Стартовая >> Оборудование >> Подстанции >> Заземляющие устройства электроустановок и расчет

Заземляющие устройства электроустановок и расчет

Заземляющие устройства

В зависимости от назначения заземления электроустановок подразделяются на защитное, рабочее и грозозащитное. Обычно для выполнения всех трёх типов заземления используется одно заземляющее устройство.
Для выполнения заземления могут быть использованы естественные и искусственные заземлители.

Расчёт заземляющих устройств в установках с незаземлённой нейтралью

В установках 6—35 кВ сопротивление заземляющего устройства в любое время года должно быть
(1)
но не более 10 Ом.

Если заземляющее устройство одновременно используется для установок до 1000 В, то


(2)
но не более 4 Ом,
где /3 — расчётный ток замыкания на землю, А.
Заземляющие устройства электроустановок с незаземлённой нейтралью выполняется в виде прямоугольника из горизонтальных и вертикальных заземлителей. Расчёт таких устройств можно вести методом коэффициента использования, принимая грунт однородным по глубине.
Расчёт производится в следующем порядке.

  1. Определяется расчётный ток замыкания на землю. Приближённо для воздушных сетей

(3)
для кабельных сетей
(4)
где U — линейное напряжение, кВ;
I — длина трёхфазных электрически связанных линий данного напряжения, км.

  1. Определяется сопротивление естественных заземлителей (как правило, путём замера). Сопротивление искусственных заземлителей.

(5)
Если сопротивление естественных заземлителей неизвестно, то они не учитываются, т.е. принимаются

В качестве искусственных заземлителей принимаются вертикальные стержни или трубы длиной 1=3—5 м, диаметром d= 12— 20 мм или уголок.
При использовании угловой стали с шириной полки h эквивалентный диаметр заземлителя принимается d=0,95h. В качестве горизонтальных заземлителей используются стальные полосы 40x4 мм.

  1. Определяется расчётное удельное сопротивление грунта

(6)
где р — удельное сопротивление грунта, приведённое в табл. 1, Ом-м;
кс — коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта. Для вертикальных электродов длиной 3—5 м fcc=1,45-1,15, для горизонтальных электродов длиной 10—15 м кс=3,5-2,0.

Грунт

р, Ом-м

Грунт

р, Ом-м

Песок

400-1000

Торф

20

Супесь

150—400

Чернозём

10-50

Суглинок

40-150

Известняк

1000—2000

Глина

8-70

Скалистый

 

Садовая земля

40

Грунт

2000-4000

  1. Определяется предварительная конфигурация заземляющего устройства с учётом его размещения на отведённой территории, причём расстояние между вертикальными заземлителями принимается не менее их длины. По плану заземляющего устройства определяются предварительно количество вертикальных заземлителей пв и длина горизонтальных 1г.

  1. Определяется сопротивление одного вертикального заземлителя (стержня), Ом

(7)
где t— глубина заложения, равная расстоянию от поверхности земли до середины заземлителя, м. te=0,7 м; te=0,7+1(2.

  1. Определяется сопротивление вертикальных заземлителей

(7.8)
где г|в — коэффициент использования вертикальных заземлителей, зависит от отношения расстояния между ними к длине all и количества пв (приведены в табл. 2).

  1. Определяется количество горизонтальных заземлителей (соединительные полосы контура), Ом

(9)
где 4 — длина полосы, м; b — ширина полосы, м; t — глубина заложения, м.
С учётом коэффициента использования сопротивления полосы г|г, принимаемого по табл. 2:

Таблица 2.


Число вертикальных заземлителей пв

Отношение а/1

1

2

3

Л«

Лг

Чв

Лг

Л*

Лг

4

0,69

0,45

0,78

0,55

0,85

0,70

6

0,61

0,40

0,73

0,48

0,80

0,64

10

0,55

0,36

0,69

0,43

0,76

0,60

20

0,47

0,27

0,63

0,32

0,70

0,45

40

0,41

0,23

0,58

0,29

0,66

0,39

60

0,39

0,18

0,55

0,27

0,65

0,36

80

. 0,38

0,15

0,53

0,25

0,62

0,34

100

0,36

0,14

0,52

0,24

0,61

0,33

  1. Определяется необходимое сопротивление вертикальных заземлителей с учётом использования соединительной полосы

(11)

  1. Определяется уточнённое количество вертикальных заземлителей

(12)
где г\'в — уточнённое значение коэффициента использования.
На основе результатов расчёта уточняется конфигурация заземляющего устройства.

Пример расчёта заземляющего устройства РУ 6-35 кВ

Рассчитать заземляющее устройство подстанции 35/6 кВ. Длина электрически связанных линий 35 кВ — 50 км, 6 кВ — 20 км.
На подстанции используется общее заземляющее устройство на напряжении до и выше 1000 В. Естественных заземлителей нет. Грунт — чернозём (р=50 Ом м). Площадь подстанции (18x8) м2. План заземляющего устройства показан на рис. 1.
План заземляющего устройства
Рис. 1


для РУ-6 кВ
1. Определяем сопротивление заземляющего устройства для РУ-35 кВ

Учитывая, что заземляющее устройство общее для РУ до 1000 В и выше 1000 В, принимаем R3=4 Ом.
2. Заземляющее устройство намечаем в виде контура из полосы 40x4 мм, проложенной на глубине 0,7 м вокруг подстанции
и вертикальных стержней длиной 5 м и диаметром 12 мм на расстоянии 5 м друг от друга. Общая длина полосы 60 м, предварительно принимаем количество стержней.— 12.

9. Определим результирующее сопротивление заземляющего устройства.
Сопротивление вертикальных заземлителей

Сопротивление горизонтальной полосы

Сопротивление заземляющего устройства

 
« Заземляющие устройства при электромонтажных работах   Закрытые киосковые ТП 6-10/0,4 кВ »
электрические сети