Что может быть использовано в качестве естественных заземлений электроустановки
ликбез от дилетанта estimata
Новичку об основах в области экстремальных и чрезвычайных ситуаций, выживания, туризма. Также будет полезно рыбакам, охотникам и другим любителям природы и активного отдыха.
понедельник, 18 февраля 2019 г.
Что можно и что нельзя использовать в качестве естественного заземлителя
В статье Чем отличается зануление от заземления простыми словами было упомянуто заземление.
В этой же статье постараюсь указать что можно, а что нельзя использовать в качестве естественного заземлителя, т.е. такого заземлителя, который не надо делать специально при подключении заземления.
Не учитывание ниже приведенной информации может привести к несчастному случаю, в том числе массовому.
Что можно использовать в качестве естественных заземлителей
На момент написания статьи действовала 7 редакция правил устройства электроустановок (ПУЭ-7). Согласно этих правил, в пункте 1.7.109 указано что может быть использовано в качестве естественных заземлителей. Это
1) металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей, в том числе железобетонные фундаменты зданий и сооружений, имеющие защитные гидроизоляционные покрытия в неагрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных средах;
2) металлические трубы водопровода, проложенные в земле;
3) обсадные трубы буровых скважин;
4) металлические шпунты гидротехнических сооружений, водоводы, закладные части затворов и т.п.;
5) рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных и железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами;
6) другие находящиеся в земле металлические конструкции сооружения;
7) металлические оболочки бронированных кабелей, проложенных в земле. Оболочки кабелей могут служить единственными заземлителями при количестве кабелей не менее двух. Алюминиевые оболочки кабелей использовать в качестве заземлителей не допускается.
Что нельзя использовать в качестве естественных заземлителей
Не допускается использовать в качестве заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов и смесей и трубопроводов канализации и центрального отопления. Указанные ограничения не исключают необходимости присоединения таких трубопроводов к заземляющему устройству с целью уравнивания потенциалов в соответствии с 1.7.82.
Не следует использовать в качестве заземлителей железобетонные конструкции зданий и сооружений с предварительно напряженной арматурой, однако это ограничение не распространяется на опоры ВЛ (воздушных линий) и опорные конструкции ОРУ (открытых распределительных устройств).
Возможность использования естественных заземлителей по условию плотности протекающих по ним токов, необходимость сварки арматурных стержней железобетонных фундаментов и конструкций, приварки анкерных болтов стальных колонн к арматурным стержням железобетонных фундаментов, а также возможность пользования фундаментов в сильноагрессивных средах должны быть определены расчетом.
Что можно использовать в качестве естественного заземлителя?
Нередко при организации заземления на объекте у монтажников и заказчиков возникает вопрос — можно ли использовать элементы строений и смежных конструкций в качестве заземлителей: трубы, фундаменты, опоры забора и пр.?
Ответ на этот вопрос представлен в Правилах устройства электроустановок 7 изд.:
1. Согласно пункту 1.7.109 в качестве естественных заземлителей могут быть использованы:
1) металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей, в том числе железобетонные фундаменты зданий и сооружений, имеющие защитные гидроизоляционные покрытия в неагрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных средах;
2) металлические трубы водопровода, проложенные в земле;
3) обсадные трубы буровых скважин;
4) металлические шпунты гидротехнических сооружений, водоводы, закладные части затворов и т. п.;
5) рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами;
6) другие находящиеся в земле металлические конструкции и сооружения;
7) металлические оболочки бронированных кабелей, проложенных в земле. Оболочки кабелей могут служить единственными заземлителями при количестве кабелей не менее двух. Алюминиевые оболочки кабелей использовать в качестве заземлителей не допускается.
На фото: использование естественных конструкций в качестве заземлителей |
2. Пункт 1.7.110. гласит:
Не допускается использовать в качестве заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов и смесей и трубопроводов канализации и центрального отопления. Указанные ограничения не исключают необходимости присоединения таких трубопроводов к заземляющему устройству с целью уравнивания потенциалов в соответствии с пунктом 1.7.82.
