Рассчитать заземляющее устройство трансформаторной подстанции напряжением 6/0

Расчетный ток замыкания на землю на стороне с напряжением U=10 кВ, А:
Iз=U350⋅35lкл+lвл=10350⋅35⋅110+105=113 А.
Требуемое сопротивление растеканию заземлителя, который принимаем общим для установок 10 и 0,4 кВ, Ом:
Rз=125I3=125113=1,1,
Требуемое сопротивление искусственного заземлителя, Ом:
Rи=Re⋅R3Re-R3=23⋅1,123-1,1=1,16,
Тип заземлителя выбираем контурный, размещенный по периметру прямоугольника длиной 20 м и шириной 15 м вокруг здания подстанции. Вертикальные электроды размещаем на расстоянии а = 5 м один от другого.
Из предварительной схемы следует, что в принятом нами заземлителе суммарная длина горизонтального электрода LГ = 70 м, а количество вертикальных электродов n = LГ/а = 70/5 = 14 шт . (рис.4.8а).
Уточняем параметры заземлителя путем проверочного расчета.
Определяем расчетное сопротивление растеканию вертикального электрода, Ом:
RВ=ρРВ2π⋅LВln2⋅LВd+12ln4t+LВ4t-LВ
RВ=1202π⋅5⋅ln2⋅50,012+12ln4⋅3,0+54⋅3,0-5=27,5 Ом.
где d = 12 мм = 0,012 м – диаметр электрода; t = t0 + 0,5.lВ = 0,5 + 0,5.5 = 3,0 м.
5. Определяем расчетное сопротивление растеканию горизонтального электрода, Ом:
RГ=ρРГ2π⋅LГ⋅lnLГ20,5⋅B⋅t=1762π⋅70⋅ln7020,5⋅0,04⋅0,5=5,2 Ом.
где В = 40 мм = 0,04 м – ширина полки уголка; t = t0 = 0,5 м – глубина заложения электрода.
Для принятого нами контурного заземлителя при отношении а/LВ = 5/5 = 1 и n = 14 шт. по таблице 4.23 определяем коэффициенты использования электродов заземлителя: в = 0,47 - коэффициент использования вертикальных электродов, г = 0,27 - коэффициент использования горизонтального электрода.
Находим сопротивление растеканию принятого нами группового заземлителя, Ом:
R=RВ⋅RГRВ⋅ηГ+RГ⋅ηВ⋅n=27,5⋅5,227,5⋅0,27+5,2⋅0,47⋅14=3,4 (Ом)
Это сопротивление R = 3,4 Ом больше, чем требуемое RИ = 1,1 Ом, поэтому принимаем решение увеличить в контуре заземлителя количество вертикальных электродов до n = 40 шт.
Затем, для прежнего отношения а/LВ= 1 и вновь принятого количества вертикальных электродов n = 40 шт., по таблице 4.23 находим новые значения коэффициентов использования электродов заземлителя: в = 0,41, г = 0,22.
Находим новое значение сопротивления растеканию тока группового заземлителя:
R=RВ⋅RГRВ⋅ηГ+RГ⋅ηВ⋅n=27,5⋅5,227,5⋅0,22+5,2⋅0,41⋅40=1,57 (Ом)
Это сопротивление R = 1,57 Ом меньше, чем требуемое RИ = 1,1 Ом, но так как разница между ними невелика RИ - R = 0,47 Ом и она повышает условия безопасности, принимаем этот результат как окончательный.
Вывод: окончательная схема контурного группового заземлителя состоит из 40 вертикальных стержневых электродов длиной 5 м и диаметром 12 мм с расстоянием между ними равным 5 м и горизонтального электрода в виде стальной полосы длиной 70 м, сечением 4 х 40 мм, заглубленных в землю на 0,5 м.