 |
Расчет заземления подстанции
|
|
|
|
Все металлические части электроустановок нормально не находящиеся под напряжением, должны заземляться. Для заземления используются естественные и искусственные заземлители. В зависимости от необходимого сопротивления заземляющего устройства или допустимого напряжения соприкосновения, определяется число электродов.
Порядок расчета заземления: l = 5 м; а = 5 м; d = 12 мм; Rз = 4 Ом; t = 0.5 м; L = 210 м; ρ=400Ом·м
В сетях с незаземленной нейтралью заземляющее устройство заземлений подстанций высокого напряжения должно иметь сопротивление:
(3.1)
где UРАСЧ – расчетное напряжение принимаем 125 В, так как заземляющее
устройство используется также и для установок подстанции напряжением до 1000 В; IРАСЧ – полный ток замыкания фазы на землю.
Таким образом, в качестве расчетного сопротивления принимается сопротивление: r3 = 0,5 Ом.
Сопротивление искусственного заземлителя рассчитывается с учетом использования системы трос-опора. Это сопротивление Rn можно вычислить следующим образом по формуле:
(3.2)
где rC – сопротивление системы трос – опора.
См,
Ом.
Рекомендуемое для предварительных расчетов удельное сопротивление грунта в месте сооружения заземлителя для нашего грунта составляет 30 Ом×м. Повышающие коэффициенты Кr и КВ равны соответственно 3,5 и 1,5. Они определяются из таблиц [14] для горизонтальных протяженных электродов при глубине заложения 0,8 м и для вертикальных электродов при глубине заложения вершины 0,5..0,8 м.. В качестве вертикальных электродов применяются электроды, изготовленные из круглой стали диаметром 12 мм, длиной 5 м с одним отточенным концом. К ним присоединяются горизонтальные электроды – полосы 30´4 мм2, приваренные к верхним концам вертикальных.
|
|
|
Расчетное удельное сопротивление для горизонтальных электродов
rрасч.г = Кг×rгр 3.3)
где r гр – удельное сопротивление грунта.
rрасч.г = Кг×rгр=3,5×30=105 Ом×м,
rрасч.в = Кв×rгр=1,5×30=45 Ом×м,
Определим сопротивление растеканию одного вертикального электрода при погружении ниже уровня земли на 0,8 м
(3.4)
где l – длина вертикального электрода, равняется 5 м; d – диаметр вертикального электрода, равный 0,012 м; t – геометрический параметр, в данном случае равный l/2+0,8,м.
Определим примерное число вертикальных электродов при предварительном коэффициенте использования, принятом равным hв = 0,6:
(3.6)
Определим сопротивление растеканию горизонтальных электродов. Коэффициент использования соединительной полосы в контуре при числе электродов порядка 20 и отношении между расстояниями между вертикальными электродами и их длиной, равном 1 равен по таблицам h в =0,27.
Сопротивление растеканию полосы по периметру контура (l =296,4) равно:
(3.7)
где в = 30 мм – ширина полосы.
Ом.
Уточненное число вертикальных электродов определяется при коэффициенте использования h в =0,47, принятого при числе электродов порядка 18 и отношении расстояний между вертикальными электродами и их длине равном 1.
(3.8)
Окончательно принимаем 18 вертикальных электрода. Все соединения элементов заземляющих устройств, в том числе и пересечения, выполняются сваркой внахлест. У входов и выходов на территорию ОРУ должно быть обеспечено выравнивание потенциалов путем укладки двух полос на расстоянии 1 и 2 м от заземлителя на глубине 1 и 1,5 м соответственно. Расстояние от границ заземлителя до забора с внутренней стороны должно быть не менее 3 м. Число и месторасположения заземлителей представлены на рисунке 3.1
|
|
|
Молниезащита подстанции
На ПС 110/6,3 кВ трансформаторы, ОРУ, в том числе шинные мосты и гибкие связи, ЗРУ, маслохозяйство и другие взрывоопасные и пожароопасные сооружения должны быть защищены от прямых ударов молнии.