На фото: заземляющий проводник подключен к трубопроводу, используется в системе уравнивания потенциалов |
Занимайтесь заземлением и молниезащитой правильно! Получите бесплатно консультацию по выбору, расчётам и монтажу у наших технических специалистов!
ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7
Раздел 1. Общие правила
Глава 1.7. Заземление и защитные меры электробезопасности
Заземлители
1.7.109. В качестве естественных заземлителей могут быть использованы: ¶
1) металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей, в том числе железобетонные фундаменты зданий и сооружений, имеющие защитные гидроизоляционные покрытия в неагрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных средах; ¶
2) металлические трубы водопровода, проложенные в земле; ¶
3) обсадные трубы буровых скважин; ¶
4) металлические шпунты гидротехнических сооружений, водоводы, закладные части затворов и т.п.; ¶
5) рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных и железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами; ¶
6) другие находящиеся в земле металлические конструкции сооружения; ¶
7) металлические оболочки бронированных кабелей, проложенных в земле. Оболочки кабелей могут служить единственными заземлителями при количестве кабелей не менее двух. Алюминиевые оболочки кабелей использовать в качестве заземлителей не допускается. ¶
1.7.110. Не допускается использовать в качестве заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов и смесей и трубопроводов канализации и центрального отопления. Указанные ограничения не исключают необходимости присоединения таких трубопроводов к заземляющему устройству с целью уравнивания потенциалов в соответствии с 1.7.82. ¶
Не следует использовать в качестве заземлителей железобетонные конструкции зданий и сооружений с предварительно напряженной арматурой, однако это ограничение не распространяется на опоры ВЛ и опорные конструкции ОРУ. ¶
Возможность использования естественных заземлителей по условию плотности протекающих по ним токов, необходимость сварки арматурных стержней железобетонных фундаментов и конструкций, приварки анкерных болтов стальных колонн к арматурным стержням железобетонных фундаментов, а также возможность пользования фундаментов в сильноагрессивных средах должны быть определены расчетом. ¶
1.7.111. Искусственные заземлители могут быть из черной или оцинкованной стали или медными. ¶
Искусственные заземлители не должны иметь окраски. ¶
Материал и наименьшие размеры заземлителей должны соответствовать приведенным в табл.1.7.4. ¶
1.7.112. Сечение горизонтальных заземлителей для электроустановок напряжением выше 1 кВ следует выбирать по условию термической стойкости при допустимой температуре нагрева 400 °С (кратковременный нагрев, соответствующий времени действия защиты и отключения выключателя). ¶
В случае опасности коррозии заземляющих устройств следует выполнить одно из следующих мероприятий: ¶
увеличить сечения заземлителей и заземляющих проводников с учетом расчетного срока их службы; ¶
применить заземлители и заземляющие проводники с гальваническим покрытием или медные. ¶
При этом следует учитывать возможное увеличение сопротивления заземляющих устройств, обусловленное коррозией. ¶
Траншеи для горизонтальных заземлителей должны заполняться однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора. ¶
Не следует располагать (использовать) заземлители в местах, где земля подсушивается под действием тепла трубопроводов и т.п.¶
Что можно использовать в качестве естественного заземлителя?
Монтаж заземлителя такого типа производится при соответствии параметров заземляющего устройства с профильными требованиями. При выявлении несоответствующих технических характеристик у заземлителя предусмотрено обязательное доведение их до нормативных. Основой естественного заземлителя может служить металлическая конструкция любого внешнего вида.
Естественный заземлитель: что можно использовать
Стандартизация применения заземлителей в электроустановках зданий регламентируется в материалах следующей документации:
Основным требованием при применении естественного контура выступает его устойчивость к протекающим токам короткого замыкания. Исключается вариант возможного нарушения работоспособности связанных с заземлителями устройств.
Естественный заземлитель предусматривает строение конструкции, которая постоянно находится в земле. В качестве заземляющих устройств такого типа принято использовать:
Соответствие требованиям ПУЭ по соотношению сечения проводимости — общеобязательный аспект выбора любого устройства в качестве заземляющего элемента. Естественный заземлитель соединяется с заземляющей магистралью электроустановки в двух и более местах.
В качестве естественного контура запрещено применять:
Естественный заземлитель используется повсеместно — лишь при необходимости уменьшения потенциалов протекающих по нему токов, которые уходят в землю, предусматривается использование искусственных заземляющих устройств.
Искусственный и естественный заземлитель: преимущества
Искусственный контур специально выполняется для реализации заземления. Производятся соответствующие расчеты, определяется, какое оптимальное количество стержней необходимо смонтировать для реализации надлежащего сопротивления. Работа трудоемкая, требуется закупка определенных материалов для создания конструкции.
Примеры специальных заземляющих устройств:
Преимуществом электромонтажа заземления с применением естественного заземляющего устройства выступает его бюджетность:
Очень распространена технология производства заземления с использованием железобетонного фундамента в качестве естественного заземлителя.
Заземление посредством железобетонного фундамента
Выбор такой конструкции в качестве заземлителя можно осуществить лишь при соответствии физических основ фундамента (гидрофильность бетона) с количественными показателями влажности грунта.
Допускается реализация такого технологического варианта заземления только при условии наличия влажности грунта, на котором находится объект, свыше 3 %. Меньший показатель такой характеристики почвы отразится на гидрофильности бетона: произойдет мощное электрическое сопротивление, железобетонная конструкция потеряет свойства заземлителя.
Естественный заземлитель посредством железобетонного фундамента практичнее применять при таких условиях:
Нормативная стандартизация применения такого типа заземлителя предусматривает варианты, когда его запрещено использовать в системе заземления объекта.
Когда не применяются железобетонные конструкции
Сборный железобетонный фундамент обладает хорошими структурными характеристиками как по прочности конструкции, так и по долговечности. Подводить заземляющий проводник к такому фундаменту не запрещено.
Главное — произвести правильное соединение элементов конструкции. Скрепив между собой арматуру соседних блоков, можно удостовериться в надежности конструкции, а потом приступить к производству заземляющего устройства.
Если выполнить такое соединение нет возможности, лучше прибегнуть к применению искусственного заземлителя. Производить соединения такого типа конструкций нужно с учетом профильной стандартизации производства таких работ.
Принцип соединения железобетонных конструкций
Соединения между деталями производятся, ориентируясь на образование между ними электрической цепи (проходит по металлу). Заблаговременно подготавливаются закладные элементы внутри железобетонных конструкций, посредством которых реализуется соединение технологического или электрического оборудования для последующего заземления.
Наличие болтов, заклепок, сварки или аналогичных соединений позволит смонтировать постоянную коммутационную электрическую цепь. При отсутствии подобных соединений предусмотрен вариант создания аналогичных соединений с использованием гибких перемычек. Эти элементы привариваются к частям конструкции. Стандартизация сечения перемычек составляет 100 кв. мм и выше.
Заключение
Реализуется естественное заземление в соответствии с нормативными стандартами, с учетом внешних и внутренних факторов воздействия, исходя из анализа строительных особенностей объекта.
Естественный заземлитель может выступать в качестве основного заземляющего устройства, но только когда реализуется основная функция заземления — обеспечение надлежащего уровня электробезопасности.
Что может быть использовано в качестве естественных заземлений электроустановки
Заземление электроустановок – это преднамеренное соединение электроустановок с заземляющим устройством с целью сохранения на них достаточно низкого потенциала и обеспечения нормальной работы системы в выбранном режиме.
Различают три вида заземлений:
Все системы заземления различного назначения объединяются между собой в общую систему заземления подстанции, что позволяет уменьшить суммарное сопротивление заземления и затраты на заземляющее устройство. Однако заземление молниезащиты отдельно стоящих молниеотводов, тросов, разрядников, находящихся за оградой объекта, желательно выполнять по возможности сосредоточенными и обособленными от подстанционных заземлений, чтобы предотвратить занос высоких потенциалов на общую систему заземления, на корпуса, каркасы и опорные конструкции оборудования.
Заземляющее устройство состоит из заземлителя, располагаемого в земле, и проводника, соединяющего заземляемый элемент установки с заземлителем. Заземлитель может состоять из одного или нескольких вертикальных и горизонтальных электродов и характеризуется сопротивлением, которое окружающая земля оказывает стекающему току. Сопротивление заземлителя определяется отношением потенциала заземлителя к стекающему с него току.
Сопротивление общей системы заземления подстанции должно удовлетворять требованиям к заземлению того электрооборудования, для которого необходимо наименьшее сопротивление заземляющего устройства.
Для выполнения заземления используют естественные и искусственные заземлители.
В качестве естественных заземлителей используют водопроводные трубы, металлические трубопроводы, проложенные в земле, обсадные трубы скважин, металлические и железобетонные конструкции зданий, находящиеся в соприкосновении с землёй, свинцовые оболочки кабелей, заземлители опор воздушных линий и др.
Естественные заземлители должны быть связаны с магистралями заземлений не менее чем двумя проводниками в разных точках.
В качестве искусственных заземлителей применяют прутковую круглую, угловую, трубную и полосовую сталь, согласно таблицы 14.1 глава 1.7 [10]. Количество заземлителей (стержней) определяется расчётом в зависимости от необходимого сопротивления заземляющего устройства или допустимого напряжения прикосновения.
Размещение искусственных заземлителей производится так, чтобы достичь равномерного распределения электрического потенциала на площади, занятой электрооборудованием. Для этой цели на территории открытого распределительного устройства (ОРУ) подстанции прокладывают заземляющие полосы на глубине 0,5 – 0,8 м вдоль рядов оборудования и в поперечном направлении, т.е. образуется заземляющая сетка, к которой присоединяется заземляющее оборудование.
Требования к расчету защитного заземления зависят от режима работы нейтралей электроустановок и принципиально отличаются.
Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле
Материал | Профиль сечения | Диаметр, мм | Площадь поперечного сечения, м 2 | Толщина стенки, мм |
Сталь черная | Круглый: для вертикальных заземлителей; | 16 | – | – |
для горизонтальных заземлителей | 10 | – | – | |
Прямоугольный | – | 100 | 4 | |
Угловой | – | 100 | 4 | |
Трубный | 32 | – | 3,5 | |
Сталь оцинкованная | Круглый: для вертикальных заземлителей; | 12 | – | – |
для горизонтальных заземлителей | 10 | – | – | |
Прямоугольный |   | 75 | 3 | |
Трубный | 25 | – | 2 | |
Медь | Круглый | 12 | – | – |
Прямоугольный | – | 50 | 2 | |
Трубный | 20 | – | 2 | |
Канат многопроволочный | 1,8* | 35 | – |
*Диаметр каждой проволоки.
Расчёт заземления производится для определения количества стержневых заземлителей, которые должны быть размещены по намеченному конструкциями контуру. Прежде чем приступить к расчёту заземления необходимо определить размеры подстанции (наметить план размещения оборудования в ОРУ).
Требования к заземлению зависят от режима работы нейтрали электроустановок, и расчёт производится по разным методикам. Параметры заземляющего устройства в значительной степени определяется характеристикой грунта, в котором устанавливается заземлитель. Удельное сопротивление ( r ) определяется путём измерения, а при учебном проектировании его ориентировочно можно принимать по табл. 14.2, вид грунта задаётся преподавателем при выдаче задания на проектирование.
Удельное сопротивление грунтов
Грунт | ρ, Ом·м | |
Возможные пределы | Значения, рекомендуемые для предварительных расчетов | |
Песок | 400-1000 | 700 |
Супесь | 150-400 | 300 |
Суглинок | 40-150 | 100 |
Глина | 8-70 | 40 |
Садовая земля | 40 | 40 |
Чернозем | 10-50 | 20 |
Торф | 20 | 20 |
Рекомендуемые в таблице данные относятся к значениям при влажности 10-20 % к весу грунта, поэтому табличное значение ρнеобходимо увеличить на сезонный коэффициент ( k С ), который зависит от размеров заземляющего устройства, определяемых его площадью и длиной вертикальных электродов, электрического строения грунта, сезонного коэффициента удельного сопротивления грунта, географического района расположения подстанции. Значения k С для горизонтальных и вертикальных электродов приведены в таблице 14.3.
