Удельное сопротивление грунта: r = 1,5 × 10² Ом × м

1.   Удельное сопротивление грунта: r = 1,5 × 10² Ом × м

2.   Коэффициент сезонности: Кс = 18

Заземлительные стержни стальные:

длина L = 2,3м;

диаметр d = 0,05м;

глубина заложения: Н = 1,9м.

Полосовая сталь:

ширина B = 0,04м.

Коэффициент использования одиночного заземлителя: hст = 0,8

полосы hпол = 0,65

Норма сопротивления контура заземления: rн = 0,5 Ом

Определяем объект, подлежащий заземлению. Для rн = 0,5 согласно (ПУЭ-86) это электроустановки, питающиеся напряжением 1000В ¸ 110кВ и выше с эффективно заземленной нейтралью, когда токи замыкания на землю в сети достигают значения 50 ¸ 500А. К таким объектам в аэропортах относятся подстанции трансформаторные.

Выбираем ТП 6/04 кВ, размещенную в кирпичном здании 10х15м.

Вычислим расчетное удельное сопротивление грунта:

r = rгр × Кс r = 0,4 × 10² × 1,8 = 270 Ом

Определяем сопротивление одиночного заземлителя стального стержня:

Rст = 0,366 r/L (log (2L / d) + ½log (4H + L) / (4H – L))

Rст = 0,366 × 270/2,3 (log (2 × 2,3 / 0,05) + ½log (4 × 1,9 + 2,3) / (4 × 1,9 - 2,3))

Rст = 90,2 Ом

Ориентировочно рассчитаем необходимое число стержней по формуле:

n = Rст / rн × hст

n = 90,2 / 0,5 × 0,8 = 225шт.

Размещаем стержни по периметру здания, соединяя их полосой Lпол = 60м через промежутки, а = 60 / 225 = 0,26 м.

Определяем сопротивление растекаемого тока от полосы Rпол. Глубина залегания Н=0,8 м.

Rпол = 0,366 × 270 / 60 log (2 × 60² / 0,04 × 0,8)

Rпол = 8,8 Ом.

Сопротивление контурного заземлителя:

Rк.з. = Rст × Rпол / (Rст × hпол + n × Rпол × hст )

Rк.з. = 90,2 × 8,8 / (90,2 × 0,65 + 225 × 8,8 × 0,8) = 0,48 Ом

Так как одиночных заземлителей получилось больше 200, то решаем задачу обратную, изменяя данные таб.2 необходимо получить одиночных заземлителей не больше 5 шт.

Определяем какое должно быть Rст одиночного заземлителя в контуре из 5 шт. преобразовав формулу:

n = Rст / rн × hст

Rст = n × rн × hст

Rст = 5 × 0,5 × 0,8

Rст = 2 Ом

Для того чтобы получить такое малое сопротивление растеканию тока одиночного заземлителя Rст, длина заземлителя должна быть около 200м, а Н=100 м.

Rст = 0,366 × 270 / 200 (log (2 × 200 / 0,05) + ½log (4 × 100 + 200) / (4 × 100 - 200))

Rст = 2 Ом

Поскольку таких длинных заземлителей не существует и способов из заглубления тоже, то для решения данной задачи изменениями норму сопротивления контура заземления rн.

rн =10 Ом.

Выбираем объект, подлежащий заземлению. Для rн =10 Ом согласно (ПУЭ-86) это электроустановки, которые питаются от вынесенных трансформаторов и генераторов мощностью 100 кВ и менее. Сети, которые имеют малую протяженность и разветвленность с такими замыканиями на землю, не превышающие 0,1-0,2 А. В гражданской авиации к таким сетям относятся сети от дизель-генераторных установок (резервное питание). Дизель-генераторная станция располагается в кирпичном здании 10х10 м.

Определяем ориентировочное Rст одиночного заземлителя в контуре из 5 шт. заземлителей.

Rст = 5 × 10 × 0,8

Rст = 40 Ом

Для получения такого сопротивления также увеличиваем длину стальных прутков L = 5м соответственно глубина заложения H = 3,3м.

Сопротивление одиночного заземлителя стального стержня равно:

Rст = 0,366 × 270 / 5 (log (2 × 5 / 0,05) + ½log (4 × 3,3 + 5) / (4 × 3,3 - 5))

Rст = 48,8 Ом

Разместим стержни по периметру здания, соединяя их полосой Lпол = 48м через промежутки, а = 48 / 5 = 9,6 м.

Определим сопротивление растеканию тока от полосы Rпол с глубиной заложения Н=0,8 м.

Rпол = 0,366 × 270 / 48 log (2 × 48² / 0,04 × 0,8)

Rпол = 10,6 Ом.

Сопротивление контурного заземлителя

Rк.з. = Rст × Rпол / (Rст × hпол + n × Rпол × hст )

Rк.з. = 48,8 × 10,6 / (48,8 × 0,65 + 5 × 10,6 × 0,8) = 7 Ом

Сопротивление контурного заземлителя соответствует норме для данного объекта.

1. Дизель-генераторная станция (кирпичное здание 10х10м).

2; 3; 4; 5; 6. Стержневые заземлители.

7. Соединительная стольная лента L = 48м.

Узел контурного защитного заземления Наконечник стержневых заземлителей

Задача № 2.

