ryabkova_e_ya_zazemleniya_v_ustanovkakh_vysokogo_napryazheni

id

А

0,9

\

ь

\\

0,8

\\\

\ \\

\

V

\ \Ч

ч.

!<

25

-

-

s

0,

10

3

d0 /is=ZW -J/

Л

0,

125

-10'

3

0,8

S,

as

/ •

*

/

У

%

1

к

'

10'

0,5-

-л

19 *

ми

н

>*

т

•

Рис.

-

в зависимости от

числа

3

3. Коэффициент подобия А для сеток

ячеек т по стороне сетки при различных отношениях

da/VS •

Аh

8

к

0,8

t

г3

ь

U

ол

0,001

is

0,

,

h/ yfS

от

,

0,2

01

0

02

0 1

Рис. 3-4.

Коэффициент

Ал,

учитывающий

влияние глубины заложе¬

1

_

т

1;

г т-2;

S

ния на сопротивление

сетки.

ча¬

т

4

стой-

8;

5

—)

т

16

—

пластина

(предел

-

—

—

—

; 4

—

т

—

; 6

сетки .

60

где произведение ЛМаксД — коэффициент подобия, рав¬
ный численному	значению критерия подобия для сеток
с вертикальными	электродами при h=0 и зависящий от
всех относительных размеров заземлителя;			Лмакс	опре¬
деляется из формулы (3-17) или		из рис. 3-	3 при	т=1;
Д — коэффициент, учитывающий		снижение	сопротивле-

65 Рзя/ Рг

Ч

3

г,52 's -

1,2

О0,02

Рэя /Рг

0,6 Si

0,5

ОЛ

О0,02

т=1

Z

			Ч	>	Р,/Рг=8
			8
			г		и
			ч
			я		Р,/Рг= г
,Рг/Рг-Г
				(H-h )/\fs
0,04	0,0В а) 0,08	=1 —
	X		т 8		г
	Pt/Pl		/
					/г
			!		ич
			Л
			И			8
			*\PtM
0,04	0,06 0,08		m=1\		H//S

	6 )		сопротивление грун¬
Рис. 3-5. Относительное эквивалентное удельное
та для	расчета сопротивления	сеток,
	a — PI/PJ>1 ; б - р,/рг^1.

ния заземлителя в зависимости от частоты сетки, отно¬

сительной длины вертикальных электродов и относи— ¬ тельного расстояния между ними ( рис. 3-6) ; Ah ко¬ эффициент, учитывающий уменьшение сопротивления

заземляющей сетки с вертикальными электродами в за¬

висимости от относительной глубины ее заложения h f V S (рис. 3-7).

4*

51

0,5 Л		a/ Lg,=05
					1
						а/U =2
1		2	З	А	5 6 78 910				т
							а)	20	30
	л		а к	0,5		1	=2
		/
ОА
								го	т
1		2	3		5	6 7 8 910
							6)		30
					а/1$ о
0,5	а/ к	1	г		5 6 7 8 910- в)				т
О/ 1		2	3					20
									30
0,6
0,5 ЛЛв±1 2
	1	2	3	А	5 6 7 8910		.	20	т
									30
							о )
	\
0,7	е\
					(L/ lj = 8
08	/
0,5		=2
	а/к		¥
		г							т
	1		3	А	5	6 78910	д)	20	30

Рис. 3-6. Коэффициент А, учитывающий снижение сопротивления за-

землителя в зависимости от относительной длины вертикальных элек. ¬ тродов, относительного расстояния между ними и частоты сетки

a-lJVs= 0.5; 6 -tjVs = 0,25; e- lJVs= 0,125;|г -ljV~S = 0,0625;

'<j— tJYs' =0,0312.

Из кривых на рис. 3-6 следует, что значение Д умень¬

шается с увеличением относительной длины вертикаль¬

ных электродов I j y s

и

уменьшением

относительного

расстояния

а/

1в

между ними*

При увеличении

частоты

сетки зависимости

A=f ( m) при разных а/1в

сближаются

между

собой

и

стремятся при данном

отношении

IJVS

к минимальному значению Д.

В этой

области

использование

вертикальных электродов при малых от¬

ношениях

а/1в

становится

нецелесообразным.

Аh

Чк 0,5

*г

0,8

а/1Г 16

0,6

/

ГТТТ

I

*

1

ол

а

VS

h Ns

0,001

0

0

0,05 0,1

,005

,01

Рис. 3 7. Коэффициент

Ah , учитывающий влияние глубины заложения

на -сопротивление

сетки

(т=8) с вертикальными электродами.

1B/VS = 0.125;

/В/НТ= 0,0625.

При т-*-оо заземлитель из сетки с вертикальными

электродами

становится

металлическим

коробом

без

дна с

объемом

5/в

и сопротивлением, близким к

RMmтех же—

сопротивлению

металлического параллелепипеда

размеров (3-18) .

Из

рис.

-

также,

что при большой относи¬

3 6 видно

тельной длине вертикальных электродов и

малом отно¬

сительном расстоянии между ними кривые пологи.

Это

показывает

на

нецелесообразность в

данном

случае

увеличивать

частоту

сетки,

так как

коэффициент Д

уменьшается незначительно.