Сезонные коэффициенты удельного сопротивления грунта kС
Данные, характеризующие климатические зоны и тип применяемых контрольных электродов | Климатические зоны | |||
1-я | 2-я | 3-я | 4-я | |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
1. Климатические признаки зон Средняя многолетняя низшая температура (январь), О С | От –20 до –15 | От-14 до –10 | От –10 до 0 | От 0 до +5 |
Средняя многолетняя высшая температура (июль), О С | От +16 до +18 | От +18 до +22 | От +22 до +24 | От +24 до +26 |
Среднегодовое количество осадков, см | 30-50 | |||
Продолжительность замерзания в год, дней | 190–170 | 0 | ||
2. Значения коэффициента К МАХ а) при применении стержневых электродов длиной 2–3 м на глубине заложения их вершины 0,5–0,8 м | 1,8-2,0 | 1,5-1,8 | 1,4-1,6 | 1,2-1,4 |
б) при применении протяжных электродов и глубине заложения 0,8 м | 4,5-7,0 | 3,5-4,5 | 2,0-2,5 | 1,5-2,0 |
Расчётное сопротивление грунта определяется
ρ РАСЧ = k С ∙ ρ | (14.1) |
Простые заземляющие устройства рассчитываются по следующим формулам:
для вертикального трубчатого электрода
для вертикального электрода из угловой стали
для горизонтального заземлителя из полосовой стали
для горизонтального заземлителя из прутковой стали
для кольцевого заземлителя из полосовой стали
для кольцевого заземлителя из прутковой стали
где l – длина заземлителя, м;
d – диаметр заземлителя, м;
t – глубина заложения заземлителя (для вертикальных электродов – расстояние от поверхности земли до середины электрода), м;
b – ширина полосы (для угловой стали – ширина полки), м;
D – диаметр кольца, м.
Коэффициенты использования заземлителей из труб или уголков, размещённых в ряд ( η в )
Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине a/l | Число труб (уголков) n | η в |
1 | 2 | 3 |
1 | 4 6 10 20 40 60 100 | 0,66-0,72 0,58-0,65 0,52-0,58 0,44-0,50 0,38-0,44 0,36-0,42 0,33-0,39 |
2 | 4 6 10 20 40 60 100 | 0,76-0,80 0,71-0,75 0,66-0,71 0,61-0,66 0,55-0,61 0,52-0,58 0,49-0,55 |
3 | 4 6 10 20 40 60 100 | 0,84-0,86 0,78-082 0,74-0,78 0,68-0,73 0,64-0,69 0,62-0,67 0,59-0,65 |
Коэффициенты использования соединительной полосы в контуре ( η Г )
Отношение расстояния между заземлителями к их длине a/l | Число труб (уголков) в контуре заземления n | ||||||||
4 | 6 | 8 | 10 | 20 | 30 | 50 | 70 | 100 | |
1 2 3 | 0,45 0,55 0,70 | 0,40 0,48 0,64 | 0,36 0,43 0,60 | 0,34 0,40 0,56 | 0,27 0,32 0,45 | 0,24 0,30 0,41 | 0,21 0,28 0,37 | 0,20 0,26 0,35 | 0,19 0,24 0,33 |
Расчёт заземляющих устройств в сетях с изолированной нейтралью (сети 6-35 кВ) производится в следующем порядке:
— если заземляющее устройство используется одновременно для электроустановок выше и ниже 1000 В
где I 3 – ток замыкания на землю, А;
— если заземляющее устройство используется только для электроустановок выше 1000 В
но в обоих случаях сопротивление не должно превышать 10 Ом при суммарной мощности генераторов или трансформаторов 100 кВ·А и ниже, и не выше 4 Ом при суммарной мощности более 100 кВ·А. Приближенно ток замыкания на землю можно определить по выражению
где U – напряжение сети, кВ;
L в и L к – длина воздушных и кабельных линий, км.