Порядок расчета молниеотводов:
Определяем активную высоту молниеотвода, задаваясь высотой молниеотвода:
h=30 м,
ha = h – hx = 30 – 10 = 19 м
Определяем зону защиты:
(3.9)
Установим 4 молниеотвода, так чтобы они накрывали всю теритoрию подстанции
Пожарная безопасность
Потенциальная опасность пожаров в производственных цехах существует постоянно и только благодаря надежным предупредительным мероприятиям пожары на производстве — явление редкое.
Такая опасность связана со сложностью производственных процессов, использованием легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, сжиженных горючих газов и твердых сгораемых материалов, эксплуатацией большого количества емкостей и аппаратов, в которых находятся пожароопасные продукты под давлением, а также с широким применением различного рода электроустановок.
Основными причинами пожаров являются нарушение технологических режимов, неправильное устройство или неисправность электрооборудования, конструктивные недостатки технологического оборудования и несоблюдение графиков их планово-предупредительного ремонта, искры при электро- и газосварочных работах и др. Поэтому при проектировании технологических процессов и оборудования особое место отводится обеспечению пожарной безопасности.
Для предотвращения пожаров необходимо, во-первых, предотвратить образование горючей среды и, во вторых, не допустить воспламенения этой среды (если она образовалась), т.е. исключить возможность воздействия на нее источников энергии. Кроме того, нужно принять меры к локализации пожара на случай его возникновения.
Предотвращение образования горючей среды достигается герметизацией газовых устройств (исключает возможность заноса воздуха в устройство и утечки газа); введением в горючие смеси флегматизирующих добавок (инертных газов, химически активных веществ и др.), если это возможно по условиям технологии; контролем сжигания топлива (например, использование автоматических устройств, прекращающих подачу горючего в случае погасания пламени горелок); хранением жидкостей под инертными газами или плавучими крышками, не оставляющими над жидкостью пространства, где могли бы образоваться паровоздушные смеси.
|
|
|
Предотвращение образования в горючей среде источников зажиганиядостигается, прежде всего, регламентацией исполнения и режима эксплуатации машин, механизмов и другого оборудования.
Для поддержания параметров процесса на заданном уровне широко используются автоматические приборы, которые сигнализируют об отклонениях от нормального режима и останавливают работу агрегатов при возникновении опасности (чрезмерное повышение давления, температуры и др.). Важно помнить и о том, из каких материалов изготавливаются изделия. Для ударных инструментов, например, применяют материалы, не дающие искр (бериллиевую и фосфористую бронзу, латунь, нержавеющую сталь), а при использовании искрящих материалов инструмент покрывают консистентной смазкой (тавотом, солидолом).Большую пожарную опасность в случае перегрузки проводов или короткого замыкания представляют электрические устройства.
Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) регламентированы условия безопасного применения электрооборудования. Это достигается разрешением применения во взрывоопасных зонах только взрывозащищенного электрооборудования (не допускающего воспламенения взрывоопасной среды), к которому предъявляются особые требования в отношении изоляции, электрических зазоров, материала оболочки, вводных устройств, кабельных коробок и муфт, заземляющих зажимов и т.д.
К возникновению искрового разряда может привести и накопление зарядов статического электричества, устранение которых достигается заземлением производственных устройств (газо- и пыле проводов, дробилок и т. д.), а также рядом других мер, таких как повышение электрической проводимости деталей, добавление проводящих веществ, добавление в жидкости специальных токопроводящих присадок и др. К числу мер, устраняющих статические заряды, относятся также повышение влажности воздушной среды или ионизации воздуха.
|
|
|
Для предотвращения распространения пожара на производственных объектах применяют различные огнепреграждающие устройства - огне-преградители, затворы, клапаны, заслонки. Действие огнепреградителей основано на гашении пламени в узких каналах, через которые оно не может распространяться. Эффективность огнепреградителей зависит в основном от диаметра каналов, в меньшей степени от их длины.
Принцип действия затворов - охлаждение горящей смеси, проходящей через слой жидкости, и насыщение ее парами испаряющейся жидкости (гидравлические затворы) или через слой твердых измельченных материалов (сухие затворы).
В целях локализации взрыва в конструкциях агрегатов предусматривают разрывные предохранительные мембраны. При повышении-давления сверх того, на которое рассчитана мембрана, она разрывается. Чтобы после разрыва мембраны не произошел подсос воздуха в агрегат, устанавливают крышку, которая автоматически закрывает образовавшееся отверстие.
