6 Расчет заземляющих устройств

Согласно ПУЭ заземляющие устройства электроустановок сети с эффективно и глухо заземленной нейтралью выполняются с учетом допустимого напряжения прикосновения. Допустимое значение напряжения прикосновения зависит от длительности воздействия напряжения.

Заземляющее устройство, выполненное по нормам напряжения прикосновения, должно обеспечить в любое время года ограничение напряжения прикосновения до нормированного значения в пределах всей территории подстанции, а напряжение на заземляющем устройстве должно быть не более 10000В.

Заземляющее устройство выполняется общим для ОРУ высокого и среднего напряжения. Сложный заземлитель заменяется квадратной моделью при условии равенства их площадей, общей длины горизонтальных проводников, глубины их заложения. В расчетах многослойный грунт представляется двухслойным.

Расчет заземляющего устройства ОРУ – 220кВ и ОРУ – 110кВ.

Заземляющее устройство выполняется общим дляОРУ – 220кВ и ОРУ – 110кВ и состоит из вертикальных заземлителей, расположенных по периметру ОРУ, продольных и поперечных полос, образующих заземляющую выравнивающую сетку.

Вдоль каждой ячейки ОРУ прокладываются заземляющие горизонтальные полосы на расстоянии 10м друг от друга.

Поперек ячеек также прокладываются горизонтальные полосы на расстоянии 10м друг от друга.

План заземляющей сетки представлен на рисунке 6.1.

Рисунок 6.3 – Электрическая часть ОРУ=220/110 кВ

, Ом∙м	грунт	, Ом∙м	h1, м	Тип естественного заземлителя
30	мелкий песок	15	1,5	тросс - опора	6,5

Чертим план ОРУ и определяем ее размеры

ОРУ показана на рисунке 6.1

Размеры ОРУ находиться по следующим данным:

- для ОРУ 220 кВ: шаг ячейки – 12 м, длина – 24 м;

- для ОРУ 110 кВ: шаг ячейки – 12 м, длина – 24 м;

Рисунок 6.1 – План ОРУ.

Приводим размеры ОРУ кратным 10 и чертим заземляющие горизонтальные и вертикальные полосы.

План показан на рисунке 6.2

Рисунок 6.2 – План заземляющей сетки

План ОРУ сделан на основе главной схемы, показанная на рисунке 6.3

Определяем длины заземляющих полос

Заземляющая сетка состоит из

2 полос l = 180 м - продольные полосы

17 полос l = 30 м -поперечные полосы

Определяем площадь заземляющей сетки

S = 30·180 = 5400 м².

Определяем общую длину полос сетки

L = 2·180 + 17·30 = 870м².

Определяем периметр сетки

P = 30 + 180 + 30 +180= 420 м².

Число вертикальных заземлителей

(6.1)

Определяем длину вертикального заземлителя

l_а = 5 м.

Определяем расчётное удельное сопротивление верхнего слоя

(6.2)

где - коэффициент сезонности для вертикальных заземлителей

Определяем коэффициент напряжения прикосновения

(6.3)

где М - параметр, зависящий от

- коэффициент, определяемый по сопротивлению тела человекаи сопротивлению растеканию тока от ступеней

(6.4)

(6.5)

Потенциал на заземлителе

, (6.6)

где – напряжение прикосновения

Определяем допустимое сопротивление заземляющего устройства

(6.7)

где - коэффициент стекания тока к.з. на землю, принимается равный 0,4-0,6;

- ток однофазного к.з,

(6.8)

Cопротивления заземляющего устройства преобразуют его вэквивалентную модель квадратной формы.

Сторона квадрата модели

(6.9)

Число ячеек сетки на стороне квадрата

(6.10)

Принимаем m = 5 шт

Длина полос в расчетной модели

(6.11)

Длина сторон ячеек модели

(6.12)

Число вертикальных заземлителей по периметру распределительного устройства

(6.13)

Принимаем = 20 шт

Общая длина вертикальных заземлителей модели

(6.14)

Относительная глубина заземлителей

(6.15)

где t - глубина залегания принимается 0,7м

Определяется общее сопротивление сложного заземлителя, преобразованного в расчётную модель

(6.16)

где А - множитель

По диаграмме определяется эквивалентное сопротивление для и

Из диаграммы , тогда

(6.17)

(6.18)

Сопротивление заземляющего устройства с учетом естественных заземлителей

(6.20)

Определяем напряжение прикосновения

(6.21)

Заземляющее устройство отвечает требования безопасности