Расчет заземления

Все металлические части электроустановок, нормально не находящиеся под напряжением, но могущие под ним оказаться вследствие повреждения изоляции, должны быть надёжно соединены с землёй. Такое заземление называется защитным, так как его задачей является защита обслуживающего персонала от опасных напряжений прикосновения. В электрических установках заземляются корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, вторичные обмотки измерительных трансформаторов, приводы электрических аппаратов, каркасы РУ, РП, ЩСУ, РЩ, ЩО, металлические корпуса кабельных муфт, металлические оболочки и броня кабелей, проводов, металлические конструкции зданий и сооружений и другие металлические конструкции, связанные с установкой электрооборудования. Кроме того, заземление, которое предназначено для создания нормальных условий работы аппарата или электроустановки называется рабочим заземлением. К рабочему заземлению относится заземление нейтралей трансформаторов, генераторов, дугогасительных катушек. Без рабочего заземления аппарат не может выполнить своих функций или нарушается режим работы электроустановки. Наконец, для защиты оборудования от повреждений ударом молнии применяется грозозащита с помощью разрядников, стержневых и тросовых молниеотводов, которые присоединяются к заземлителям. Такое заземление называется грозозащитным. Обычно для выполнения всех трех типов заземления используют одно заземляющее устройство.

Произведём расчёт устройства заземления для трансформаторной подстанции № 3. Так как на трансформаторной подстанции есть электроустановки на различные напряжения (10/0,4), то согласно [15] допустимое сопротивление заземляющего устройства .

Сопротивление заземляющего устройства должно быть R₃≤125/I₃≤4 Ом в любое время года.

, где – напряжение сети, кВ;

l – общая длина сети, км.

Тогда сопротивление заземляющего устройства:

Ом.

Так как отсутствуют естественные заземлители, то предусматриваем сооружение искусственного заземлителя с сопротивлением .

В качестве искусственного заземлителя принимаем вертикальные стальные трубы диаметром 20 мм и длиной 3 м. Верхние концы труб располагаются на глубине 0,7 м от поверхности земли и соединяются между собой полосовой сталью размером 40×4 мм с помощью электросварки.

Определим расчётное удельное сопротивление грунта для вертикальных и горизонтальных электродов заземлителей по формуле:

где - коэффициент сезонности, учитывающий высыхание грунта летом и промерзание его зимой, для Иркутской области равен: вертикальные заземлители - 1,8, горизонтальные заземлители - 4,5 [7];

- сопротивление грунта, для суглинка .

Определяем сопротивление растеканию одного вертикального электрода:

Предварительное число вертикальных заземлителей:

Заземлитель будет размещаться по контуру трансформаторной подстанции длина которого составляет 6 метров, а ширина 3 метров, при размещении вертикальных заземлителей на расстоянии 3 метров между ними в контуре будет 6 вертикальных заземлителей, а длина полосы связывающей их будет составлять 18 метров.

Определяем расчетное сопротивление растеканию соединительных горизонтальных электродов по формуле: