33.5. Вынесенные потенциалы

Потенциал может быть вынесен или внесен нулевым проводом 380/220В, проводами линии связи, железнодорожными рельсами, трубопроводами и др.

Рассмотрим вынос потенциала (рис. 33.7)

Рис. 33.7

Сеть (6-35)кВ в данном случае не заземлена. При замыкании с заземлителя стекается емкостный ток. Заземлитель приобретает потенциал U_з, который по нулевому проводу выносится за пределы подстанции. Потенциал должен быть ограничен до безопасного значения.

В эффективно-заземленных сетях потенциал заземлителя достигает несколько киловольт. Ограничение потенциала до безопасного значения невозможно.

Трансформаторы, предназначенные для питания местных сетей 380/220В выносятся за пределы установки. Для заземления нейтралей этих трансформаторов предусматриваются отдельные заземлители.

Рассмотрим внесение потенциала извне к электроустановку (рис. 33.8).

Рис. 33.8

При замыкании в сети ВН человек оказывается под напряжением близким к потенциалу заземлителя, который в эффективно-заземленных сетях очень высок. Для безопасности предусмотрены разделительные трансформаторы, катушки индуктивности.

Человек получает электротравму:

• Если ток, стекающий с заземлителя достигает максимального значения;

• Высокая влажность земли;

• Присутствие самого человека в опасном месте;

• Отсутствие индивидуальных средств защиты;

• Длительное время воздействия.

33.6. Определение расчетных токов для проектирования заземляющих устройств

В эффективно- заземляющих сетях ток однофазного к.з. определяется:

где cверхпереходное ЭДС;

ррезультирующие индуктивные сопротивления прямой и нулевой последовательностей.

Рассмотрим растекание тока в пределах электроустановки (рис. 33.9)

Рис. 33.9

Часть тока замыкания I_з,1 тент через нейтраль трансформатора электроустановки 1, другая часть течет через нейтраль установки 2.

Потенциал заземлителя определяется током I_з,2:

(33.8)

где сопротивление нулевой последовательности трансформатора Т1.

Если замыкание происходит за пределами установки (рис. 33.10), то через заземлитель установки 1 протекает ток:

Рис. 33.10

Если 2 , то наибольший ток I_з будет при замыкании в пределах рассматриваемой электроустановки.

Если 2 , то I_з будет наибольший при внешних замыканиях. Если грозотрос ВЛ присоединен к заземляющему устройству электрической станции или подстанции, то часть тока будет протекать через трос. В этом случае ток, стекающийся заземлителя будет немного меньше значений, вычисленных по формулам.

Обычно электрические станции и подстанции связаны с сетями различных напряжений, заземлены различно. В этом случае заземляющее устройство выполняется единым и должно отвечать требованиям каждой сети.

33.7. Расчёт заземлителя в однородном грунте

Распределение тока в земле вблизи заземлителя определяется активным сопротивлением земли.

При определении потенциала вблизи заземлителя ведут расчет как при постоянном токе методом узловых потенциалов.

В общем случае, когда имеется n проводников с токами , можно записать систему уравнений:

;

;

…

;

где собственное сопротивление одиночного заземлителя;

взаимное сопротивление заземлителей;

ток, стекающий с одиночных заземлителей;

потенциал заземлителей.

Расчёт в однородном грунте

Потенциал в любой точке запишется:

(33.9)

линейная плотность тока, стекающего с заземлителя;

расстояние от элемента dl до рассматриваемой точки.

Взаимное сопротивление проводника из (33.9) подставим U_A

(33.10)

Выражение (33.9) может быть использовано для определения потенциала в соседнем проводнике l₂ (рис. 33.11)

Рис. 33.11

Взаимные и собственные сопротивления определяются через средний потенциал (отсюда название метода).

Средний потенциал определяется выражением:

(33.11)

Взаимное сопротивление проводников:

(33.12)

Чтобы определить собственное сопротивление проводника, для этого определяется собственный потенциал:

(33.13)

В этом случае точка А переносится на проводник l₁.

Собственное сопротивление:

Сопротивление заземлителя: (33.14)