3.3.2 Пример расчета заземляющего устройства

Заземлению подлежит оборудование подстанции напряжением 6/0,4 кВ. Длина кабельных линий l_КЛ = 8 км, воздушных линий – l_ВЛ = 20 км. Измеренное с учетом климатических коэффициентов значение удельного сопротивления грунта составляет _ИЗМ = 100 Омм.

Заземляющее устройство расположить по контуру. Расстояние от заземляющего устройства до подстанции 4 м.

В качестве вертикальных стержней предполагается применить уголковую сталь длиной 2,5 м, в качестве горизонтальных заземлителей – стальную полосу.

Расстояние между вертикальными заземлителями – 2,5 м.

Расчет

1. Расчетный ток замыкания на землю со стороны 6 кВ определяется из выражений (3.2) и (3.3)

I_зΣ = 5,14 А.

Тогда допустимое значение сопротивления заземляющего устройства оборудования подстанции напряжением 10/0,4 кВ составит

так как полученное значение превышает 10 Ом, то принимаем R_ЗДОП = 10 Ом.

Но, к заземляющему устройству присоединяются корпуса оборудования напряжением до 1 кВ и выше 1кВ (0,4 и 6 кВ), то в соответствии с [9] сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом.

Таким образом,

2. По формуле для стержневого заземлителя в грунте (таблица А.3) определяется сопротивление одиночного вертикального заземлителя R_од с учетом измеренного удельного сопротивления грунта

,

где d – эквивалентный диаметр вертикального заземлителя, м.

Для уголка размером 25х25х4 мм (S = 200 мм², что согласно таблицы А.6 больше минимально допустимой площади поперечного сечения 100 мм²) d = 0,95b = 0,950,025=0,024 м (b – ширина стороны уголка, м).

- удельное электрическое сопротивление грунта, Ом·м. Из исходных данных =100 Ом·м (или таблица А.2);

H – расстояние от поверхности земли до середины вертикального заземлителя, м. Верхний конец вертикального заземлителя должен находиться на расстоянии 0,5 м от поверхности земли. Тогда, ;

l – длина вертикального заземлителя, м. Из исходных данных l = 2,5 м.

3. В соответствии с исходными данными заземлители размещаются по контуру с предварительным количеством вертикальных заземлителей n = 20 шт.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

20 19 18 17 16 15 14 13 12 11

Тогда длина полосового заземлителя при размещении вертикальных заземлителей по контуру согласно выражению 3.5 будет равно

l_пол = (n +1)  а + 2 L = (20 + 1)· 2,5 + 2· 4 = 60,5 м.

4. Определяются коэффициенты использования вертикальных стержней _ст (таблица А.4) и полосы _пол (таблица А.5) как среднее арифметическое

_ст = 0,47;

_пол = 0,27.

5. Определяется суммарное сопротивление одиночных вертикальных заземлителей

6. Определяется сопротивление соединительных полос R_п по формуле для полосы в грунте (таблица А3)

7. Определяется суммарное сопротивление соединительных полос с учетом коэффициента использования полосы _пол

8. Определяется общее сопротивление заземляющего устройства

9. Проверяется выполнение условия

.

Условие выполняется, заземляющее устройство рассчитано правильно.

Как видно из полученного результата, получился запас, поэтому, можно уменьшить число вертикальных заземлителей и произвести заново расчет.

Результат расчета должен быть как можно ближе к нормируемому значению сопротивления заземляющего устройства.