Защитное действие заземления основано на снижении напряжения прикосновения, что достигается путем уменьшения напряжения на корпус оборудования относительно по­верхности земли или за счет малого сопротивления зазем­ления.

Защитное заземление является эффективной мерой для электроустановок, питающихся напряжением 1000 В с изолированной нейтралью и напряжением выше 1000 В с любым ре­жимом нейтрали источника питания.

Различают три вида заземлений: рабочее заземление, защитное заземление и заземление грозозашиты, причем в ряде случаев один и тот же заземлитель может выполнять два или три назначения одновременно. К рабочем у заземлению относится заземление нейтралей силовых трансформаторов, генераторов, дугогасящих аппаратов, измери­тельных трансформаторов напряжения, реакторов, заземле­ние фазы при использовании земли в качестве рабочего провода и пр.

Защитное заземление выполняется для обеспечения безопасности людей, обслуживающих электрическую установку, путем заземления металлических частей установки (напри­мер, баков трансформаторов), которые нормально имеют нулевой потенциал, но могут оказаться под напряжением при перекрытии или пробое изоляции.

Заземление грозозащиты служит для отвода тока молнии в землю от защитных разрядников, стержневых и тросовых молниеотводов или других конструкций, в которые произошел удар молнии.

Различают искусственные и естественные заземлители. В качестве искусственных заземлителей служат заложенные в землю металлические полосы или уголки шириной от 3 до 5 см, толщиной не менее 35 мм длиной 2.5 – 6 м или металлические стержни диаметром 10 – 12 мм или длиной 10 м. Естественными заземлителями называют находящиеся в соприкосновении с землей электропроводящие части коммуникаций, зданий и сооружений производственного или иного назначения, используются для цепей заземления. Для рас­чета заземления в электроустановке с большим током ко­роткого замыкания, рекомендуется статический метод рас­чета, учитывающий двухслойное строение грунта с горизон­тальной границей раздела меду слоями.

Длина контура заземления 61 м, ширина 41 м, площадь S=61*41= 2500 м2 ,√S=50 м грунт двухслойный, удельное сопротивление верхнего слоя ρ1 = 120 Ом∙м, нижнего ρ2 = 70 Ом∙м. Толщина верх­него слоя h = 2 м. По периметру территории подстанции в грунт забиты вертикальные элементы длиной 5.5 м, соеди­ненные стальной полосой на глубине H = 0.8 м. Расстояние между стержнями αср = 2 м. Внутри контура положены по ши­рине пять и по длине две полосы, длина полос L=61∙4+41∙7=531 м.

Определяем ток замыкания на землю

где U – фазное напряжение сети, кВ;

Lк –общая длина подключенных к сети кабельных линий, км;

Lв -общая длина подключенных к сети воздушных линий, км.

Обобщенный параметр (так как ρ1 /ρ2 =1.71 < 2)

где l – длина вертикальных стержней; L – общая длина всех горизонтальных соединительных полос; αср – среднее значение расстояния между соседними вертикальными стерж­нями;H – глубина заложения горизонтальных полос; h – толщина верхнего слоя грунта

S – площадь занимаемая заземлителем

Промежуточные обобщенные параметры определяются из [5,табл. 10.7], так как μ=ρ1/ρ2 = 120/70 = 1.71 < 2

CB =0.52 ; EB = 0.239 + 0.0693∙2 = 0.3776

Cβ =0.149;Eβ = 0.338 + 0.0245∙2 = 0.387

Значения параметров B и β находим по формулам

;

откуда B=0.52∙1.50.3776 =0.606 ; β = 0.149∙1.50.387 =0.174

Сопротивление заземления вычисляем по формуле

Откуда Rз =0.606∙32.56-0,174 ∙1.4 = 0.463 Ом, что меньше нормы 0.5 Ом.

Из [5,табл. 10.8] определяется параметр M интерполяцией, так как μ=1.71 ( 0.5 < μ < 2 ) M =0.572.

Коэффициент напряжения прикосновения

Напряжение прикосновения

Что меньше допустимого 10 В.