4.14. Грозозащитные и повторные заземления

Размещение грозозащитных заземлений на ВЛ 0,38 кВ должно выполняться в соответствии с пунктом 2.4.26 ПУЭ [16]. В населенной местности с одно- и двухэтажной застройкой с неэкранированными трубами и высокими деревьями ВЛ-380/220 В должны иметь заземляющие устройства, предназначен­ные для защиты от грозовых перенапряжений. Сопротивление каждого из этих заземляющих устройств должно быть не более 30 Ом, а расстояния между ними не более 200 м для районов с числом грозовых часов в году до 40 ч и 100 м – для районов с числом грозовых часов в году более 40 ч. Кроме того, заземляющие устройства должны быть выполнены на опорах с ответвлениями к вводам в помещения, в которых может быть сосредоточено большое количество людей (школы, ясли, больницы и т. п.) или представляющие большую хозяйственную ценность (склады, мастерские, животноводческие помещения и пр.)

На конечных опорах линий 380/220 В, имеющих ответвления к вводам, наибольшее расстояние от соседнего защитного заземления должно быть не более 100 м для районов с числом грозовых часов в году от 10 до 40 и 50 м – для районов с числом грозовых часов в году более 40 ч. К указанным заземляющим устройствам должны быть присоединены крюки и штыри деревянных опор и арматура железобетонных опор. В сетях с глухо заземленной нейтралью для заземляющих устройств от атмосферных перенапряжений следует, по возможности, использовать заземляющие устройства повторных заземлений нулевого провода.

Для ВЛ 0,38 кВ необходимо также обеспечить повторные заземления нулевого провода. Общее сопротивление растеканию тока всех повторных заземлений нулевого провода каждой ВЛ в любое время года должно быть не более 10 Ом при напряжении 380 В. При этом сопротивление растеканию тока заземлителя каждого из повторных заземлителей должно быть не более 30 Ом [12], [16].

Заземление ТП 35–10/0,4 кВ осуществляется прокладкой горизонтального замкнутого контура, к которому присоединяется заземляемое оборудование. Сопротивление этого контура не должно быть более 10 Ом [12], [16]. Кроме горизонтального контура в непосредственной близости от нейтрали трансформатора должен быть установлен искусственный вертикальный заземлитель, сопротивление которого не должно быть более 30 Ом [12], [16].

Общее сопротивление заземляющего устройства (R_з) для ТП, имеющего одновременно напряжение до 1 кВ и свыше 1 кВ, определяется из следующих условий:

R_з  125/I_знз, R_з  4_с/100, (49)

где I_знз – ток замыкания на землю в сети свыше 1 кВ (с изолированной нейтралью), А; ρ_с – удельное сопротивление грунта с учетом коэффициента сезона, ρ_с = ρk_c (ρ – удельное сопротивление грунта, определяемое по табл. 48, k_c – коэффициент сезонности, определяемый по табл. 49).

Таблица 48

Удельные сопротивления грунтов

Грунт	Состояние влаги, %	Удельное сопротивление грунта , Ом  м
		Значения
		предельные	рекомендуемые
Песок	1020 сухой	2001000 5000	700 5000
Супесок	1020	150400	300
Суглинок	30 20 10	40 65 200300	100
Глина	40 20 10	8 33 100	60
Глина, смешанная с известняком и щебнем		50200	150
Садовая земля		40	40
Торф		20	20
Чернозем	60 20 Сухой	10 80 200	200
Лес	Сухой	200400	300
Мергель, известняк, крупнозернистый песок с валунами	Сухой	10002000	2000

Таблица 49

Коэффициенты сезонности для электродов

в зависимости от климатической зоны

Климатическая зона	Климатический признак зоны			Коэффициент сезонности для электродов
	средняя многолетняя температура, С		продолжительность замерзания вод, дн.	длина вертикальных, м		длина горизонтальных, м
				2,5–3	5	10	50
	низшая (январь)	высшая (июль)
Архангельская и Кировская обл., Карелия и Республика Коми	От –20 до –15	От +15 до +18	170190	1,65	1,35	5,5	4,4
Тюменская и Свердловская обл., Пермский край	От –18 до –14	От +17 до +20	150170	1,55	1,30	4,5	4,0
Ленинградская, Вологодская и Московская обл.	От –15 до –10	От +18 до +22	150	1,45	1,25	3,5	3,0
Смоленская, Курская и Белгородская обл.	От –10 до 0	От +22 до +24	100	1,3	1,15	2,5	2,0
Ставропольский и Краснодарский край	От 0 до +5	От +24 до +26	0	1,1	1,1	1,5	1,4

Общее сопротивление повторного заземлителя каждой отходящей от ТП ВЛ R_з.лин  10 Ом. Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединена нейтраль трансформатора, R_{з.нейтр. тр-ра}  4 Ом.

В курсовой работе рекомендуется провести расчет сопротивления заземляющего устройства ТП 10/0,4 кВ. Заземление ТП 10/0,4 кВ может быть обеспечено не одним лишь искусственным, но и естественным заземлителем, например свинцовыми оболочками кабелей или повторными заземлителями на ВЛ 0,38 кВ. Искусственный заземлитель может состоять из вертикальных электродов (стержневых заземлителей) и соединительной полосы.

Сопротивление стержневого заземлителя определяется по формулам

(50)

где l и d – длина и диаметр стержня, м; В – ширина полки уголка, м; l₁ – глубина верхнего конца стержня, м.

Если при определении числа стержней (n) пренебречь их взаимным экранированием, тогда число стержневых заземлителей будет равно

n = R_ст/R_з. (51)

Коэффициент взаимного экранирования (_ср) зависит от числа стержней (п), их длины (l) и расстояния между ними (a) и определяется из графиков (рис. 5, а). Тогда результирующее сопротивление стержневых заземлителей

R_рез.с = R_ст/(n_ср). (52)

Рис. 5. Графики для определения коэффициентов экранирования

стержневых заземлителей (а) и полосы связи (б)

Сопротивление соединительной полосы (R_п) можно определить по формуле

(53)

где l_п – длина всей соединительной полосы, м; b – ширина соединительной полосы (при круглом исполнении b = 2d, d – диаметр, м), t_п – глубина заделки соединительной полосы, м; _пк – коэффициент взаимного экранирования полосы (рис. 5, б).

Общее сопротивление заземлителя ТП 10/0,4 кВ (R_{з.общ.ТП}) определяется по формуле [12]

(54)

Общее сопротивление заземляющих устройств ТП 10/0,4 кВ (R_з.устр) с учетом повторного заземления отходящих от подстанции ВЛ 0,38 кВ определяется по формуле

(55)

где R_з.лин  сопротивление заземления ВЛ 0,38 кВ.