слойной землидля сложного группового заземлителя в виде горизонтальной пря моугольной решетки с равномерно размешенными по ее контурувертикальными электродами
а —вид в плане;б—видсбоку
Задача 75 (с решением). Вычислить сопротивление группового заземлителя в двухслойной земле, состоящего из вертикальных стержневых и горизонтальныхполосовых электродов.
Дано\ расчетные значения удельных сопротивлений верхнего и нижнего слоев земли р, = 150, р2= 50 Ом м; толщина (мощность) верхнегослоя земли И=2 м;длинавертикального электродаL%=4 м; глубина погружения в землю верхнего конца вертикального элек трода t=0,5 м.
Решение. Определяем по заданной предварительной схеме заземлителя (рисунки а и б к задаче) суммарную длину горизон тальных электродов LT= 650 м; количество вертикальных элек тродовп =36; площадь, занимаемую заземлителем, S =2250 м\ Составляем расчетную модель заземлителя в виде квадратной
решетки площадью S = 2250 м2и длиной одной стороны Js =
=47,43 м (рисунки вигк задаче).
Вычисляем количество ячеекнаодной сторонезаземлителя:
т = LJ{2js) - 1=650/(2V2250 )- 1=5,85 шт.
Принимаем т =6.
Уточненнаясуммарнаядлинагоризонтальных электродов
L,=2(m+l) Vs =2(6+1)47,43 =664 м. Длинастороны ячейки в модели
Ь= 4s /т= 72250 / 6 =7,9м. Расстояниемежду электродами в модели
а=475/л =472250 / 36 * 5 м. Суммарнаядлинавертикальных электродов
L„=nLa =36-4= 144 м.
Относительнаяглубинапогруженияв землю вертикального за землителя
=(£. +'.)/Vs =(4+0,5)/V2250 =0,0949.
Относительнаядлинаверхней части вертикального заземлите ля, т.е. части, находящейсяв верхнем слоеземли
Lm =(h - t)/Lu=(2 - 0,5)/ 4 =0,375.
Располагая значениями р, и р2, находим эквивалентное удель ноесопротивлениедвухслойной землирэ по формуле
р,=р,(р,/р,)*,
где р,/р2= 150/50 =3.
Поскольку 1< р,/р2< 10,значениек определяем изуравнения
к=0,43 (Z,0TH+0,272 \n{afl /LB) =0,43(0,375 +0,272 ln(5 V?/4)) =
=0,228;
p,=50-30228=64,5 Om-m. Сопротивлениезаземлителянаходим изуравнения
г=0,364р,/4s +р,/ (£, +LJ.
В итоге получаем искомоезначениесопротивлениязаземлителя г3=0,364-64,5 / V2250 +64,5 / (650+144)=0,58 Ом.
25 25
б
Щ
Js
К задаче 75.Сложный групповой заземлитель а,б—ввиде горизонтальной решетки неправильной формы с неравномерным
размещением вертикальных электродов;в,г—расчетная схема (модель) заземли теля вдвухслойной земле в виде горизонтальной квадратной решетки с квадрат ными ячейками одинаковогоразмера и равномерно размешенными по контуру сетки вертикальными электродами
Задача 76. При проектировании заземляющего устройства трансформаторной подстанции 110/35/10 кВ было решено в до полнение к искусственному заземлителю использоватьдва есте ственныхзаземлителя: первый —грозозащитныетросы наопорах отходящей от подстанции ВЛ электропередачи 110 кВ; второй — стальнаяобсаднаятруба неиспользуемого артезианского колодца, находящегосявблизи строящейсяподстанции.
Таким образом, заземляющее устройство подстанции будет иметь три параллельно работающих заземлителя (два естествен ных и один —искусственный) и должно обладать, согласнотре бованиям ПУЭ сопротивлением г,неболее0,5 Ом.
Дано: число опор ВЛ, несущих грозозащитные тросы, л0= 21; число тросов на опоре п^ = 2; тросы стальные, активное сопро тивлениетросагтр=3,2 Ом/км; длина пролета ВЛ Ln= 200 м;диа метр обсадной трубы d=0,1 м;длинапогруженной в землю части обсадной трубы Z,T= 14 м; сопротивление заземлителя каждой опоры ВЛ гоп= 15 Ом; земля однородная; расчетноеудельноесо противлениеземли с учетом сезонныхизменений = 190 Ом м.
Требуется определить сопротивлениекаждого естественного за землителя г,и гг и сопротивлениеискусственногозаземлителя г3.
Литература'.[3,13].
К задаче 76.Схема исполнения заземляющегоустройства,состоящего изтрех заземлителей —двухестественных и одного искусственного
/—грозозащитныетросы,заземленные черезметаллическиеопоры;2—обсадная трубаартезианского колодца;3—искусственный заземлительс вертикальными и горизонтальными электродами
Задача 77. На морских и речных судах широко используется электрическая энергия. Для защиты команды и пассажиров от опасности поражения электрическим током насудах применяют ся классические способы —защитное заземление, зануление, за щитноеотключение и др. При этом в качествезаземлителя насу дах с металлическим корпусом используется корпус судна, а на судах с деревянным, железобетонным и пластмассовым корпу сом —специальный медный или бронзовый лист(пластина)либо два листа толщиной 2—5 мм. Листы укрепляются на наружной поверхности подводной части обоих бортовсуднатак, чтобы лис ты оставалисьпогруженными в воду при любой осадке или крене судна.
Дано: сопротивление заземлителя (т. е. обеих пластин, вклю ченных параллельно) R = 4 Ом; соотношение сторон пластины b =2а\удельноесопротивлениеводы р =20 Ом м (река).
Требуется: определить площадьодной стороны и размеры од ной из двух одинаковых прямоугольных пластин-заземлителей, которыми необходимо оснастить судно сдеревянным, пластмас совым или железобетонным корпусом; при этом у каждой пла стины рабочей, т.е. заземляющей, является одна сторона, обра щеннаяк воде.
Указания: при вычислении сопротивлениязаземлителя—пла стины следует воспользоваться методом электростатической ана логии и выражением дляэлектрической емкости уединенной пло ской металлической пластины прямоугольной формы, располо женной в однородной среде(табл. П.2).
Литература [3,6,25].
К задаче 77.Размещение набортах корабля сдеревянным,пластмассовы или железобетонным корпусом металлических (медных,бронзовых) пластин,служа щих заземлителями корабельныхэлектроустановок