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 Rч и сопротивлением растекания тока от ступней на землю Rс. На тело человека будет действовать напряжение:
U ч = Uпр – Uс, (5.1)
где Uc = Iч·Rc –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 Iч и длительности его протекания через тело человека. По известному допустимому току Iчдоп, (принято Iчдоп = 0,1 А), найдено допустимое напряжение прикосновения:
(5.3)
где Rч – сопротивление тела человека; принято Rч 1000 Ом;
Заземляющее устройство, выполненное по нормам напряжения прикосновения должно обеспечить в любое время года ограничение Uпр до нормированного значения в пределах всей территории подстанции, а напряжение на заземляющем устройстве Uз должно быть не выше 10 кВ.
|
|
Напряжение на заземлителе получено следующим образом:
(5.4)
где - коэффициент напряжения прикосновения, который равен:
(5.5)
где lв – длина вертикального заземлителя; принята lв =5 м;
LГ – 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 Rч и сопротивления растекания тока от ступеней Rс:
(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, LГ = 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