Расчёт заземления подстанции

Заземляющие устройства подстанции 35/10(6) рассчитываются согласно порядка расчета для электроустановок напряжением выше 1000 В с малыми токами замыкания на землю.

Площадь, занимаемая подстанцией, составляет 50м 24м. Район относится ко 2й климатической зоне.

В соответствии с ПУЭ заземления должны применяться при напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока во всех случаях, а в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных электроустановках — при номинальных напряжениях выше 42 В переменного тока и 110 В постоянного тока.

Заземлению подлежат все части электрооборудования, нормально не находящиеся под напряжением, но могущие оказаться под опасным для жизни напряжением в результате повреждения изоляции.

На современных подстанциях в качестве заземлителей применяются трубы длиной 2–3 м и диаметром 25–50 мм, а также угловая сталь 50´50 или 63´63 мм. Электроды заглубляют на 0,5–0,8 м от поверхности земли и соединяют между собой стальной полосой толщиной не менее 4 мм или круглой сталью диаметром не менее 10 мм, приваренной к верхним концам электродов.

Внутри распределительного устройства прокладывают деревянные заземляющие шины, присоединяемые не менее чем в двух местах к заземляющему контуру. В качестве заземляющих проводников могут быть также использованы нулевые проводники питающей сети. К основным заземляющим проводам присоединяют подлежащие заземлению предметы.

В цепях заземляющих проводов не должно быть разъединяющих приспособлений и предохранителей.

Каждый заземляемый предмет должен быть присоединён к заземляющей сети посредством отдельного ответвления. Последовательное соединение заземляемых предметов не допускается ввиду того, что при отключении от заземляющей сети одного из предметов лишаются заземления все остальные.

Провода и полосы защитного заземления окрашивают в зелёный цвет с жёлтыми полосами красного цвета.

Расчёт заземления сводится главным образом к расчёту собственно заземлителя, так как заземляющие проводники в большинстве случаев принимаются по условиям механической прочности и устойчивости к коррозии металла.

Произведём расчёт:

1. Устанавливаем необходимое сопротивление заземления согласно гл.1–7 ПУЭ.

Ом.

2. Определяем расчетное удельное сопротивление грунта:

для горизонтальных заземлителей:

r_рг = k_с·r = 6·100 = 600 Ом·м,

для вертикальных заземлителей:

r_рв = k_с·r = 2·100 = 200 Ом·м;

где k_с — коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта;

r = 100 Ом·м — удельное сопротивление грунта (суглинок) в месте сооружения заземлителя.

3. Глубина заложения заземлителей:

м,

где t₀ = 0,5–0,8 — глубина заложения верхнего конца заземлителя, м;

l – длина электрода.

4. Определим сопротивление растеканию одного вертикального электрода — уголка №37 длиной 3 м:

Ом,

где r_рв — расчётное удельное сопротивление грунта, Ом·м;

l_в — длина электрода, м;

b — ширина полки уголка, м;

t — глубина заложения, м.

5. Определим примерное число вертикальных заземлителей при предварительно принятом коэффициенте использования К_И.В.=0,73

,

где k_{и. в} — коэффициент использования вертикальных заземлителей.

6. Определим длину горизонтального заземлителя:

l_г = 1,05·n_в·a = 1,05 · 19 · 6 = 119,7 м.

7. Определим сопротивление растеканию горизонтальных электродов — полос 40´4 мм², приваренных к верхним концам уголков. Коэффициент использования соединительной полосы в контуре при числе уголков порядка 20 равен К_И.Г.=0,32:

Ом.

8. Уточнённое сопротивление вертикальных электродов:

Ом.

9. Уточнённое число вертикальных электродов:

.

Окончательно принимается 20 уголков. Дополнительно к контуру на территории подстанции устраивается сетка из продольных полос, расположенных на расстоянии 0,8-1 м от оборудования с поперечными связями через каждые 4 м. Дополнительно для выравнивания потенциалов у входов и въездов, а также по краям контура прокладываются углубленные полосы. Эти неучтенные горизонтальные электроды уменьшают общее сопротивление заземления, проводимость их идет в запас надежности.