Различают естественные и искусственные заземлители.
В качестве естественных заземлителей используют: стальную броню и свинцовые оболочки силовых кабелей, проложенных в земле; металлические конструкции зданий и сооружений, имеющие надежный контакт с землей; трубопроводы проложенные в земле. Не допускается использовать в качестве естественных заземлителей трубопроводы горючих жидкостей и газов, алюминиевые оболочки кабелей.
Если естественные заземлители не обеспечивают требуемое значение сопротивления заземляющего устройства, то применяют искусственные заземлители. Обычно они выполняются из электродов, соединенных на глубине 0,5 – 0,7 м с помощью сварки стальной полосой. В качестве электродов рекомендуется использовать стержни диаметром 12 – 14 мм и длиной 5 м, которые обеспечивают малое сопротивление, т.к. проникают в глубокие влажные слои грунта. Сечение стальной полосы должно быть не менее 48 мм2, толщина – не менее 4 мм.
В качестве заземляющих проводников могут быть использованы: специально предусмотренные для этой цели проводники; стальные трубы электропроводок; алюминиевые оболочки кабелей; металлические открыто проложенные трубопроводы, кроме трубопроводов горючих и взрывоопасных смесей, канализации, центрального отопления и т.д.
Практическое занятие №12 – Расчет заземляющих устройств.
Задача №1.
Рассчитать заземление подстанции 10/0,4 кВ.
Решение:
1. В качестве вертикальных заземлителей принимаем стержневые электроды диаметром d=12 мм и длиной l =3 м. Верхние концы электродов располагаем на глубине t1=0,7 м от поверхности земли. В качестве горизонтальных заземлителей используем стальную полосу размером b´h=40´4 мм. Считаем, что грунт в месте сооружения заземления – суглинок.
2. Для стороны 10 кВ допустимое значение сопротивления заземляющего устройства составляет 10 Ом, а для стороны 0,4 кВ – 4 Ом. Поскольку заземляющее устройство является общим для установок различных напряжений, то за расчетное сопротивление заземляющего устройства принимаем наименьшее из допустимых: RЗ=4 Ом.
3. Предварительно с учетом площади, занимаемой подстанцией намечаем расположение заземлителей по контуру с расстоянием между вертикальными электродами а= 3 м. Длина контура l К=54 м.
4. По таблице 8-1 стр.412 /7/ находим удельное сопротивление грунта: r=100 Ом*м. По таблице 8-2 стр.413 /7/ находим повышающие коэффициенты, учитывающие высыхание грунта летом и промерзание его зимой, соответствующие четвертой климатической зоне, для вертикальных и горизонтальных электродов: КВ=1,2; КГ=2,0.
5. Определяем расчетные удельные сопротивления грунта для вертикальных и горизонтальных электродов:
rРАСЧ.В= КВ*r=1,2*100=120 Ом*м;
rРАСЧ.Г= КГ*r=2,0*100=200 Ом*м.
6. Определяем сопротивление одного вертикального электрода:
Ом,
где t – расстояние от уровня земли до середины электрода:
t=t1+0,5* l =0,7+0,5*3=2,2 м.
7. По таблице 8-5 стр.415 /7/ предварительно принимаем коэффициент использования вертикальных заземлителей КИ.В=0,5 (отношение расстояния между электродами к их длине равно 
=1, число вертикальных электродов в соответствии с планом подстанции составляет 19).
Определяем примерное число вертикальных электродов:
.
8. Определяем сопротивление горизонтальных электродов, принимая их коэффициент использования КИ.Г=0,27 по таблице 8-7 стр.416 /7/:
Ом.
9. Уточняем необходимое сопротивление вертикальных электродов:
Ом.
10. Определяем число вертикальных электродов при коэффициенте использования КИ.В=0,5, принятом по таблице 8-5 стр.415 /7/ при N’=22 и =1:
.
Окончательно принимаем к установке 19 вертикальных электродов.
В данном случае следует принимать ближайшее большее целое число электродов.
Задача №2.
Рассчитать зануление цеха.
Решение:
Рисунок 24 – Схема расчета зануления цеха.
Расчет зануления производится для одного наименее мощного ЭП цеха, а если таких ЭП несколько, то выбирается тот из них, который наиболее удален от цеховой подстанции.
1. Определяем сопротивление жилы кабеля:
rКАБ.=r0.К* l КАБ=1,25*10-3*10=0,0125 Ом.
2. Определяем сопротивление провода:
rПР.=r0.ПР* l ПР=12,6*10-3*20=0,252 Ом.
3. Определяем сопротивление трубы:
Ом,
где сечение трубы было найдено следующим образом:
мм2.
4. Определяем сопротивление петли фаза – нуль, пренебрегая ее индуктивным сопротивлением:
zПТ=2* rКАБ+ rПР+rТР=2*0,0125+0,252+0,0144=0,2914 Ом.
5. По таблице 7.4 стр.264 находим полное сопротивление трансформатора при замыкании на корпус: zТ=0,065 Ом.
6. Определяем ток однофазного КЗ:
А.
7. Определяем кратность тока КЗ по отношению к номинальному току плавкой вставки предохранителя, защищающего ЭП:
>3,
значит при однофазном КЗ произойдет надежное отключение.
Урок №38
Тема: «Управление, учет и сигнализация в СЭС».
