6 Заземления в электроустановках высокого напряжения

 

Заземления состоят из заземлителей и соединительного провода.

Заземлители делятся на:

а) сосредоточенные в виде стальных труб, стержней, уголков длиной 2-3 м, забитых вертикально в землю;

б) протяженные в виде длинных горизонтальных полос.

Для получения нужного сопротивления R_з заземляющие устройства выполняют из нескольких одиночных заземлителей, соединенных вместе.

Сопротивление одиночных заземлителей переменному току может быть определено по следующим выражениям.

Для трубчатого

,

для полосового

,

для кольцевого

,

где - удельное сопротивление грунта Ом м;

l – длина заземлителя, м;

d – диаметр электрода, м;

h – глубина заложения заземлителя под поверхностью земли, м;

b – ширина полосы, м;

D – диаметр кольцевого заземлителя, м.

Импульсное сопротивление сложного заземлителя, состоящего из «n» труб, соединенных полосой l рассчитывается

,

где R_ит и R_эп - импульсное сопротивление одиночного трубчатого и полосового заземлителя;

- импульсный коэффициент использования сложного заземлителя, учитывающий взаимное экранирование одиночных заземлителей.

Коэффициент зависит от числа трубчатых заземлителей, отношения a/l и тока заземлителя. Для трубчатых заземлителей целесообразно n=2-4, a/l=2-3, при этом =0,75-0,85. При больших значениях ( >1000 Ом м) выполняют вертикальные глубинные заземлители (до грунтовых вод).

Сопротивление глубинного заземления рассчитывается

,

где g₁и l₁ - протяженность и проводимость i-го слоя грунта.

В настоящее время в качестве естественных заземлителей металлических опор в грунтах и высокой и средней влажности используют их железобетоные фундаменты.

Удельное сопротивление грунта определяется, как правило, на месте путём измерений. Оринтеровочно можно считать, что

 

Среда	, Ом м
Речная вода	10-50
Торф	20
Чернозем	50
Глина	60
Лесс, супесок, суглинок	100-300
Песок	300-500
Сухой песок	500-1000
Степной песок	>1000

 

Заземлители обычно укладывают на глубину 0,6-0,8 м, учитывая высушивание грунта летом и промерзание зимой.

Импульсным сопротивлением заземлителя называют отношение импульсного падения напряжения на заземлителе к протекающему по нему импульсному току

.

Импульсное сопротивление грунта R R заземлителя для переменного тока (т.к. Е на поверхности заземлителя очень большая, I_u несколько килоампер - ионизация воздушных включений, в результате сопротивление слоя грунта снижается).

На сопротивление протяженного заземлителя влияет также индуктивность полосы, которую учитывают коэффициентом .

R = R

=0,25-1,2 – берётся по таблицам или рассчитывается.

 

7 Общая характеристика внутренних перенапряжений

 

Внутренними называются перенапряжения, вызываемые различными переходными электромагнитными процессами в электрической системе.

Внутренние перенапряжения подразделяются:

- перенапряжения при дуговых замыканиях на землю;

- коммутационные перенапряжения при включении и отключении различных цепей в нормальном и аварийном режимах, внезапных изменениях нагрузки, коротких замыканиях и т. п.;

- резонансные перенапряжения.

Внутренние перенапряжения характеризуются:

- кратностью (уровень) по отношению к амплитудному значению фазового напряжения;

- длительностью – от сотен микросекунд до секунд, минут, часов;

- повторяемостью и степенью распространения – охватывают часть или всю систему.

Внутренние перенапряжения являются процессами случайными, их параметры носят статистический характер и оцениваются статистическими методами.

При оценке перенапряжений, наибольших их значений позволяют ориентировочно подразделить подстанции на 4 группы:

- к первой группе относят подстанции 110-220 кВ с выключателями, дающими повторное зажигание дуги;

- ко второй – подстанции 110-220 кВ с выключателями, не дающими повторных зажиганий;

- к третьей – узловые подстанции напряжением 500 кВ;

- к четвертой – промежуточные подстанции.

В сетях с изолированной нейтралью (до 35 кВ) заземление одной фазы не нарушает в большинстве случаев работу системы, но напряжение в здоровых фазах повышается до линейных. Внутренние перенапряжения выше, чем в сетях с глухозаземленной нейтралью. Следовательно, уровень изоляции таких сетей должен быть выше, чем сетей с глухозаземленной нейтралью.