Расчётное сопротивление грунта определяют по формуле 14.1, удельное сопротивление грунта принимают по табл. 14.2.
5. Определяют теоретическое число вертикальных заземлителей
7. Если сопротивление полосы связи не учитывать (идёт в запас расчета), что не приведёт к большой ошибке при небольшой площади распределительного устройства (это характерно для РУ 35-10 кВ), то действительное число стержней определяется:
при необходимости учёта сопротивления соединительной полосы связи
Расчётное сопротивление заземляющего устройства определяется
Рассчитать заземляющее устройство двух трансформаторной подстанции 2×1000 кВ·А напряжением 35/10 кВ. Общая длина электрически связанных воздушных линий напряжением 35 кВ – 87 км, от распределительного устройства 10 кВ отходят пять воздушных линий общей длиной 115 км и одна кабельная линия длиной 5 км. Собственные нужды подстанции получают питание от трансформатора 10/0,38 кВ. Естественных заземлений нет. Удельное сопротивление грунта в районе расположения подстанции при нормальной влажности ρ = 90 Ом·м. Оборудование подстанции расположено на площади S = 20х32 м 2 (рис 14.1).
Ток замыкания на землю на стороне 10 кВ (по формуле 14.10).
Принимаем для расчёта наибольшее значение тока 8,7 А. Так как заземление выполняется общим для электроустановок напряжением выше и ниже 1000 В, то сопротивление необходимо определить по формуле
Сопротивление заземляющего устройства нейтрали трансформатора 0,38 кВ должно быть не более 4 Ом, поэтому последнее требование является определяющим для расчёта R 3 ≤ 4 Ом.
Вертикальные стержни забиваются по контуру на расстоянии 1 м от площади занимаемой оборудованием подстанции (рис 14.1)
Рис.14.1. План заземляющего устройства к примеру 14.1.
1 – площадь, занятая оборудованием (20 х 32 м)
Расчётное сопротивление грунта с учётом сезонного коэффициента k С для вертикальных электродов(для первой климатической зоны см. табл. 14.3)
ρ расч в = 2∙90 = 180 Ом∙м.
Для горизонтальных полос связи:
ρ расч г = 5∙90 = 450 Ом∙м.
Сопротивление стержня (по формуле 14.2)
Сопротивление полосы связи (по формуле 14.4)
необходимое число вертикальных заземлителей по формуле
(округляем до целого числа).
Эти 10 стержней располагаем по периметру подстанции ( l = 2 х 22 + 2 х 34 = 112 м), тогда расстояние между вертикальными электродами
a= l/n Т = 112/10 =11,2 м.
Проведём сначала расчёт заземляющего устройства без учёта сопротивления горизонтальных соединительных полос (идёт в запас расчёта).
Определим действительное число вертикальных электродов с учётом коэффициента экранирования при n = 10 и a/l= 11,2/5 = 2,24 находим по табл. 14.4 и определяем h В = 0,68.
Тогда n д (по формуле 14.13)
Проведём проверочный расчёт, определяем h В при n = 15 и a/l = 112:15:5 = 1,5, з ¢ В = 0,65(таблица 14.3).
Сопротивление полосы в контуре из 10 электродов
где η г = 0,4определено по табл. 14.4 при n = 10 и a/l = 2,24.
Тогда действительное число стержней по формуле (14.14)
Принимаем к монтажу 13 стержней и выполняем проверочный расчёт при n = 13, a = 112:13 = 8,6 м, a/l = 8,6/5 = 1,72 и h В = 0,67(табл. 14.3), h Г = 0,39(табл. 14.5)
что меньше требуемых 4 Ом. Таким образом, учет сопротивления соединительной полосы связи позволяет уменьшить число вертикальных электродов с 15 до 13.
