Оборудование подстанций

Расчет заземляющих устройств производят при проектировании новых или реконструировании существующих заземлений. Путем расчета определяют, исходя из величины безопасных напряжений прикосновения и шага, число электродов заземлителя, их размеры и способ размещения, размеры и сечения соединительных полос и т. д.

На основании полученных расчетных данных проектируют заземляющие устройства. Расчет устройств сложный, так как требует учета значительного числа различных факторов, влияющих на сопротивление заземлителя, поэтому его может выполнять только специалист, имеющий необходимый опыт.

Приведенные далее сведения о расчете заземлений даются только для ознакомления с методикой расчета и применяемыми основными формулами, а также с исходными данными, которые берут в основу расчетов при проектировании заземляющих устройств.

Расчет заземляющих устройств производят в следующем порядке.

1. Определяют расчетный ток замыкания на землю и необходимое сопротивление заземляющего устройства R3 в зависимости от рода установки. При совмещении заземляющих устройств различных напряжений или назначений в качестве расчетной принимается наименьшая из требующихся величин сопротивлений.
2. Определяют расчетное значение удельного сопротивления грунта в месте заземления. Удельное сопротивление грунта характеризуют свойства и состояние грунта с точки зрения его электрической проводимости. За единицу удельного сопротивления грунта принимается сопротивление между сторонами кубика грунта с ребрами в 1 см Удельное сопротивление грунта зависит от его состава и состояния, содержания в нем влаги и растворимых веществ, от температуры и ряда других факторов. Оно нестабильно и существенно меняется в зависимости от времени года, вызывая значительные изменения сопротивления заземлителей. При отсутствии сведений о грунте, его удельное сопротивление может быть принято (для ориентировочных расчетов) равным 10000 Ом-см.
3. Определяют сопротивление электрода принятых размеров из полосы или трубы
4. Определяют способ расположения электродов (в ряд или по контуру) и необходимое их количество.

Расчет необходимого числа заземлителей производят, учитывая явления их взаимоэкранирования, которое объясняется взаимодействием токовых потоков, создаваемых ближайшими заземлителями. Следствием взаимоэкранирования является повышенное сопротивление системы заземлителей. Поэтому при расчете заземления нельзя считать, что если известно сопротивление единичного заземлителя, то сопротивление я заземлителей, заложенных в землю на одинаковой глубине и соединенных параллельно, будет в п раз меньше. Чем больше число заземлителей и чем ближе они расположены друг от друга, тем больше ощущается действие их взаимоэкранирования. Для того чтобы устранить влияние соседних заземлителей, надо бы увеличить расстояния между ними, но этого делать нельзя, так как тогда ухудшатся условия выравнивания потенциала и заземляющие устройства займут значительную площадь.

Более целесообразно для уменьшения явления взаимоэкранирования располагать заземлители на расстоянии примерно 3-4 м один от другого и при их расчете учитывать действие взаимоэкранирования, приводящее к увеличению сопротивления системы заземлителей. Окончательное количество труб (уголков) в заземлителе уточняют с учетом сопротивления полосы, снижающей общее сопротивление заземлителя.

Размещать заземлители следует в таких местах, где исключена возможность проникновения в грунт нефти или продуктов ее переработки (масел и др.). Нельзя устанавливать заземлители близко от паропроводов и трубопроводов горячей воды, вызывающих высыхание грунта. Пропитка почвы нефтепродуктами и испарение из нее влаги в месте расположения заземлителей вызывают резкое возрастание (иногда в 10 и более раз) их сопротивления растеканию.