Рассчитать плотность тока энергии от РЛС в аэропорту. Передатчик РЛС работает в импульсном режиме. РЛС расположена в здании аэропорта и служит для средств локации и радионавигации воздушных судов.

Дано:

Мощность в импульсе: Ри = 800 кВт.

Длина волны: l = 6 см.

Длительность импульса: t = 1,2 мкс.

Частота повторения: F = 800 Гц.

Геометрическая поверхность антенны: Sа = 2,5 м.

Коэффициент использование антенны: Y = 0,5

I. 1.Определяем среднюю мощность излучения по формуле:

Рср = Ри · t / Т

Где Т = 1 / F = 1 / 800Гц = 1,25 · 10ˉ³с период повторения

Рср = 800 · 10³ · ((1,2 · 10ˉ ) / (1,25 · 10ˉ³с))

Рср = 830 · 10  Вт.

2. Эффективная поверхность антенны Sэ определим по формуле:

Y = Sэ / Sа тогда Sэ = Y · Sа

Sэ = 0,5 · 2,5 Sэ = 1,25

3. Коэффициент направленного действия антенны находим по формуле:

G = 4p · Sэ / l²

G = 4p · 1,25 / 0,06 · 10² = 4363

4. Расстояние от антенны РЛС, за пределами которого плотность потока энергии СВЧ-излучения не превышает 10мкВ/см² определяем по формуле:

ППЭ = Рср · G / 4p · r² тогда

r = ÖРср · G / ППЭ · 4p  где ППЭ = 10мкВт/см²

r = Ö830 · 10  · 4363 / 10 · 4p = 16,976 · 10  см = 1697,6 м.

II. Пребывание людей в данной зоне регламентируется ОСТ 54 30013-83. Устанавливаются следующие категории лиц, которые могут быть подвержены облучению:

- лица, профессионально связанные с обслуживанием источников СВЧ-излучения;

- лица, профессионально не связанные с обслуживанием СВЧ-излучения.

К первой категории относятся работники в основном наземных служб ГА, которые могут подвергаться как прерывчатому излучению на территории предприятия от вращающихся (сканирующих) антенн, так и непрерывному облучению в производственных помещениях РЛС, цехах при ремонте и наладке и эксплуатации источников СВЧ-излучения. Работники некоторых цехов авиационно-технических баз (АТБ), заводов и других предприятий ГА, непосредственно связанные с эксплуатацией, наладкой и ремонтом РЛС (в том числе бортовой) и других источников СВЧ-излучения, также относятся к 1 категории.

Ко второй категории относятся работники наземных служб ГА, непосредственно не связанные с обслуживанием источников СВЧ-излучения, но по условиям труда могут подвергаться на территории предприятия прерывистому облучению от вращающихся и сканирующих антенн.

Авиатехники, проводящие оперативное и регламентное обслуживание самолетов, работники службы ЭСТОП и другие, которые в процессе своей трудовой деятельности могут быть подвержены воздействию СВЧ-энергии, относятся ко 2 категории.

В соответствии ГОСТ 12.006-84 ССБТ существует 3 категория работников ГА, которые не могут быть отнесены к 1 или 2 категориям. Уровень облучения СВЧ-энергией для этих работников не отличается от уровней облучения гражданского населения.

Предельно доступный уровень СВЧ для лиц 1 категории 1000мкВт/см² при предельно допустимой величине энергетической нагрузки за рабочий день W=200мкВт·ч/см² в случае непрерывного и 2000мкВт·ч/см² в случае прерывистого излучения.

Для работников 2 категории установлен предельно допустимый уровень СВЧ-облучения 500мВт/см² при предельно допустимой энергетической нагрузке за рабочий день, равной 1000мкВт·ч/см². Для лиц 3 категории и гражданского населения допустимый уровень СВЧ-облучения не должен превышать 10мкВт/см².

Исходя из этого, в зоне с ППЭ = 10мкВт/см² могут находиться люди, отнесенные ко всем трем категориям.

III. Правила техники безопасности при эксплуатации радиотехнического оборудования и связи на объектах предприятий ГА предусматривает размещение радиолокационных станций обособлено от рабочих помещений и на определенном расстоянии (в зависимости от мощности РЛС) от населенных пунктов; установку антенн мощных РЛС на эстакадах высотой не менее 10 м для размещения «мертвой» зоны излучения (зона, где отсутствует прямой луч от направленной антенны РЛС).

IV. Определим минимальное расстояние от объектов аэропорта до РЛС и разместим их на плане. Расстояние от объекта до РЛС регламентируется предельно допустимым уровнем СВЧ для лиц, работающих на этом объекте. Вокзал и склад ГСМ располагаем в зоне с ППЭ не более 10мкВт/см², так как там работает персонал, отнесенный к 3 категории, а также пассажиры. Как было определено выше, расстояние от РЛС до этой зоны не менее 1697,6 м.

На стоянке ВС работает персонал, отнесенный ко 2 категории.

Определим расстояние от РЛС до стоянки ВС.

W = 1000мкВт·ч/см²

t = 8,2

ППЭ = W / t = 1000 / 8

ППЭ = 125мкВт/см².

Расстояние равно:

r = Ö830 · 10  · 4363 / 125 · 4p = 5,452 · 10  см = 545,2 м.

Стоянку ВС располагаем не более 550 м к РЛС.

В АТБ работают лица, относящиеся к 1 и 2 категории, поэтому расстояние от РЛС к АТБ должно быть также не более 550м.