Нормирование сопротивления заземляющих устройств

1. Для электро­установок напряжением выше 1000 В с эффективно заземленной нейтралью (подстанции напряжением 110 кВ и выше) наиболь­шее значение rз равно 0,5 Ом.

2. Для электро­установок напряжением выше 1000 В с изолированной нейтралью (установки напряжением 6, 10, 20, 35 кВ), если заземлитель не используется одновременно для установок напряжением до 1000 В, наибольшее значение сопротивления rз определяется условиями:

rз ≤ 250/Iз,

но при этом

rз ≤ 10 Ом,

где Iз – ток замыкания на землю, А; 250 – потенциал заземлителя, В.

При расчетах Iз приближенно определяется по формуле

Iз = uн (lв + 35lк)/ 350,

где uн – линейное номинальное напряжение, кВ; lв – протяженность электри­чески связанных воздушных линий, км; lк – протяженность электрически свя­занных кабельных линий, км.

В качестве расчетного тока замыкания на землю в установках с изоли­ро­­­­ванной нейтралью можно принимать ток срабатывания релейной защиты Iс.в. от многофазных к.з. или ток плавления плавкой вставки Iв предохрани­теля при условии, что эта защита обеспечивает отключение замыкания на землю, причем Iз ≥1,5 Iс.в. или Iз ≥3 Iв.

Условия действуют при удельном электрическом сопротивлении земли в месте расположения заземлителя ρ ≤ 500 Ом·м, а при ρ> 500 Ом·м допусти­мые значения сопротивления rз увеличивается в ρ/500 раз, но не более, чем в 10 раз.

Если заземлители молниеотводов и заземляющий контур подстанции напряжением 35/6, …, 35/10 кВ объединены, то при любом удельном сопро­тивле­нии земли, но в пределах ρ ≤ 350 Ом·м должно соблюдаться условие rз ≤ 4Ом

При использовании заземляющего устройства одновременно для установок напряжением выше 1000 В с изолированной нейтралью и установок напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью, например ТП 10/ (0,2 … 0,7 кВ), необходимо обеспечить следующие условия:

1. R_{3 1} ≤ 125/ I_з ≤ 10 Ом;

2. R_{3 2} ≤ 2 … 8 Ом (см. табл.) с учетом сопротивления повторных заземлений нулевого провода.

где 125 – потенциал заземлителя;

I_з – ток замыкания на землю для сетей выше 1000 В с изолированной нейтралью.

В электроустановках напряжением выше 1000 В, а также в установках до 1000 В с изолированной нейтралью для земли с удельным сопротивлением более 500 Ом∙ м допускается увеличение сопротивления R_{3 1} в /500, но не более чем в 10 раз.

В установках напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью обмоток трансформаторов или генераторов для земли с удельным сопротивлением более 100 Ом∙ м допускается увеличение сопротивления заземлителя R_{3 2} в /100, но не более чем в 10 раз.

Из приведенных выше двух условий R₃ выбирается наименьшее.

При этом необходимое сопротивление искусственного заземлителя при проверке по второму условию определяется из выражения

.

Иногда оказывается, что R_П меньше минимального сопротивления R_{3 2} и по условию искусственное заземление казалось бы не требуется. Однако без искусственного заземлителя подстанция обойтись не может, и в этом случае его сопротивление определяется по первому условию, т. е.

R_{3 1} ≤ 125/I₃ ≤ 10 Ом

Учитывая, что со стороны входа на территорию электроустановки напряжением выше 1000 В для выравнивания потенциалов должны располагаться два вертикальных стержня с расстоянием между ними, равном ширине входа, а к оборудованию мачтовой ТП можно подойти с любой стороны, следует иметь не менее четырех вертикальных стержней по углам, если контур небольших размеров.

Защитное зануление

Зануление — это преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником сети металлических нетоковедущих частей оборудования, которые могут оказаться под напря­жением.

Нулевым защитным проводником называется проводник, со­единяющий зануляемые части с заземленной нейтральной точкой источника в трехфазных сетях или с заземленным выводом любого источника.

Принцип действия зануления состоит в превращении замыкания напряжения на зануленные части оборудования в короткое замыкание источника тока (например, однофазное замыкание в трехфазных сетях) с целью образования большого тока, способного обеспечить срабатывание защиты и, тем самым отключить поврежденную установку от питающей сети.

В качестве срабатывающей защиты могут использоваться плавкие предохранители, автоматические выключатели и др.

Для обеспечения надежной работы зануления необходимо соблюдать следующие требования:

1. Ток короткого замыкания I_{к 3} должен в несколько раз превышать номинальный ток I_н срабатывания защиты, т. е.

I_{к. з} > k I_н ,

где k — коэффициент кратности. Для плавких предохранителей он принимается равным 3 (во взрывоопасных помещениях – 4). При использовании автоматических выключателей k > 1,25 (для автоматов с номинальным током выше 100 A) и k > 1,4 (для автоматов с номинальным током до 100 A).

Зануление применяется в трехфазных четырехпроводных сетях напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью (рисунок 2.4), в сетях постоянного тока (если средняя точка источника заземлена) и в однофазных сетях переменного тока с заземленным выводом.

.

Рисунок 2.4 – Схема защитного зануления электроустановок:

а – трехфазного электроприемника; б – осветительной арматуры; в – одновременное зануление и заземление электроустановки; где: 1 – заземлитель нейтрали трансформатора, 2 – нейтраль трансформатора, 3 – обмотка трансформатора, 4 – зануление корпуса трансформатора, 5 – отключающее устройство электроустановки, 6 – электроустановка, 7 – плавкая вставка, 8 – нулевой защитный проводник, 9 – выключатель, 10 – фазный провод, 11 – нулевой рабочий провод, 12 – нулевой защитный проводник, 13 – корпус светильника, 14 – повторное заземление нулевого рабочего провода, 15 – отключающий аппарат, 16 – электроустановка, 17 – заземляющий проводник, 18 – заземлитель, ф – фазные провода, н – нулевой рабочий провод