3.3. Заземлюючий пристрій підстанції

До заземлюючого пристрою підстанції приєднуються блискавковідводи, вентильні розрядники, корпуси й підстави електричних апаратів, нейтралі силових і низьковольтних трансформаторів. У зв'язку із приєднанням такої кількості елементів, заземлюючі пристрої виконуються згідно [11] пункт 1.7.49.

Заземлюючий пристрій має вигляд сітки з поздовжніми і поперечними смугами, які утворять внутрішній замкнутий контур. Зовнішній контур охоплює як відкриті, так і закриті РП. Поздовжні електроди укладають уздовж осей електроустаткування з боку обслуговування на відстані 1м від фундаментів устаткування й не менш 2 м від елементів огородження.

Поперечні електроди прокладаються між устаткуванням у зручних місцях для того щоб утворити прямокутні осередки зі стороною 5-6 м. Глибина укладання 0,5-0,7 м. По периметрі заземлюючого контуру забиваються стрижневі заземлювачі, з'єднані зварюванням. У якості горизонтальних заземлювачів використається смугова сталь 40 4 мм, а в якості вертикальних використаються або стрижні 12-15 мм, або труби діаметром 40-60 мм, довжиною 3 м. Огородження ВРЗ спеціально не заземлюється, оскільки стінка з'єднана з арматурами стіни.

Вихідні дані:

Довжина контуру заземлення D= 71.00

Ширина контуру заземлення В= 66.00

Довжина вертикального заземлювача LV= 4.00

Відстань між вертикальними заземлювачами А= 5.00

Довжина вертикальних заземлювачів LG= 1700.00

Глибина закладення горизонтальних заземлювачів Т= 0.80

Коефіцієнт залежний від відношення питомого опору M= 0.50

Питомий опір ґрунту Ro= 280

Допустима напруга дотику U= 400.00

Струм однофазного КЗ Iz= 5.007

Опір людини Rr= 1000.00

Опір троса в прольоті Rtr= 1.00

Опір заземлення опори Rop= 15.00

Результати розрахунку:

Опір заземлення з урахуванням опору тросів-опор Rz= 0.94 Ом

Потенціал на заземлювачі Uz= 4.14 кВ

Напруга дотику Upr= 50 B

За результатами розрахунків, у місцях, де працює обслуговуючий персонал ПС необхідно виконати підсипання щебенів, обкладку металевою сіткою кабельних каналів й ін.

Розраховується напруга на корпусі трансформатора при ударі блискавки в блискавковідвід, розташований на трансформаторному порталі. Корпус трансформатора приєднується до сітки заземлюючого пристрою.

Сітка заземлюючого пристрою виконується зі сталевого дроту круглого перетину діаметром d = 12 мм, глибина закладення t = 0,7 м.

При впливі імпульсних струмів блискавки спостерігається ослаблення стікання струму з вилучених ділянок заземлювача, тобто має місце нееквіпотенційність, що підсилюється з ростом довжини електрода. Це явище пов'язане з величиною індуктивності сталевого електрода й залежністю її від еквівалентної частоти коливань і від значення струму, що протікає.

Результати отримані для амплітуди струму блискавки Im= 40 кА.

Для випадку, коли блискавковідвід приєднаний до чотирьох променів сітки на відстані 14,2 м по магістралі заземлювача від місця заземлення корпуса трансформатора, атмосферна перенапруга на корпусі не перевищує 70 кв.

Обчислимо число років без поразок трансформатора.

, (3.15)

де - число ударів у блискавковідвід ПС

σ = 0,067 1/км²*гроз. година

n = 60 гроз.година

P_Im = 10 ^{–Im/ 60} = 10 ^{- 40/60} = 0,169

років

Якщо амплітуда струму блискавки перевищить 40 кА, то перенапруга виявиться більше 70 кВ. Щоб уникнути цього застосовують РВМ (зберігаючи незмінним відстань до трансформатора).