Расчет заземляющего устройства подстанции

В электроустановках напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью, используемой для заземления, сопротивление заземляющего устройства не должно быть более 4 Ом.

Для электроустановок напряжением 10 кВ с изолированной нейтралью сопротивление должно удовлетворять условию

R_зU_з/I_з,

где U_з= 125 В, если заземляющее устройство одновременно используется и для установок до 1000 В;

I_з– расчетный ток заземления на землю

I_з=

L_kи L_в– суммарная длина электрически связанных между собой кабельных и воздушных линий,

Из двух значений сопротивления заземления выбираем наименьшее, значит R_з= 4 Ом.

Заземлители бывают искусственные и естественные. Обычно контур заземления строится из искусственных заземлителей – металлических стержней длиной 5 м сечением 12-16 мм. Сопротивление растеканию заземлителей в основном зависит от удельного сопротивления грунта ρ, которое в свою очередь зависит от состава почвы, температуры и т.д.

Таблица 22

Удельное сопротивления грунтов

Вид грунта	Удельное сопротивление грунта ρ (Ом*м)
Песок
Суглинок
Глина
Садовая земля
Чернозем
Торф

При этом необходимо учитывать сезонные колебания. Увеличение удельного сопротивления земли в зимнее и сухое летнее время учитывается с помощью коэффициента повышения, который показывает, во сколько раз расчетное удельное сопротивление грунта больше по сравнению с измеренным в теплое время года.

Таблица 23

Расчетные значения коэффициентов повышения сопротивления грунтов

Характер грунта	Глубина заложения, м	Расчетные коэффициенты
Ψ₁	Ψ₂	Ψ₃
Суглинок	0,8-0,38	2,0	1,5	1,4
Глина	0-2	2,4	1,36	1,2
Песок	0-2	2,4	1,56	1,2
Гравий с примесью глины	0-2	1,8	1,2	1,1
Известняк	0-2	2,5	1,51	1,2
Садовая земля	0-3	-	1,32	1,2

Расчетное значение удельного сопротивления грунта в месте установки заземления

ρ_расч.= ρ* ψ₂(Ом*м)

Сопротивление одного пруткового заземлителя

R_од.= 0,227*ρ_расч. (Ом)

Принимаем размещение заземлителей в ряд с расстоянием между ними

а = 2,5; 5; 10 м.

Число заземлителей

n = (шт.)

где Р - величина периметра в метрах

Определяем величину сопротивления всего контура заземляющего устройства

R_з.у.= ;

Значение -коэффициента экранирования при размещении заземлителей по контуру подстанции выбираем по табл.18

Таблица 24

Значения коэффициента экранирования

Число трубчатых заземлителей	Коэффициент экранирования η при отношении расстояния между заземлителями к их длине (а/ℓ)

	0,78	0,67	0,59
	0,72	0,6	0,43
	0,71	0,59	0,42
	0,68	0,52	0,37
	0,64	0,48	0,33
	0,61	0,44	0,3