Средства пожаротушения
Тушением называется процесс прекращения горения в результате воздействия на реакцию горения физическим или химическим методами с применением огнегасительных средств. К огнегасительным средствам относятся: вода в жидком и парообразном состоянии; пена, получаемая в результате химических соединений и механическим путем; инертные газы; специальные флюсы, галоидированные углеводороды; различные покрывала, изолирующие горячую поверхность от кислорода воздуха.
Вода обладает большой теплоемкостью, воспринимает от горящих веществ большое количество тепла и охлаждает горячую поверхность/При уменьшении температуры ниже воспламенения горение прекращается. Превращаясь в пар, вода затрудняет доступ кислорода воздуха к горящему материалу. При концентрации пара 35 % от объема, в котором происходит горение, горение прекращается. Струя большого напора дробит и забивает пламя, смачивая еще незагоревшие материалы; вода, охлаждая материалы, затрудняет их воспламенение.
Таким образом, вода является универсальным средством огнегаше-ния самого широкого применения. Однако вода применяется для тушения не всегда. Вследствие электропроводности воды ее нельзя применять для тушения пожара в электроустановках. Вода вступает в химическую реакцию с калием, натрием и кальцием, в результате выделяется водород, образующий с воздухом взрывоопасную смесь. При попадании воды на карбид кальция образуется взрывоопасный газ ацетилен, а на негашеную известь — тепло, способное воспламенять расположенные горючие материалы.
|
|
|
При попадании воды на раскаленные металлические поверхности возможно разложение воды на кислород и водород, механическое соединение которых создает взрывоопасную смесь. При тушении легковоспламеняющихся жидкостей последние всплывают на поверхность воды и продолжают гореть увеличивая размеры пожара. Огнегасительные пены получают при смешивании газов и жидкостей, в результате чего образуются пузырьки, внутр». которых заключены частицы углекислого газа. Пузырьки воздушно-механической пены содержат воздух.
Обладая малым удельным весом, пена всплывает на поверхность легковоспламеняющихся жидкостей и охлаждает наиболее нагретый верхний слой и прекращает поступление паров и газов в зону горения. Пена хорошо удерживается не только на горизонтальных поверхностях, но и на вертикальных, поэтому применяется и для тушения твердых веществ и защиты от нагрева и воспламенения.
Пена непригодна для водорастворимых жидкостей (спирт, ацетон, эфир), обладающих низким поверхностным натяжением и проникающих в пленку пены, вследствие чего вытесняется пенообразунлцее вещество и пена разрушается.
Пена непригодна для тушения пожара в электроустановках, так как она электропроводна, а также для тех веществ, с которыми она вступает в реакцию — натрия, калия, селитры.
Для тушения пожаров путем разбавления реагирующих веществ, снижения концентрации кислорода и отнятия тепла применяют инертные газы, не поддерживающие горение, обладающие большой теплоемкостью и малой теплопроводно,-., мо, например, углекислый газ, азот, аргон,гелий.
Углекислый газ неэлектропроводен и может применяться для тушения электроустановок, находящихся под напряжением.Азот используют в небольших помещениях для тушения жидкостей и газов, горящих пламенем, а также электроустановок. Не применяется, как и углекислый газ, при тушении веществ, способных тлеть, и волокнистые материалы. Твердая (снегообразная) обезвоженная углекислота при испарении с поверхности горящих объектов охлаждает их и понижает содержание кислорода в очаге пожара. Углекислотой нельзя тушить этиловый спирт, в котором углекислый газ растворяется, и вещества, способные гореть без доступа воздуха (например, целлулоид).Галоид ированные углеводороды в виде газов или легкоиспаряющихся жидкостей тормозят химическую реакцию горения, поэтому они являются эффективным средством тушения твердых и жидких горючих веществ, а также тлеющих материалов. Для тушения пожаров металлов (калия, лития, натрия, циркония, магния) применяют сухие огнегасительные порошки (на основе карбонатов и бикарбонатов натрия и калия).
Порошковыми огнетушителями, в зависимости от вида состава, можно тушить загорания металлов (составы ПСБ-3), горючих жидкостей и газов (состав П-1А), установок под напряжением до 1000 В.
|
|
|
