Провести расчет защитного заземления методом наведенных потен-циалов по допустимому сопротивлению для подстанции 220/35 кВ

Сопротивление заземлителя растеканию тока Rз согласно требованиям ПУЭ должно быть не более 0,5 Ом.
Сопротивление естественного заземлителя для двух линий Rе=1,8 Ом.
Требуемое сопротивление искусственного заземлителя Rи получим с учётом того, что Rз=0,5 Ом и Rе=1,8 Ом:
Составляем предварительную схему заземлителя и наносим ее на план подстанции, приняв контурный тип заземлителя, т.е. в виде сетки из горизонтальных полосовых и вертикальных стержневых (длиной lв=5,4 м) электродов. Вертикальные электроды размещаем по периметру заземлителя .
По предварительной схеме определяем суммарную длину горизонтальных и количество вертикальных электродов: Lг=482 м; n=17 шт.
Составляем расчётную модель заземлителя в виде квадратной сетки площадью S=2600 м2 . Длина одной её стороны будет S= 51(рисунок 3).
Рис. 3. Расчётная модель
Количество ячеек по одной стороне модели:
m=LГ2∙S-1
m=4822∙51-1=3,7
Принимаем m=4.
Уточняем суммарную длину горизонтальных электродов:
LГ=2∙ (m+1) ∙S=510 м.
LГ=2∙ (4+1) ∙51=510 м.
Длина стороны ячейки в модели:
b=5m
b=514=12,75 м.
Расстояние между вертикальными электродами:
a=4∙Sn
a=4∙5117=12
Суммарная длина вертикальных электродов:
Lв=n∙lв
Lв=17∙5,4=91,8 м.
Относительная глубина погружения в землю вертикальных электродов:
tотн=lв+tвS
tотн=5,4+0,851=0,15 м.
Относительная длина:
lотн=2,6-25,4=0,1 м.
Расчётное эквивалентное удельное сопротивление грунта ρэ:
ρ=ρ2ρ1ρ2k=24020,243=2∙200,177=3,4 Ом/м.
где где 1 - удельное электрическое сопротивление верхнего слоя земли, Ом·м, принимаем 40 Ом·м;
2 - удельное электрическое сопротивление нижнего слоя, Ом·м, дано в задании 2 Ом·м;
k=0,43∙0,1+0,272ln1225,4=0,177
Следовательно,
ρ=3,4 Ом/м.
Находим коэффициент А:
A=0,444-0,84∙ tотн
A=0,444-0,84∙0,15=0,318
Вычисляем расчётное сопротивление R рассматриваемого искусственного заземлителя:
R=AρS+ρLГ+Lв=0,318∙3,4 51+3,4 510+91,8=0,027 Ом.
Общее сопротивление заземлителя подстанции:
Rε=0,027 ∙1,80,027 +1,8=0,027 Ом.
Определяем потенциал заземляющего устройства в аварийный период:
φ=I∙Rε=4000∙0,027=108 В.
Этот потенциал допустим, так как он меньше 10 кВ.
Вывод: таким образом, искусственный заземлитель подстанции должен быть выполнен из горизонтальных пересекающихся полосовых электродов сечением 4×40 мм общей длиной не менее 510 м и вертикальных стержневых в количестве не менее 17 шт