11.2 Расчет защитного заземления

Расчет защитного заземления имеет цель определить основные параметры заземления - число, размеры и порядок размещения одиночных заземлителей и заземляющих проводников, при которых напряжения прикосновения и шага в период замыкания фазы на заземленный корпус не превышают допустимых значений. При этом расчет производится обычно для случаев размещения заземлителя в однородной земле.

Расчет заземлителей можно выполнять по допустимому сопротивлению растеканию тока заземлителя или по допустимым напряжениям прикосновения и шага.

Для электроустановок с изолированной нейтралью напряжением до 1000В, а также выше 1000В до 35 кВ включительно расчет заземлителя производится обычно по допустимому сопротивлению растеканию.

Произведем расчет заземления трансформаторной подстанции напряжением 10/0,4 кВ “РП Сотниково ”, расположенной в центре поселка Сотниково Иволгинского района.

Подстанция имеет два трансформатора 10/0,4 кВ мощность 400 кВА каждый, с заземленными в отдельно стоящем одноэтажном кирпичном здании.

В качестве естественного заземлителя будет использована металлическая технологическая конструкция, частично погруженная в землю, ее расчетное сопротивление растеканию Rc=15 Ом..

Протяженность воздушных линий 10 кВ 65 км. Заземлитель предполагается выполнить из вертикальных стержневых электродов длиной L_в=5 м, диаметром 12 мм, верхние концы которых соединяются с помощью горизонтального электрода - стальной полоски суммарной длиной L_г=50м, сечением 4х40 мм, уложенной в землю на глубине t₀=0,8 м. Расчетные удельные сопротивления земли, полученные в результате измерений на участке, где предполагается сооружение заземлителя, и расчета равны: для вертикального электрода длиной 5 м P_расч,в=120 Ом*м для горизонтального длиной 50 м P_расч,г=176 Ом*м

Расчетный ток замыкания на землю на стороне 10кВ определим по формуле:

; (11.1)

где U – линейное напряжение сети, кВ;

L_вл – длина воздушных линий, км.

По формуле (12.1 ): А

Требуемое сопротивление растеканию заземлителя, который принимаем общим для установок 10 кВ и 0,4 кВ согласно требованиям ПУЭ /13, с.206/:

Ом; (11.2)

Требуемое сопротивление искусственного заземлителя согласно формуле:

Ом ; (11.3)

где R_e. – сопротивление растеканию естественного заземлению, Ом.

Тип заземлителя выбираем контурный, размещенный по периметру подстанции. При этом вертикальные электроды размещаем на расстоянии, а=5м один от другого при количестве N=15 штук.

Определим расчетные сопротивления растеканию электродов – вертикального Rв и горизонтального Rг по формулам:

; (11.4)

где P_расч,в – расчетное удельное сопротивление земли для вертикального электрода, Ом*м;

Lв – длина вертикального электрода, м;

d – диаметр вертикального электрода, мм.

По формуле (12.4):

Ом;

Сопротивление растеканию группового заземлителя находим по формуле:

Ом; (11.5)

Это сопротивление меньше требуемого, но так как разница между ними невелика и она повышает условия безопасности, принимаем этот результат как окончательный.

Вывод: проектируемый заземлитель – контурный, состоит из пяти вертикальных стержневых электродов длиной 5 м и диаметром 12 мм и горизонтального электрода в виде стальной полосы длиной 70 м, сечением 4х40 мм, заглубленных в землю на 0,8 м.