В установках до 1000 В с глухозаземлённой нейтралью сопротивление заземляющего устройства ( R 3 ) к которому присоединяют нейтрали генераторов и трансформаторов должно быть не более величин указанных в табл. 14.6. Эти сопротивления обеспечены с учётом естественных заземлителей и повторного заземления воздушных линий до 1000 В.
Повторные заземления нулевого провода выполняют на концах воздушных линий ответвлений длиной более 200 м и на вводах в здания, электроустановки которые подлежат заземлению.
Сопротивление каждого повторного заземлителя ( R пз ) и общее сопротивление всех повторных заземлителей не должно превышать величин указанных в табл. 14.6.
Допустимые сопротивления заземляющих устройств и повторных заземлителей в сетях ниже 1000 В
Правила разрешают не устраивать повторных заземлений на ответвлениях длиной до 200 м, а так же в кабельных линиях, поскольку обрыв нулевой жилы в них маловероятен. Всё же повторные заземления и в этих условиях полезно иметь с целью снижения напряжения прикосновения при замыкании на корпус.
В соответствии с ПУЭ для электроустановок напряжением до 1000 В с заземлённой нейтралью при удельном сопротивлении земли более 100 Ом м допускается увеличивать указанные в табл. 14.6 нормы в ρ/100 раз, но не более чем в 10 раз [11, § 1.7.62].
В качестве повторных заземлителей следует максимально использовать естественные заземлители, в частности водопровод. Эти заземлители могут наряду с естественными проводниками иметь хорошую связь с нейтралью трансформатора при обрыве нулевых проводников.
Расчёт заземляющих устройств в установках до 1000 В с глухозаземлённой нейтралью производится по методике изложенной в п.14.2.1.
Рассчитать заземляющее устройство трансформаторной подстанции 10/0,38-0,23 кВ с одним трансформатором 400 кВ·А. Сеть 10 кВ работает с изолированной нейтралью, к подстанции подходит воздушная линия длиной 17 км. Ток замыкания на землю равен 12 А. На стороне низкого напряжения нейтраль трансформатора глухозаземлена. От ТП отходят четыре ВЛ 380/220 В, имеющие повторные заземления: Л1 и Л2 по два повторных заземления, на Л3 и Л4 по одному повторному заземлению. Удельное сопротивление грунта, измеренное в дождливую погоду составляет ρ изм = 140 Ом·м. Ток замыкания на землю на стороне 10 кВ I з = 12 А.
Намечаем выполнить заземляющее устройство в виде прямоугольного четырёхугольника, заложенного в грунт. Контур состоит из вертикальных стержней длиной 5 м и диаметром 16 мм, соединённых между собой стальной полосой 40 х 4 мм. Глубина заложения стержней контура 0,8 м.
Определяем расчётное сопротивление грунта по формуле (14.1) для стержневых заземлителей (для условий Сибири – первая климатическая зона таблицы 14.3).
ρ расч в = 1,9 140 = 266 Ом × м
ρ РАСЧ г = 5 140 = 700 Ом × м
Сопротивление вертикального заземлителя из круглой стали (длина стержня 5 м, диаметр 0,016 м, глубина заложения 0,8 м)
Требуемое сопротивление заземляющего устройства
2. К заземляющему устройству присоединена нейтраль обмотки трансформатора, поэтому сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом.
Определяющим явилось второе условие, т.е. требуемое R з ≤ 4 Ом. Сопротивление повторного заземления R пз не должно превышать 30 Ом при ρ расч = 100 Ом × м и ниже. При ρ расч > 100 Ом × м ПУЭ разрешает увеличивать сопротивление повторного заземления до
Определяем расчётное сопротивление заземления нейтрали трансформатора с учётом повторных заземлений
Определяем теоретическое число стержней
Принимаем 9 стержней и располагаем их в грунте на расстоянии 2,5 м друг от друга по контуру подстанции. Длина полосы связи 2,5 x 9 = 22,5 м.
Определяем сопротивление полосы связи по формуле (14.4)
при n = 9, a/l = 2,5/5 = 0,5, h В = 0,52(табл. 14.4) и h Г = 0,34(табл. 14.5).
Тогда действительное число стержней по формуле (14.14)