ГОСТ Р 58882-2020. Национальный стандарт Российской Федерации. Заземляющие устройства. Системы уравнивания потенциалов. Заземлители. Заземляющие проводники. Технические требования
Приложение Б
(справочное)
МЕТОДЫ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Б.1 Расчет параметров ЗУ рекомендуется проводить с помощью специализированного программного обеспечения.
Для определения параметров ЗУ должны быть проведены расчеты распределения токов и потенциалов по элементам ЗУ, а также потенциалов в грунте и на поверхности грунта в следующих режимах:
- установившийся режим КЗ на подстанции (на всех ОРУ) или в примыкающей электрической сети с эффективно заземленной нейтралью;
- установившийся режим двойного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью или нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор;
- переходной режим КЗ;
- однофазное замыкание в электрической сети, содержащей дугогасящий реактор или резистор, устанавливаемый на проектируемой ПС;
- ввод высокочастотного импульсного тока в ЗУ при коммутациях;
- удары молнии в молниеотводы, расположенные на территории ПС.
По результатам расчета должны быть определены напряжения прикосновения, термическая стойкость искусственных и естественных заземляющих проводников, заземленных экранов и оболочек кабелей, напряжения, прикладываемые к изоляции кабелей и техническим средствам.
Б.2 Расчеты рекомендуется выполнять по следующему алгоритму:
1) в программу расчета следует внести эквивалентную схему замещения конфигурации ЗУ и информацию об электрических характеристиках грунта;
2) в определенные точки ЗУ [предполагаемые места КЗ, места заземления нейтралей Т(АТ), молниеотводы] следует ввести расчетные значения токов;
3) проводят расчет распределения токов и потенциалов по элементам ЗУ, а также потенциалов в грунте и на поверхности грунта;
4) по результатам расчета определяют значения параметров ЗУ. При превышении допустимых значений нормируемых параметров выполняют корректировку схемы ЗУ с учетом рекомендаций руководящих указаний настоящего стандарта;
5) проводят повторный расчет для скорректированной схемы;
6) перечисления 3) - 5) повторяют до достижения всех параметров ЗУ до нормируемых значений.
Б.3 Для ЗУ с площадью до 1000 м2 или при расположении ПС грунтах с высоким удельным сопротивлением особое внимание должно быть уделено введению в расчетную схему естественных заземлителей:
- система трос - опора при наличии заземленного на ПС и опорах грозотроса;
- фундаменты зданий и оборудования;
- скважины, трубопроводы;
- прочие металлосвязи с внешними объектами.
По результатам расчета должны быть определены:
- напряжение на ЗУ;
- потенциал в месте КЗ;
- потенциал в местах установки вторичного оборудования (ОПУ, РЩ, ГЩУ и т.п.);
- напряжение прикосновения вблизи места КЗ;
- токи в экранах (броне, оболочке) кабелей.
Б.4 Сечение заземляющих проводников и заземлителей следует выбирать по условию тепловой устойчивости. Допустимые токи короткого замыкания для искусственных заземляющих проводников и заземлителей Iдоп вычисляют по формуле
(Б.1)
где S - поперечное сечение проводника или экрана кабеля, мм2;
Sдоп - допустимое сечение для тока в 1 кА продолжительностью воздействия, равной 1 с;
q - коэффициент, учитывающий продолжительность воздействия тока, вычисляемый по формуле
(Б.2)
Допустимые значения сечения Sдоп для проводников при токе 1 кА длительностью 1 с приведены в таблице Б.1.
Таблица Б.1
Тип проводника | Sдоп, мм2/кА |
Горизонтальный стальной заземлитель | 14,0 |
Заземляющий проводник из стали, подсоединенный к аппарату | 16,5 |
Горизонтальный медный заземлитель | 4,6 |
Заземляющий проводник из меди, подсоединенный к аппарату | 5,4 |
Арматура железобетона | 30,3 |
Б.5 Максимально допустимую плотность тока для защитного проводника i вычисляют по формуле
(Б.3)
где S - площадь поперечного сечения защитного проводника, мм2;
I - ток, протекающий по защитному проводнику, А;
t - время протекания тока по защитному проводнику (соответствует полному времени отключения КЗ - не более 5 с), с;
k - коэффициент, значение которого зависит от материала защитного проводника, изоляции кабеля, начальной и конечной температур нагрева.
Значение k для защитного проводника см. в [2], таблица 1.7.6. Если тип изоляции кабеля не известен, то берут значения k, соответствующие температуре нагрева 160 °C.
Б.6 Температуру нагрева медных и алюминиевых экранов контрольных кабелей 
, °C, при коротких замыканиях в электроустановках напряжением 110 кВ и выше при заземлении экранов с двух сторон вычисляют по формуле
(Б.4)
где Uнэ - приложенное к заземленным концам экрана напряжение, обусловленное неэквипотенциальностью ЗУ, В;
L - длина кабеля, м;
- время отключения короткого замыкания, с.
Б.7 Определение напряжения прикосновения следует выполнять с учетом сопротивлений тела человека и основания. Сопротивление основания должно быть определено с учетом обустройства верхнего слоя грунта (глина, трава, песок, щебень, асфальт).
Для сети с изолированной нейтралью расчетным случаем является двойное замыкание на землю. В этом случае необходимо выбрать два места ввода тока, наиболее удаленных друг от друга в пределах территории, занимаемой этой сетью. При наличии токоограничивающих реакторов в этой сети расчет рекомендуется проводить отдельно для участка сети с максимальным током КЗ (до реакторов) и для участка с максимальным разносом точек этой сети.
В выбранные места двойного КЗ на землю следует задать ввод тока (с противоположными фазами) и выполнить расчет.
Б.8 При расчете переходного режима КЗ и коммутаций на расчетной схеме ЗУ следует задать ввод высокочастотного импульсного тока в предполагаемое место КЗ или коммутируемого аппарата. Параметры импульсного тока рекомендуется определить расчетом переходного процесса в первичной схеме с помощью компьютерной программы.
Б.9 Расчет распределения потенциалов рекомендуется проводить для точек ЗУ, в местах расположения трансформаторов/автотрансформаторов, трансформаторов напряжения и тока. Расчет следует проводить с учетом присоединения к ЗУ экранов контрольных кабелей.
Б.10 При расчете ЗУ при однофазном замыкании на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащей дугогасящий реактор или резистор, расчету подлежат ЗУ, к которым подсоединены дугогасящие реакторы и/или резисторы. За расчетный ток принимается ток, равный 125% номинального тока, присоединенного к ЗУ наиболее мощного из этих аппаратов. Должны быть выполнены расчеты напряжения на ЗУ и напряжений прикосновения.
Б.11 При расчете удара молнии на расчетной схеме ЗУ следует задать ввод импульсного тока молнии в молниеприемник.
Форма тока молнии - стандартная 10/350 мкс, амплитуда 100 кА.
В качестве мест ввода тока выбирают молниеприемники, расположенные вблизи трасс прокладки кабелей вторичных цепей и мест установки оборудования, к которым присоединяют такие кабели.
Подписаться на обновления