Стартовая >> Оборудование >> Подстанции >> Конструкция и расчет заземляющих устройств

Конструкция и расчет заземляющих устройств

Для заземления электропотребителей различных назначений и напряжений следует применять одно общее заземляющее устройство с наименьшим сопротивлением (рис. 1).
В установках напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединяют нейтрали трансформаторов и генераторов, должно быть не более 4 Ом. Для трансформаторов и генераторов мощностью 100 кВ А и менее заземляющие устройства могут иметь сопротивление до 10 Ом.

Устройство заземлений различных электропотребителей
Рис. 1. Устройство заземлений различных электропотребителей:
а, б — электрооборудования, питаемого от трехфазной сети соответственно с изолированной и глухозаземленной нейтралями; в — параллельно включенных электрических машин; г — электросверла; д, е — трансформаторов соответственно с неизолированной и изолированной нейтралями
Такие же пределы значений сопротивления установлены для заземляющих устройств, предназначенных для заземления электрооборудования в установках напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью.
Напряжение, под которым может оказаться человек, аналитически определить невозможно, поскольку оно зависит от множества факторов, в частности, от соотношения сопротивлений заземляющих устройств у приемников и источников электроэнергии. Если численные значения этих сопротивлений невелики, то на значение напряжения, под которым может оказаться человек, будут влиять соотношение параметров сети и ряд других показателей. Вот почему для сетей напряжением до 1000 В нет необходимости в определении точного значения сопротивления заземлителей.

Если же указанное заземляющее устройство одновременно используется для электроустановок напряжением свыше 1000 В с большими токами замыкания на землю (более 500 А), то его сопротивление в любое время года не должно превышать 0,5 Ом.
Для заземляющих устройств любого назначения необходимо использовать в первую очередь естественные заземлители и заземляющие проводники. Если естественных заземлителей нет или их использование не дает требуемых результатов, то применяют искусственные заземлители в виде стержней из угловой или прутковой стали, стальных полос. При этом необходимо так размещать искусственные заземлители, чтобы обеспечить по возможности равномерное распределение электрического потенциала на площади, запятой электрооборудованием.
Выбор материала заземлителей зависит от характера грунта и способа забивки стержней. Длину стержней и глубину их заложения выбирают в зависимости от климатических условий. В последнее время для всех групп грунтов, кроме вечномерзлых и скальных, рекомендуется применять в качестве материала заземлителей прутковую сталь диаметром 12 мм.
Геометрические параметры стальных заземлителей должны быть не менее указанных в нормативах.
Неизолированные заземляющие проводники, проложенные в земле, выполняют одновременно роль заземлителей.
Сопротивление заземляющих устройств растеканию тока зависит от удельного сопротивления грунта, так как именно он оказывает основное сопротивление растеканию.
Приближенные средние значения удельных сопротивлений р, Ом м, различных грунтов:
Песок.................................................................................. 700
Супесь................................................................................ 300
Чернозем.......................................................................... 200
Суглинок, каменистая глина (верхний слой толщиной
1...3 м — глина, глубже — гравий).............................. 100
Глина................................................................................. 40
Торф.................................................................................. 20
Эти значения надо умножать на коэффициент Км, зависящий от климатической зоны и вида заземлителя (табл. 2).
Если удельное сопротивление грунта в наиболее неблагоприятное время года превышает 200 Ом-м, то сооружение искусственных заземлителей требует проведения дополнительных мероприятий.
Рассчитывать сопротивление естественных заземлителей можно лишь весьма приближенно. Приведенные в табл. 3 и 4 значения следует пересчитывать пропорционально сопротивлению грунта р и умножать на коэффициент Кы (см. табл. 2).

Таблица 2. Зависимость коэффициента Км от климатических зон и вида заземлителя


Климатическая зона

Признаки климатической зоны

Значения коэффициента ЛГ

Средняя многолетняя температура, °С

Среднее годовое количество осадков, см

Продолжительность периода замерзания грунтовых вод, дни

при вертикальных заземлителях и глубине заложения 0,5...0,8 м

при горизонтальных
заземлителях и глубине заложения 0,8 м

 

0

 

 

-20...-15 -15...-10 -10...0 0...5

16. . 18
18 ...22 22 ...24 24 ...26

40 50 50 30...50

170... 190 150 100
0

1,8...2 1,5 ...1,8 1,4... 1,6 1,2... 1,4

4,5...7 3,5 ...4,5 2...2,5 1,5...2

Таблица 3. Сопротивление растеканию металлических трубопроводов, уложенных на глубине 2 м, при удельном сопротивлении грунта р = 100 Ом-м

Длина подземного участка трубопровода, м

Сопротивление растеканию, Ом, при диаметре трубы, мм

75

100

150

100 1000 2000

0,35 0,25 0,2

0,28 0,2 0,17

0,23 0,17 0,15

Таблица 4. Сопротивление растеканию свинцовых оболочек кабелей, уложенных на глубине 0,7 м, при удельном сопротивлении грунта р = 100 Ом-м

Длина подземного участка кабеля, м

Сопротиачение растеканию, Ом, при площади сечения кабеля, мм 2

16...35

50... 95

120 и выше

100
200 500 1000

2 1,8 1,4 1,2

1,5 1,4 1,1 0,9

М 1
0,8 0,7

 
« Конструкции шунтирующих реакторов   Конструкция комплектных распределительных устройств 6—10 кВ »
электрические сети