Если условия не выполняются то расчет вести по графикам приведенных в книге [3] или Рябков Е.Я. "Заземлители в устройствах высокого напряжения".
Примечание: при расчетах сплошных заземлителей с большими токами растекания применяются следующие проверки:
1) Определение напряжения на заземлителе при стекании тока IЗ:
UЗ=IЗ.RЗ£10 кВ
2) Определение напряжения прикосновения:
UПРИК=IЗ.RЗ.a1£ UПРИК.ДОП.(t)
a1 - коэффициент напряжения прикосновения:
,
где М - параметр зависящий от m, выбирается по таблице;
t - время от возникновения замыкания на корпус (землю) до полного отключения напряжения. Время равное времени срабатывания релейной защиты плюс время срабатывания выключателя.
3) Контроль термической стойкости заземлителя. При стекании с заземлителя больших токов может произойти местный нагрев в месте контакта заземлитель - грунт, при этом грунт подсыхает и увеличивается его удельное сопротивление, в следствие чего увеличивается сопротивление заземлителя и напряжение на заземлителе.
,
где SЗ - площадь боковой поверхности заземлителя [мм2], то есть площадь соприкосновения заземлителя с грунтом;
I - ток [A];
r - выбирается большее из r1 и r2 [Ом×м];
t - время отключения замыкания [c].
- для вертикального заземлителя.
4) Проверка термической стойкости заземляющих проводников.
При протекании больших токов, металлические проводники нагреваются, в результате чего увеличивается активное сопротивление, следовательно увеличивается сопротивление заземлителя:
где Sn - сечение проводника [мм2];
a - постоянный множитель, зависит от материала проводника, сталь - 21, алюминий - 74, медь - 172 ;
n - допустимая температура нагрева проводника, для стали 400ОС.
5) Составляется план оборудования с привязкой к оборудованию.
Контроль заземляющих устройств.
Контроль выполняется для заземлителей подстанций один раз в три года, для цеховых установок - один раз в год.
Контроль включает внешний осмотр, выборочное вскрытие грунта и проверка состояния подземной части металлоконструкций, измерение сопротивления току растекания, измерение удельного сопротивления грунта (для заземлителей воздушных линий).
Методы измерения сопротивления заземлителя.
Для измерения сопротивления заземлителя необходимы два дополнительных электрода: токовый - который служит для пропускания тока через испытуемый заземлитель; и потенциальный - который располагается в точке нулевого потенциала и предназначен для измерения падения напряжения на заземлителе.
Они должны располагаться на таком расстоянии, чтобы поля растекания не накладывались. Эти расстояния зависят от диагонали основного заземлителя.
Если d>40 м, то а принимается больше d;
Если d от 10 до 40 м, то а принимается >40 м;
Если d< 10 м, то а принимается >20 м.
Для измерения сопротивления заземлителя применяются две схемы.
1) Схема амперметра - вольтметра.
Достоинства этой схемы в том, что можно измерить сопротивление в режимах близких к реальным. Измерения в грунте должны вестись на переменном токе.
Требование к схеме: вольтметр - должен быть вольтметром, то есть должен иметь большое внутреннее сопротивление.
2) Схема с использованием измерителей заземления.
1-4 - токовые клеммы;
2-3 - потенциальные.
С перемычкой: включаем сопротивления проводников.
Без перемычки: не включаем сопротивления проводников.
Измерение удельного сопротивления грунта выполняется двумя методами:
- метод пробного или контрольного электрода, при этом методе в испытуемом грунте помещается электрод с известными геометрическими размерами, измеренным сопротивлением току растекания и по известной формуле определяется r;
n - метод вертикального электродного зондирования (ВЭЗ). Для измерения r применяется симметричная четырех электродная схема Вендера: в испытуемом грунте на одинаковом расстоянии располагают четыре одинаковых электрода, крайние токовые, средние - потенциальные.
Либо применяется измеритель заземления М416.
r=2×p×a×R,
где R - измеренное сопротивление.
Зануление в электроустановках.
Условие применения, принципы защиты, определения.
Зануление - это преднамеренное соединение металлических корпусов электроустановок с глухо-заземленной нейтралью в трехфазных сетях, с заземленным полюсом в однофазных сетях переменного тока и с заземленной средней точкой в сетях постоянного тока при напряжении до 1 кВ.
Принципы защиты зануления: превращение замыкание на корпус в короткое замыкание, от тока которого срабатывает МТЗ и селективно отключает поврежденное оборудование или участок сети.
Схема с заземленным нулевым проводом.
IЗ=UФ/(RР+RЗ); UКОРП 2=UФ×RЗ/(RР+RЗ); UКОРП 1=UН=IЗ×RР=UФ×RР/(RР+RЗ).