- •Типы заземляющих устройств
- •Естественные заземлители могут использоваться без искусственных, если они обеспечивают требуемое Правилами сопротивление растеканию тока.
- •Заземляющие проводники
- •Оборудование, подлежащее заземлению
- •Связь между заземляющими устройствами разных установок, напряжений и назначений
- •Расчет защитного заземления
- •Исходные данные для расчета
- •Расчетный ток замыкания на землю
- •Требуемое сопротивление заземляющего устройства
- •Требуемое сопротивление искусственного заземлителя
- •Предварительная схема заземляющего устройства
- •Основные параметры заземляющего устройства
- •Проверка термической устойчивости заземляющего устройства
- •Виды и периодичность проверок состояния заземляющих устройств
- •Испытания заземляющих устройств
- •Коэффициенты использования с вертикальных стержневых заземлителей (труб, уголков и т. П.) без учета влияния полосы связи
- •Коэффициент использования п горизонтального полосового заземлителя, соединяющего вертикальные стержневые заземлители (трубы, уголки и т. П.)
- •Коэффициенты использования параллельно уложенных полосовых заземлителей (ширина полосы мм; глубина заложения см)
- •Наибольшие значения коэффициента прикосновения 1 и шага 1
- •Приближенные значения удельных, сопротивлений грунтов и воды
- •Признаки климатических зон и соответствующие им коэффициенты сезонности
Расчет защитного заземления
Расчет защитного заземления имеет целью определить основные параметры заземления — число, размеры и размещение одиночных заземлителей и заземляющих проводов, при которых напряжения прикосновения и шага в период замыкания фазы на заземленный корпус не превышают безопасных значений.
Порядок расчета: а) уточняются исходные данные; б) определяется расчетный ток замыкания на землю; в) определяется требуемое сопротивление растекания заземляющего устройства; г) определяется требуемое сопротивление искусственного заземлителя; д) составляется предварительная схема (проект) заземляющего устройства, т. е. выбираются тип заземления, форма, количество и размещение электродов на участке; е) определяются параметры заземления; ж) производится проверка термической устойчивости.
Исходные данные для расчета
Для расчета заземления необходимы следующие сведения:
1) характеристика электроустановки — тип установки, виды основного оборудования, рабочие напряжения, способы заземления нейтралей и т. п.;
2) компоновка (размещение) оборудования на участке или в помещении установки;
3) данные измерений удельного сопротивления грунта на участке, где предполагается сооружение заземлителя, и погодных (климатических) условий, при которых производились эти измерения, а также характеристика климатической зоны (в соответствии с табл. 7);
4) данные об естественных заземлителях: какие сооружения могут быть использованы для этой цели и сопротивление их растеканию тока;
5) расчетный ток замыкания на землю; если ток неизвестен, его вычисляют обычными способами.
Расчетный ток замыкания на землю
То ком замыкания на землю называется ток, проходящий через землю в месте замыкания, т. е. в месте случайного электрического соединения находящихся под напряжением частей электроустановки с конструктивными частями, не изолированными от земли, или непосредственно с землей.
Электроустановки напряжением выше 1000в условно разделяются на две группы:
1. Установки с большими токами замыкания на землю, в которых однофазный ток замыкания на землю больше 500а. К ним относятся в основном установки напряжением 110кв и выше с глухо заземленной нейтралью, т. е. присоединенной к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (трансформатор тока и др.).
2. Установки с малыми токами замыкания на землю, в которых однофазный ток замыкания на землю не превышает 500а. К ним относятся в основном установки напряжением до 35кв включительно с изолированной нейтралью, т. е. не присоединенной к заземляющему устройству или присоединенной через аппараты, компенсирующие емкостный ток в сети, трансформаторы напряжения и другие аппараты, имеющие большое сопротивление.
В установках с большими токами замыкания на землю расчетным током является наибольший из токов однофазного замыкания (установившееся значение), проходящих через рассчитываемое заземляющее устройство. При определении этого тока должны быть учтены: возможность замыкания фазы на землю, как в пределах проектируемой электроустановки, так и вне ее, распределение тока замыкания на землю между заземленными нейтралями сети, возможные в эксплуатации схемы работы сети. Покажем это на примере сети, приведенной на рис. 13.
Рис. 13. К определению расчетного тока замыкания на землю в установках выше 1000в с большими токами замыкания на землю
а) Пусть нейтрали трансформаторов заземлены на всех подстанциях (рис. 13, а). Тогда при замыкании фазы на землю ток , стекающий в землю, будет суммой токов, посылаемых к месту замыкания каждой подстанцией, т. е.
(5)
Если замыкание произошло в пределах одной из подстанций, например , то токи через заземления подстанций будут: для подстанции , а для других — соответственно и .
б) Если замыкание произошло вне подстанций (рис. 13, б), то через заземления подстанций будут проходи токи , и соответственно.
в) Если на подстанциях и нейтрали изолированы, то при замыкании фазы на землю на подстанции (рис. 13, в) через заземляющие устройства подстанций и пройдет полный ток замыкания на землю , который посылается подстанцией . Очевидно, при этой схеме во всех случаях замыкания наибольшим током для каждой подстанции будет ток ; он и будет расчетным током.
В установках с малыми токами замыкания на землю расчетный ток зависит от наличия аппаратов, компенсирующих емкостный ток сети.
Рис. 14. К определению расчетного тока замыкания на землю в установках выше 1000в с малыми токами замыкания на землю и компенсацией емкостных токов.
В установках без компенсации емкостных токов расчетным током является полный ток замыкания на землю. Для сети с нейтралью, не присоединенной к заземляющему устройству, это будет емкостный ток однофазного замыкания на землю, который приближенно может быть определен из выражения
, а, (6)
где — линейное напряжение сети, кв;
, — длины электрически связанных линий кабельных и воздушных соответственно, км.
В установках с компенсацией емкостных токов в качестве расчетного тока принимаются:
1) для заземляющих устройств, к которым присоединены компенсирующие аппараты, — ток, равный 125% номинального тока этих аппаратов . В действительных условиях при пробое на корпус в установке, имеющей компенсирующий аппарат (рис. 14, а), через заземлитель будет проходить лишь полный емкостный ток однофазного замыкания на землю; однако поскольку возможна перекомпенсация емкостных токов (которая применяете для исключения резонанса напряжений при отключена части сети), за расчетный ток принимается ;
2) для заземляющих устройств, к которым не присоединены компенсирующие аппараты, — остаточный ток замыкания на землю, возможный в данной сети при отключении наиболее мощного компенсирующего аппарата, но не менее 30а; в самом деле, при пробое на корпус в установке , не имеющей компенсирующих аппаратов (рис. 14,б), через ее заземлитель пойдет остаточный, т. е. некомпенсированный, ток , равный разности емкостного и тока компенсирующего аппарата установки . Ток и является расчетным током.
Для установок с малыми токами замыкания на землю допускается в целях упрощения принимать в качестве расчетного ток срабатывания релейной защиты от междуфазных замыканий или ток плавления предохранителе если ток замыкания на землю равен или больше 1,5-кратного тока срабатывания релейной защиты или 3-кратного номинального тока предохранителя.