5.2 Расчет защитного заземляющего устройства пс Сорокино

Целью расчета защитного заземляющего устройства является определение его геометрических размеров, позволяющих обеспечить выполнение норм на заземляющее устройство.

Расчет заземлителей как в однородной, так и в многослойной земле можно выполнять по допустимому сопротивлению растеканию тока заземлителя. Наш объект оборудован электроустановками, работающими на напряжении менее 1 кВ, и запитан от трансформатора мощностью более 100 кВА, следовательно, согласно ПУЭ, допустимое сопротивление защитного заземляющего устройства не должно превышать 0,5 Ом [2].

Территория подстанции представлена двухслойной землей: верхний слой, мощностью h₁=1 м., состоит из слоя с удельным сопротивлением ₁=150 Ом·м, а нижний – из почвы с ₂=40 Ом·м.

Предполагается сооружение заземлителя с внешней стороны птичника с расположением вертикальных электродов по периметру птичника L₁L₂ 96x14 м.

В качестве искусственных заземлителей принимаем:

а) вертикальные стержневые электроды диаметром d=20 мм и длиной l₁=4 м;

б) горизонтальные электроды из стальной полосы размером аb=404мм;

с) верхние концы вертикальных заземлителей заглубляем на глубину Н₁=0,7м, а горизонтальные заземлители располагаем на глубине Н₂=0,8 м.

Схема размещения заземлителей представлена на рис. 7.1.

	а)				б)

Рис. 7.1. Схема размещения вертикальных (а) и горизонтальных (б) заземлителей в двухслойной земле

Сопротивление одиночного вертикального заземлителя – электрода в двухслойной земле определим по формуле [15]:

, (5.1)

где А₀ – коэффициент, сопротивления вертикального заземлителя в двухслойной земле.

Для этого находим соотношение удельных сопротивлений:

По табл. В.1 (Приложение В) найдем:

А₀=0,225

Тогда,

Ом.

Для того чтобы обеспечить нормативное значение сопротивления заземляющего устройства необходимо обеспечить забивку в грунт не менее

(5.2)

вертикальных электродов.

Разместим вертикальные электроды по контуру на расстоянии с=8 м друг от друга, то – есть при соотношении:

.

Тогда, коэффициент использования вертикальных электродов приблизительно можно принять равным _в=0,76 (соответственно при размещении электродов по контуру).

Более точное значение числа вертикальных электродов составит:

Согласно плану размещения заземляющего устройства, окончательно принимаем количество вертикальных электродов равным n=24 штуки.

Сопротивление группы вертикальных электродов с учетом взаимного экранирования будет равно:

Ом. (5.3)

Все вертикальные электроды размещенные по контуру, соединим между собой при помощи электросварки горизонтальным заземлителем из стальной полосы 304 мм. Кроме того, с целью выравнивания потенциалов внутри площадки подстанции из этой же стальной полосы выполним металлическую сетку, сопротивление которой учитывать не будем.

Сопротивление растеканию тока Rго одиночного горизонтального заземлителя (электрода), размещенного в верхнем слое двухслойной земли параллельно её поверхности, при известных 1, 2, Н2, и определим по формуле:

(5.4)

где В₀=0,032 – коэффициент, сопротивления горизонтального заземлителя в двухслойной земле, выбранный по табл. В.3 (Приложение В).

Тогда,

R_го=0,03240=1,3 Ом.

Сопротивление растеканию горизонтального электрода с учетом экранирующего вертикальных электродов, которые он соединяет, определим по формуле:

(5.5)

где _г=0,8 – коэффициент использования горизонтального полосового электрода, соединяющего вертикальные электроды группового заземлителя, выбранный по табл. В.4 (Приложение В).

Тогда,

Ом.

Зная сопротивления растеканию групповых вертикальных и горизонтальных заземлителей, можем определить общее сопротивление заземляющего устройства по формуле:

Ом. (5.6)

R₃=0,4<0,5Ом.

Следовательно можно рекомендовать данное заземляющее устройство для защиты нашего объекта.