Расчет заземляющего устройства станции

Для защиты обслуживающего персонала от опасных напряжений и присоединения средств защиты от грозовых разрядов выполняем одно общее заземляющее устройство.

Площадь станции составляет 5,5 х 5 = 27,5 м2. Принимаем к установке сетчатый заземлитель с размерами S = 5 х 4,5 м2, помимо внешнего замкнутого горизонтального контура состоящий из lБ = 3 продольных полос вдоль длинной стороны и lМ = 4 поперечных полос вдоль короткой стороны. К сетке присоединяем 12 вертикальных электродов длиной lв = 3м.

Верхний слой земли толщиной h1 = 2м состоит из грунта (суглинок) с удельным сопротивлением ?1=60 Ом•м, сопротивление нижнего слоя земли ?2=30 Ом•м (суглинок пластичный). Принимаем глубину заложения горизонтальных заземлителей t = 0,8м.

Ток однофазного КЗ, стекающий с заземлителя, принимаем приблизительно I(1)кз ? 0,5• I(3)кз на шинах 10 кВ подстанции, т.е. I(1)кз ? 100 А.

Так как отношение ?1/?2 = 60/30 = 2, то при расчёте будем учитывать двухслойность земли.

Определим параметр эффективной площади заземлителя

4,7 м.

Находим отношение

0,8.

Так как найденное отношение 0,8 ? 0,5 , то безразмерный параметр А определяем по эмпирической формуле [5]:

А = 0,444 - 0,84 ;

А = 0,444 - 0,84 ·0,8 = - 0,228.

Суммарную длину всех элементов заземлителя определяем как:

L = nБlБ + nМlМ + nвlв . (5.2)

Следовательно, суммарная длина элементов заземлителя составит

L = 3·5 + 4·4,5 + 12·3 = 69 м.

Эквивалентное удельное сопротивление грунта найдем по формуле:

, (5.3)

где ?, ? - коэффициенты, численно равные при ?1> ?2 ? = 3,6 и ? = 0,1. Тогда

= 53,3 Ом.

Сопротивление сетчатого заземлителя в двухслойном грунте:

. (3.4)

Тогда

= - 0,26 + 0,77 = 0,51 Ом.

Чтобы не предусматривать мер по предотвращению выноса опасных потенциалов за пределы станции, напряжение на заземляющем устройстве при стекании с него тока замыкания не должно превышать Uз.доп=5 кВ.

Проверяем действующее напряжение на заземляющем устройстве с учётом тока однофазного КЗ, стекающего с заземлителя:

; (3.5)

Uз = 100·0,51 = 51 В.