ДОДАТОК А
(довідковий)
Порядок оцінювання різниці потенціалів між заземлювальною системою грозозахисту та захисною заземлювальною системою
А.1 Щоб оцінити різницю потенціалів між заземлювальною системою грозозахисту та захисною заземлювальною системою, яка виникає внаслідок протікання струму блискавки в ґрунті, використовують розрахункову модель.
Для побудування розрахункової моделі використовують такі елементи:
модель ґрунту, у якому відбувається процес розтікання струму блискавки.
модель заземлювальної системи грозозахисту;
модель захисної заземлювальної системи;
розрахункове значення струму блискавки.
А.2 Єдиним параметром моделі ґрунту, у якому відбувається процес розтікання струму блискавки, є еквівалентний питомий опір ґрунту з неоднорідною структурою ρе, тобто питомий опір ґрунту з однорідною структурою, у якому опір заземлювального пристрою має те саме значення, що й у ґрунт з неоднорідною структурою.
Якщо відомі параметри багатошарової структури ґрунту, то еквівалентний питомий опір ρе визначається за формулою:
де ρе питомий опір iтого шару ґрунту з неоднорідною структурою, Омoм;
hi товщина iтого шару ґрунту з неоднорідною структурою, м;
товщина еквівалентного шару ґрунту з однорідною структурою, м.
Величина hе повинна співпадати з ділянкою ґрунту, яка ефективно бере участь у відводі струму від заземлювачів. Ця ділянка повинна бути відповідна з середньому радіальному розміру заземлювального пристрою, або розміру окремих його елементів. Для горизонтального заземлювача hе дорівнює 1/6 його більшого габаритного розміру. Для вертикального заземлювача hе дорівнює його глибині. За наявності заземлювачів обох типів hе буде дорівнювати більшому з цих двох значень.
А.3 Основним елементом заземлювальної системи грозозахисту є штучний заземлювач, який являє собою приблизно прямокутну сітку з більшою стороною а та меншою стороною b з відношенням сторін a/b<2. Розмір ячейки цієї сітки повинен бути меншим а/6. Параметрами моделі заземлювальної системи грозозахисту слід прийняти її опір Rг та еквівалентний радіус rе1.
Оцінку опору моделі системи заземлення грозозахисту Rг визначається за формулою:
деде Sг площа, яку займає заземлювач заземлювальної системи грозозахисту.
Еквівалентний радіус це радіус круга, площа якого дорівнює площі, яку займає заземлювач заземлювальної системи грозозахисту. Еквівалентний радіус заземлювача заземлювальної системи грозозахисту rе1 визначається за формулою:
А.4 Параметрами моделі захисної заземлювальної системи слід прийняти її опір Rз та еквівалентний радіус rе2.
Значення опору захисної заземлювальної системи Rз визначають за результатами виміряння, за результатами розрахування з урахуванням її конструктивного виконання або за результатами оцінення. Оцінку опору моделі захисної заземлювальної системи Rз визначається за формулою:
де Sз площа, яку займає заземлювач захисної заземлювальної системи. Еквівалентний радіус заземлювача захисної заземлювальної системи rе2 визначається за формулою:
А.5 Напруга, яка виникає між місцем уведення струму блискавки до захисної заземлювальної системи і зоною нульового потенціалу U3 визначається за формулою:
U3=IбR3, (А.6)
де Іб струм блискавки, який дорівнює 20000 А.
А.6 Напруга, яка виникає між місцем розташування заземлювальної системи грозозахисту і зоною нульового потенціалу внаслідок протікання струму блискавки Ur визначається за формулою:
де l відстань 20 м.
А.7 Різниця потенціалів між заземлювальною системою грозозахисту та захисною заземлювальною системою Uгз визначається за формулою:
Uгз=UгUз (А.8)
А.8 Приклад оцінювання різниці потенціалів між заземлювальною системою грозозахисту та захисною заземлювальною системою типового будинку газоперекачувальних агрегатів.
А.8.1 Необхідно оцінити різницю потенціалів між захисною заземлювальною системою будинку газоперекачувальних агрегатів та заземлювальною системою грозозахисту його шафи керування. Фундамент споруди газоперекачувальних агрегатів розміром 16 м 50 м і глибиною 3,4 м виконано з монолітного залізобетону. На відстані 2 м від фундаменту прокладено штучний заземлювач на глибині 0,6 м.
У місцевості розташування споруди газоперекачувальних агрегатів з вірогідністю 80% амплітуда струму блискавки складає 20 кА. Тривалість головної стадії імпульсу струму блискавки не перевищує 100 мкс. А.8.2 За результатами геофізичних досліджень електрична структура ґрунту, на якому розташовано заземлювальну систему грозозахисту та захисну заземлювальну систему, складається з трьох шарів. Визначені параметри цих шарів складають:
питомий опір першого шару 36 Ом.м;
товщина першого шару 0,4 м;
питомий опір другого шару 240 Ом.м;
товщина другого шару 3,6 м;
питомий опір третього шару 80 Ом.м.
Глибину ділянки ґрунту, яка ефективно бере участь у відводі струму від заземлювачів визначимо як (50+2+2)м/6 = 9 м. Тоді товщина третього шару ґрунту буде складати (90,43,6)м = 5 м.
Еквівалентний питомий опір ґрунту, у якому відбувається процес розтікання струму блискавки, визначається за формулою:
А.8.3 Заземлювальна система грозозахисту може бути виконана у формі прямокутної сітки розміром 96 м х 96 м з розміром вічка 12 м х 12 м. Опір такої заземлювальної системи грозозахисту визначається за формулою:
Еквівалентний радіус заземлювача заземлювальної системи грозозахисту визначається за формулою:
А.8.4 Оцінку опору моделі захисної заземлювальної системи Rг визначається за формулою:
Еквівалентний радіус заземлювача захисної заземлювальної системи rе2 визначається за формулою:
А.8.5 Напруга, яка виникає між місцем уведення струму блискавки до захисної заземлювальної системи і зоною нульового потенціалу, визначається за формулою:
Uз=20000 х 1,37 = 27400 В (А.14)
А.8.6 Напруга, яка виникає між місцем розташування заземлювальної системи грозозахисту і зоною нульового потенціалу внаслідок протікання струму блискавки, визначається за формулою:
А.8.7 Різниця потенціалів між заземлювальною системою грозозахисту та захисною заземлювальною системою Uгз визначається за формулою:
Uгз=27400 1747 = 25653 В (А.16)
А.8.8 Головна стадія струму блискавки не перевищує 100 мкс. Для такої тривалості дії припустиме значення напруги дотику відповідно до ГКД 34.20.302 складає 500 В.
А.8.9 Різниця потенціалів між заземлювальною системою грозозахисту та захисною заземлювальною системою, яка виникає внаслідок протікання струму блискавки в ґрунті перевищує припустиме значення напруги дотику. Це доводить, що ДСТУ 3680 не поширюється на електроустановки будівлі газоперекачувальних агрегатів.
ДОДАТОК Б
(рекомендований)
Приклади заземлення КТЗ
Б1. Приклад системи заземлення обладнання з мікропроцесорною
технікою для приміщень з системою центру керування
Б2. Приклад системи заземлення обладнання з мікропроцесорною
технікою для адміністративних приміщень
Б3. Приклад системи заземлення обладнання з мікропроцесорною
технікою для приміщення допоміжної служби з локальною САК
ДОДАТОК В
(довідковий)
Абетковий покажчик термінів, застосованих у стандарті та їх російські відповідники
автоматизована система керування | автоматизированная система управления |
блискавковідвід вирівнювання | молниеотвод выравнивание |
газовимірювальна станція | газоизмерительная станция |
газорозподільна станція | газораспределительная станция |
грозозахист (блискавкозахист) | грозозащита (молниезащиты синоним) |
електромагнітне оточення | электромагнитное окружение |
електромагнітна сумісність | электромагнитная совместимость |
заземлення/заземлювання | заземление |
заземлювальна система | система заземления |
заземлювальний пристрій | заземляющее устройство |
заземлювальний провідник | заземляющий проводник |
заземлювач | заземлитель |
штучний заземлювач | искусственный заземлитель |
заземлювальна система грозозахисту | система заземления грозозащиты |
захисна заземлювальна система | защитная система заземления |
заземлювальна функційна система | функциональная система заземления |
занулювання | зануление |
занулювання в електричних пристроях із робочою напругою електричного струму до 1 кВ | зануление в электрических устройствах с рабочим напряжением электрического тока до 1 кВ |
зрівнювання | уравнивание |
комплекс технічних засобів | комплекс технических средств |
компресорний цех | компрессорный цех |
контрольований пункт | контролируемый пункт |
лінійна частина магістрального газопроводу | линейная часть магистрального газопровода |
нульовий захисний провідник | нулевой защитный проводник |
програмнологічний контролер | программнологический контроллер |
ДОДАТОК Г
(інформаційний)
БІБЛІОГРАФІЯ
ГОСТ Р 50571.193 (МЭК 364172. МЭК 364270). Электроустановки зданий. Основные положения.
ГОСТ Р 50571.1096 (МЭК 364554). Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Глава 54. Заземляющие устройства и защитные проводники.
ГОСТ Р 50571.202000 (МЭК 60364444496). Электроустановки зданий. Часть 4. Требования по обеспечению безопасности. Глава 44. Защита от перенапряжений. Раздел 444. Защита электроустановок от перенапряжений, вызванных электромагнитными воздействиями.
ГОСТ Р 50571.212000 (МЭК 60364554896). Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Раздел 548. Заземляющие устройства и системы уравнивания электрических потенциалов в електроустановках, содержащих оборудование обработки информации.
ГОСТ Р 50571.222000 (МЭК 60364770784). Электроустановки зданий. Часть 7. Требование к специальным установкам. Раздел 707. Заземление оборудования обработки информации.
ГКД 34.20.3022002 Норми випробувань електрообладнання.
ДСТУ 368098 "Сумісність технічних засобів електромагнітна. Стійкість до дії грозових розрядів. Методи захисту".
РД 34.21.12287. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений.
ПУЭ. Правила устройства електроустановок. Шестое издание, переработанное и дополненное. Москва.Энергоатомиздат.1987.
Правила устройства электроустановок /Минэнерго СССР. 6е издание, переработанное и дополненное. Москва. Энергоатомиздат, 1985.
Расчет и проектирование заземляющих устройств электроустановок высокого напряжения: Учеб. пособие/ В.П.Волков, В.Е.Бондаренко. К.: УМК ВО, 1990.
Заземляющие устройства электроустановок высокого напряжения: Целебровский Ю.В. Учеб. пособие/ Новосиб. электротехн. инт. /Новосибирск, 1987.
Основы молниезащиты. Ларионов В.П. П/ред. И.М. Бортника. М.: Знак, 1999.
Код УКНД 29.020
Ключові слова: заземлення, заземлювач, заземлювальний провідник, електробезпека, заземлювальна система, вимоги, завади, мікропроцесорна техніка