Расчёт контура заземления. Выбор и расчёт системы заземления тяговой подстанции производят, исходя из условии безопасности напряжения прикосновения

Выбор и расчёт системы заземления тяговой подстанции производят, исходя из условии безопасности напряжения прикосновения. В момент прикосновения человека к заземлённому оборудованию, находящемуся под потенциалом, часть заземлителя шунтируется телом человека R_ч и сопротивлением растекания тока от ступней на землю R_с. На тело человека будет действовать напряжение:

U _ч = U_пр – U_с, (5.1)

где U_c = I_ч·R_c –падение напряжение в сопротивлении растеканию с двух ступней человека на землю.

Если принять ступню за диск радиусом 8 см, то:

(5.2)

где удельное сопротивление верхнего слоя земли, Ом м;

r –радиус ступни, м.

Опасность поражения зависит от тока I_ч и длительности его протекания через тело человека. По известному допустимому току I_чдоп, (принято I_чдоп = 0,1 А), найдено допустимое напряжение прикосновения:

(5.3)

где R_ч – сопротивление тела человека; принято R_ч 1000 Ом;

Заземляющее устройство, выполненное по нормам напряжения прикосновения должно обеспечить в любое время года ограничение U_пр до нормированного значения в пределах всей территории подстанции, а напряжение на заземляющем устройстве U_з должно быть не выше 10 кВ.

Напряжение на заземлителе получено следующим образом:

(5.4)

где - коэффициент напряжения прикосновения, который равен:

(5.5)

где l_в – длина вертикального заземлителя; принята l_в =5 м;

L_Г – общая длина горизонтальных заземлителей, м; зависит от площади подстанции;

а – расстояние между вертикальными заземлителями; принято а = 5 м;

S – площадь заземляющего устройства; принимается равной площади тяговой
подстанции;

М – параметр, зависящий от соотношения сопротивлений верхнего и нижнего слоев грунта; принято М = 0,75;

– коэффициент, определяемый по сопротивлению человека R_ч и сопротивления растекания тока от ступеней R_с:

(5.6)

Площадь проектируемой подстанции принята равной 80×80 м, т. е. 6400 м². Так как площадь больше 1000 м², под землей на глубине 0,7 м прокладывается система заземлителей, образуя сетку с размерами ячеек 5×5 м по всей территории подстанции. (рис. 18). Отсюда S = 6400 м², L_Г = Тогда по формуле (5.5):

Сопротивление заземляющего устройства определено через ток однофазного к.з.
в РУ-110 кВ:

(5.7)

Число электродов искусственного заземления при сопротивлении каждого

(5.8)

План заземляющего устройства

Рис. 14