13.2.2 Требования к заземлению

Каждая ЗУ должна обеспечивать определенную величину так называемого сопротивления растеканию тока R_з, т.е. сопротивления, которое оказывает электрическому току в земле участок почвы от заземлителя до точек с нулевым потенциалом. Так, правилами устройств электроустановок (ПЭУ) предписаны следующие нормируемые значения R_з (Ом):

- для электроустановок напряжением до 1000В:

присоединенная мощность потребителей 100 и более кВА:

(13.1)

присоединенная мощность потребителей менее 100 кВА:

(13.2)

- для электроустановок с напряжением более и менее 1000В одновременно:

(13.3)

но при условии, что в любом случае полученная величина R_з не должна быть больше величины R_з для напряжения до 1000В, т.е.:

(13.4)

или

(13.5)

в зависимости от требований (13.1) или (13.2).

В формуле (13.3) - - расчетный ток однофазного замыкания на землю, равный:

(13.6)

где - фазное напряжение высоковольтного ввода на СП (кВ);

- длины высоковольтных кабельных и воздушных линий, подключенных к ТП РЭС со стороны ВН.

13.2.3. Последовательность расчета заземления

Расчет заземления производится в следующей последовательности.

1. В соответствии с заданием определяется требуемая величина R_з. При собственной электростанции и вводе от РЭС напряжением 0,38 кВ следует принимать условие (13.1) и (13.2) в зависимости от расчетной полной мощности S_p, потребляемой СП. При высоковольтном вводе от РЭС напряжением 10 или 6 кВ заземление выполняется общим для ВН и НН. В этом случае требуемая величина R_з выбирается меньшей из соотношения (13.3), (13.4) или (13.5). При расчете принимать: для сети 10 кВ - ; для сети 6 кВ - .

2. Определяется расчетное удельное сопротивление грунта ρ с учетом климатического коэффициента ψ по формуле:

(13.7)

Значения берутся по табл. 13.1 для выбранного студентом грунта и степени его влажности.

Таблица 13.1

Приближение значения удельных сопротивлений грунта

и климатических коэффициентов

Грунт	Предварительное значение уд. сопротивления грунта, , Ом*м	Значения климатического коэффициента ψ
		При большой влажности грунта	При средней влажности грунта	При сухом грунте
Глина	40	2,4	1,36	1,2
Суглинок	100	2,0	1,5	1,4
Песок	700	2,4	1,56	1,2
Супесь	300	1,5	1,3	1,2
Чернозем	20	2,3	1,32	1,2

3. Выбирается тип вертикальных заземлителей, их размеры (см. п. 13.2.1.).

4. Определяется предварительное число N_пр вертикальных заземлителей и решается вопрос их размещения на плане по замкнутому контуру или в ряд с учетом расстояния между ними (см. п. 13.2.1.). Для требуемой величины (низковольтный ввод на СП) при этом можно руководствоваться рекомендациями табл. 13.2. Для случая ввода высоковольтного провода на СП, когда , следует принимать N_пр = 100… 120.

Таблица 13.2

Предварительное число вертикальных заземлений

при

Грунт	Заземлители
	Из труб, угловой стали длиной 2,5 или 3 м	Стержневой (прутковый) длиной 4 м
Глина	8	6
Суглинок	15	12
Песок	22	17
Супесь	42	33
Чернозем	10	8

5. Рассчитывается сопротивление растеканию тока одиночного вертикального заземления, Ом:

(13.8)

В формуле (13.8) все размеры в метрах и соответствуют рис. 13.2. Выражение (13.8) справедливо для трубчатых или стержневых заземлителей. Если в качестве последних применяются отрезки угловой стали, в формуле должен быть учтен эквивалентный диаметр угловой стали:

(13.9)

где - ширина полки равностороннего уголка (м).

Рис. 13.2

6. Определяется суммарное сопротивление растеканию тока всех параллельно соединенных по отношению к земле N_пр вертикальных заземлителей (Ом) без учета связующей полосы:

(13.10)

где - коэффициент использования вертикальных заземлителей, взаимовлияющих (экранирующих) друг на друга. Значение выбирается по табл. П25 в соответствии с N_пр заземлителей, их размещением и размерами.

7. Находится общая длина L_п (м) стальной полосы, связующей все вертикальные заземлители. Удобнее всего это сделать с помощью плана контура заземления. Длина связующей полосы (м) при установке вертикальных заземлителей:

- в ряд: ;

- в замкнутый контур: (13.11)

где l – расстояние между заземлителями (см. п. 13.2.1).

8. Рассчитывается сопротивление растеканию тока R_п (Ом) связующей полосы, как одиночного горизонтального, углубленного в грунт на глубину (Н_о = 0,6… 0,7 м) заземлителя (рис. 13.3):

(13.12)

где = 0,04 м – ширина полосы.

Рис. 13.3

9. По табл. П26 для принятого размещения и числа N_пр вертикальных заземлителей определяется коэффициент использования связующей полосы, учитывающий влияние (экранирование) вертикальных заземлителей на ее сопротивление R_п. Далее находится фактическое сопротивление растеканию тока связующей полосы (Ом):

(13.13)

10. Рассчитывается фактическое полное расчетное сопротивление (Ом) растеканию тока общего заземляющего контура, в котором вертикальные заземлители и связующая полоса соединены по отношению к земле параллельно:

(13.14)

11. Сравнивается требуемая величина с расчетной . Должно выполняться условие:

(13.15)

При выполнении данного условия записывается окончательное количество вертикальных заземлителей N_з = N_пр. При следует увеличить число вертикальных заземлителей и повторить весь расчет, начиная с п.5. То же следует проделать, если окажется, что , т.к. чрезмерное увеличение N_пр экономически не целесообразно.

Возможно, что потребуется выполнить несколько циклов расчета, увеличивая или уменьшая N_пр до тех пор, пока не будет удовлетворено условие (13.15). При этом в записке следует привести первый и последний циклы, опустив промежуточные, и указать окончательное число вертикальных заземлителей N_з, привести план заземляющего контура, указав расстояние между заземлителями.