Расчет защитного заземляющего устройства

Заземляющее устройство ТП переменного тока ( рис. 5) исполняют роль одновременно защитных, рабочих, грозозащитных. В качестве заземлителей используют искусственный заземлитель, называемый иначе контуром заземления подстанции КЗП, охватывающий практически всю территорию тяговой подстанции; рельсы подъездных путей тяговой подстанции РПП; рельсы главных путей станции или перегона РГП, проходящие вблизи тяговой подстанции; другие естественные заземлители ЕЗ- водопроводные и прочие металлические подземные коммуникации, проложенные по территории подстанции, оболочки металлических кабелей, напряжением до 1000 В и выше. Контур КЗП выполняют в виде горизонтальной сварной сетки из стальных полос 2 сечением 40 5 мм, положенных на ребро, и вертикальных элементов 1 из стальных уголков, сечением 63 63 5 мм, приваренных к сетке по периметру и по углам ячеек, где установлены опоры с молниеотводами 4. И сетка, и верхние края вертикальных элементов погружены в землю на 0,7 м. Места сварки полос сетки, а также полос и вертикальных элементов покрыты битумом для защиты от коррозии. Арматура опор 4 для уменьшения сопротивления растеканию импульсным токам разряда молнии приварена к полосам сетки сетки в трех-четырех местах полосами 3 сечением 25 4 мм. В местах, где при выходе с территории подстанции обслуживающий персонал пересекает границу сетки и попадает в зону повышенных градиентов потенциалов земли, устроены так называемые козырьки в виде нескольких параллельных полос 12, приваренных к основной сетке, причем каждая следующая со стороны выхода располагается на все большей глубине: сетка на глубине 0,7 м,

Первая полоса – 1,0 м, вторая – 1,5 м. Такое размещение полос в козырьке улучшает распределение потенциала на поверхности земли и, тем самым, уменьшает шаговые напряжения.

Рельсы РПП приварены к полосам сетки со всех местах их пересечений соединительными полосами 6, сечением 40 5 мм. К КЗП и РПП неизолированным, отслужившим свой срок службы рельсом 5, проложенным на глуби не примерно 0,3 м, присоединены выводы фазы стихийные бедствия трансформаторов.

Рис.10 Принципиальная схема заземляющего устройства тяговой подстанции переменного тока

К РПП рельс 5 приварен в точке 8, а к КЗП – в местах его пересечения с полосами сетки в точках 11. Спуски от фаз стихийные бедствия трансформаторов к рельсу 5 выполнены за выключателями вводов РУ 27,5 кВ отрезками шин 9. Рельсы РГП, проходящие вблизи тяговой подстанции, соединяют с КЗП рельсовым фидером 13. К КЗП должны быть присоединены естественные заземлители всех типов, находящихся на территории тяговой подстанции, например, металлические оболочки силовых кабелей 14, металлические водопроводы и другие коммуникации 15, а также все части оборудования, подлежащие заземлению. Оборудование, расположенное, а помещениях закрытой части подстанции, соединяют заземляющими проводниками с полосами КЗП, расположенными по стенкам кабелей каналов.

В целях выравнивания электрического потенциала н а территории тяговой подстанции на глубине м прокладывают продольные и поперечные горизонтальные заземлители и соединяют их между собой в заземляющую сетку.

По плану расположение электрооборудования в соответствии с нормативными требованиями к расположению продольных и поперечных горизонтальных заземлителей определяют общую длину горизонтальных заземлителей L_Г. В условиях курсового проекта, когда план расположения электрооборудования не разрабатывается, L_Г можно определить по выражению:

, (9.1)

где S – площадь территории тяговой подстанции, м²;

Получим: м;

Длину вертикального заземлителя принимаем м.

Для снижения эффекта взаимного экранирования вертикальные заземлители следует размещать по периметру горизонтальной заземляющей сетки на расстоянии , т.е. друг от друга.

Число вертикальных заземлителей определяется по выражению:

(9.2)

;

Сопротивление заземляющего устройства R состоящего из горизонтальной сетки и вертикальных заземлителей, определяется выражением:

(9.3)

где при

- относительная глубина погружения в землю вертикальных электродов:

(9.4)

м;

Подставив числовые значения получим:

Ом;

Общее сопротивление заземляющего устройства следует определять с учетом естественных заземлителей , сопротивление которых можно принять равным 3 Ома. Тогда значение будет равно: