Заземлителей подстанций

остается практически постоянным. Это позволяет вести расчеты сопротивления заземлителя подстанции, заменив ее реальную конфигурацию эквивалентным квадратом со стороной ]/S.

подстанции является его за-i=iB5 ом-н висимость от места ввода тока молнии в заземлитель, т. е. места расположения молниеотвода. При вводе тока в центре заземлителя импульсное сопротивление меньше, чем при вводе тока на его периферии, вследствие уменьшения индуктивности из-за увеличения числа параллельных полос и уменьшения их длины.

Из гл. 15 следует, что сопротивление заземлителя подстанции в импульсном режиме большей частью возрастает по сравнению с сопротивлением при промышленной частоте. Во-первых, все естественные заземлители обладают большой протяженностью, т. е. значительной индуктивностью, и могут быть удалены от места ввода тока (присоединения молниеотвода к заземляющему устройству); поэтому при расчете импульсного сопротивления заземления естественные заземлители не должны учитываться. Во-вторых, сам заземлитель подстанции, обладая значительными размерами, представляет собой протяженный заземлитель. Индуктивность 1 м контура L', содержащего ряд параллельных полос, зависит от места установки молниеотвода, конфигурации и размеров подстанции, числа полос; для ориентировочных расчетов она может быть приближенно оценена величиной 0,3 — 0,6 мкГ/м. Суммарная индук-

тивность LK = L'l при больших размерах подстанции измеряется десятками микрогенри, а постоянная времени Tl = LK/n2r — несколькими микросекундами. Поэтому импульсное сопротивление z заземлителя (без учета искровых процессов) в несколько раз превосходит его сопротивление г для тока промышленной частоты, а максимальный потенциал на заземлителе зависит от максимального значения и длительности фронта (или крутизны) тока молнии. На 18-1 дана зависимость импульсного сопротивления протяженного заземлителя от отношения длительности фронта тока молнии к постоянной времени 7\, рассчитанная по (15-18), (15-19). Воспользуемся кривой для оценки импульсного сопротивления искусственного заземлителя подстанции 110 кВ с ab = (30x60) м2

18-2. Число лет безаварийной работы 1/pj в зависимости от удельного сопротивления грунта р, площади подстанции S и конструкции заземляющего контура (сетка с ячейками 10 X 10 м2, учтены только обратные перекрытия с заземлителя подстанции ПО и 35 кВ).

Обеспечить сопротивление заземлителя подстанции в 0,5 Ом в грунте с большим удельным сопротивлением при малогабаритных подстанциях даже и в хороших грунтах, в особенности при отсутствии естественных заземлителей, затруднительно, а то и невозможно. Из расчетов следует, что в грунте с р=100 Ом-м искусственный заземлитель из сетки и вертикальных электродов длиной 1=5 м может обеспечить сопротивление R—\ Ом при площади 5^1600 м2, а сопротивление R=0,5 Ом при 5>6400 м2.

Для рабочего заземления трансформаторов исполь-зуется заземляющее устройство защитного заземления подстанции и выводы нейтралей трансформаторов присоединяются к электродам заземлителя подстанции. При этом расчетным током заземлителя подстанции должен быть наибольший из токов, стекающих с него, в случаях однофазных к. з. на заземляющее устройство данной подстанции или вне заземляющего устройства данной подстанции, например на другой подстанции или на линии. В первом случае через заземлитель подстанции проходит весь ток однофазного к. з. за вычетом тока, отсасываемого в нейтрали трансформаторов данной подстанции, или весь ток, если нейтрали данной подстанции разземлены (изолированы). Во втором случае через заземлитель подстанции проходит та часть тока однофазного к. з. вне подстанции, которая отсасывается в заземленные нейтрали трансформаторов данной подстанции.

При системе нормирования заземлителя подстанции по допустимому напряжению на теле человека элементы заземляющей сетки должны быть расположены так, чтобы обеспечивалось значение напряжения прикосновения Unp не выше того, которое соответствует допустимому напряжению на теле человека f/T [см. (1-3)]. При этом расстояния между поперечными (выравнивающими) горизонтальными полосами могут оказаться в несколько раз большими по сравнению с нормированным ПУЭ расстоянием в 6 м.

других целей, но которые могут быть использованы в качестве электродов заземлителя подстанции.

К естественным заземлителям можно отнести и систему трос — опоры, т. е. грозозащитные заземления опор линий высокого напряжения, соединенные с зазем-лителем подстанции грозозащитным тросом. При учете системы трос — опоры в качестве естественного заземлителя подстанции необходимо иметь в виду, что крепление тросов на всех опорах линий напряжением 220— 500 кВ может производиться при помощи изолятора, шунтированного искровым промежутком. Только на подходах к подстанции на длине 2—5 км тросы этих линий заземляются на каждой опоре, если они не используются для емкостного отбора или связи.

Для расчета заземлителя подстанции сопротивление системы трос — опоры берется при наиболее неблагоприятных условиях, т. е. в условиях зимы. Принимая во внимание пусковой период работы подстанции, следует учитывать минимально возможное число линий напряжением 35 кВ и выше с одним или двумя тросами, а также минимальное число кабелей с металлическими оболочками, проложенных в земле.

В качестве естественных заземлителей подстанций и распределительных устройств рекомендуется использовать заземлители опор отходящих воздушных линий электропередачи, соединенных с заземляющим уст-ройством' подстанции Или распределительным устройством с помощью грозозащитных тросов линий.

Приведенные характеристики заземлителей подстанций и линий при токах 50 Гц и токах молнии в грунтах с удельным сопротивлением меньше 2500 Ом-м получены с использованием метода физического моделирования заземлителей. Для расчета импульсных сопротивлений одиночных заземлителей — сосредоточенных, протяженных и противовесов даются приближенные аналитические методы расчета.

Глава третья РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ ПОДСТАНЦИЙ

Основной критерий подобия заземлителей опор ВЛ естественно тот же, что и заземлителей подстанций (3-3). В связи с более простой конструкцией заземлителей ВЛ за базисный размер принят не AS, а основной размер заземлителя — длина луча /л. Дополнительными условиями для двухслойного грунта будут:

Исключить полностью вероятность таких обратных перекрытий на подстанциях, так же как и на линиях, не представляется возможным по технико-экономическим соображениям. Но уменьшить эту вероятность до приемлемых значений в обычных грунтах (р<1000 Ом-м) возможно при определенных размерах и конструкциях заземлителей подстанций. Очевидно, что для выяснения возможности использования для заземления молниеотводов заземлителей подстанций необходимо знать их импульсные характеристики.

Исследования моделей заземлителей проводились в металлических ваннах, заполненных песком. Для измерения сопротивлений моделей заземлителей линий использовалась круглая ванна с радиусом вписываемой полусферы в 1,4 м, а для исследования моделей заземлителей подстанций — прямоугольная ванна размером 2X2x1 м3. Выше (см. гл. 3) было отмечено, что при та-108

При выбранном линейном масштабе моделей заземлителей тг=1/40 и допустимых горизонтальных размерах модели не более 1X1 м2 ванна размером 2X2 м2 позволяет испытывать модели заземлителей подстанций размером в натуре не более 40x40 м2.

7-1. Исследование импульсных сопротивлений заземлителей подстанций ВН

Задача исследования импульсных сопротивлений заземлителей подстанций заключалась в выяснении их зависимостей от размеров и конструкции заземлителя,

Исследовались ги заземлителей подстанций квадратной формы в основном со следующими данными:

Исследования проводились в основном при вводе тока в центре заземлителя подстанции. Кроме того, были сделаны сравнительные измерения ги при вводе тока в центре заземлителя, в углу и на одной из его сторон. Выяснялось также влияние на 2И заземлителей подстанций дополнительных вертикальных электродов, располагаемых около места ввода тока, т. е. около молниеотводов внутри контура. Импульсные сопротивления заземлителей подстанций измерялись при максимальных зна-