Наоборот, при малой относительной длине верти¬

кальных электродов и большом относительном расстоя-

53

нии между ними увеличение частоты сетки существенно
влияет на	уменьшение		А	(крутой		спад кривых) .
Кроме того, из кривых,				приведенных на рис. 3-6, сле¬
дует, что	более	длинные вертикальные электроды обес¬
печивают	меньшее значение коэффициента						Л при общей
их длине nlB, одинаковой с короткими электродами, т. е.
при том же относительном расстоянии между ними я//„.
Действительно, сравним, например, коэффициент А
при длинных и		коротких электродах для а / /в=2 и т=4.
При длинных		электродах			с отношением		/B/ K*S=0,25
коэффициент Д		0,475,	а		при	коротких	электродах
с /в / У5=0,0625=— Л=0,545.

3,5	рзя/Рг							Л/Л				/ 7
3,0										У
2,5
2,0
													г
г,г	г	,	,	0,		Pi Рг=1				,	H -hflfi			,
	0,				Ь	,	,	0,7				,
О	1	0 2	0 3			0 5	0 6		0 8			0 9	10
PSR/PZ					а>			Л/Л='					г
0,8
0,9													,
0,7													1
0,6
0,5	*							I				то
О 0,1 0,2 0,3 ор						0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

б)

64

Следовательно, использование более длинных верти¬

кальных			электродов					при			том		же расходе											металла, что
и при коротких электродах, ведет к снижению																									коэффи¬
циента А и сопротивления заземлителя.
6,0	Рэя/рг																				ю				S
,															Pi/Ai
5 0																							7 -
V
3,5
3,0																у							5
2,5																		V /*
2,0																							3
и8
us																	pi/U						г
1,2
																				-те
ио					0				0,		0,6			,				,			0,9 1,0
								в)		5			0		7		0 8
6,0	Рэя/ Рг												Pl/ Pt='0 l
5,0
3,5
3,0
г,5																							3
г,о
1,8	&
11,6
А	7																	(н-Щв
1,2	г			0,2 0,3 0,к																				1
1,0									0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Рис. 3-8. Относительное								г)
						эквивалентное удельное сопротивление грун¬
та для расчета					сопротивления						сеток					(	т			1	-г	8)		с вертикальными
		—	аД,				^		электродами.								=				-			в -в/Г,	55
	а				1, Pi /pa						-				.				^^
							l	; б		-а//,			0.5+ 4.					PI		/PJ		.	1;		2,
				-	/^				l;	г		-л ~				PI/PJ					I			-
					Pi	Pa						а/1		4

Коэффициент Л/, по рис. 3-7 изменяется следующим

образом:

наличие

вертикальных

электродов

в

сетке

уменьшает

снижение ее сопротивления с

увеличением

глубины заложения

и тем значительнее, чем больше от¬

носительная

длина

вертикальных

электродов

и

меньше относительное

расстояние между этими элек¬

тродами

а/ /в.

сопротивления сетки

с

вертикальными

Для расчета

электродами в неоднородном грунте на

-

приво¬

рис. 3 8

дятся кривые

относительного эквивалентного удельного

сопротивления

грунта

рэн/

рг

в

зависимости от отношения

(Я Л) /

/в, если

pi>p2

и

от

отношения Я//в,

если

pi <рг

В последнем—

случае влияние глубины заложения

мало-

и им можно пренебречь.

Влияние частоты

'сетки и относительной длины верти¬

кальных электродов

^ Ijy' S не учитывается,

так как оно

сравнительно

невелико.

Кривые на рис. 3-8 приводятся

для

сеток с

вертикальными

электродами, пересекающи¬

ми

границу

раздела

слоев,

т. е.

при

(Я

—

Л)

/

;1

и

Я//в<1.

/

в<

При

отношении

pi/p2 <1 влияние относительного рас¬

стояния

между

электродами

невелико

и

поэтому для

значения

а/1в

0,5-М приводятся

обобщенные

кривые

(рис. 3-8,6) .

=

Из кривых рис. 3-8 следует, что по

мере увеличения

относительной

толщины верхнего слоя

и относительного

расстояния

между электродами эквивалентное

удельное

сопротивление

грунта стремится к удельному сопротив¬

лению верхнего

слоя, так как Рэя/рг-^/рг-

тол

¬

Наоборот, по мере уменьшения относительной

щины верхнего слоя

и

относительного расстояния

между

электродами

эквивалентное

удельное

сопротивление

грунта

стремится к

удельному сопротивлению

р2, так

какЕслирэя/ ргже—

*вертикальные1.

электроды не пересекают гра¬

ницу раздела

слоев,

т.

е. относительная длина верти¬

кальных

электродов

очень

мала

(Я

Л)

//„>1,

Я//в>1

и

поле

определяется

в основном

сеткой—

,

то

приближен¬

но

можно считать,

что

относительное

эквивалентное

удельное

сопротивление

грунта рэя/рг будет иметь

при

¬

мерно такое же значение,

что

и для сетки, находящейся

в верхнем слое (рис.

3-5).

56

Приближенная формула для расчета сопротивления

заземлителей подстанций*. Значительный объем Иссле¬

дований заземлителей различных конструкций при раз¬

ных относительных размерах их элементов позволил установить, что при достаточной частоте сетки, что ха¬

рактерно для современных подстанций, сопротивление /?

практически не зависит от диаметра do проводников сетки и глубины их укладки.

Установлено, что сопротивление заземлителя под¬ станции приближенно может определяться по эмпири¬

ческой формуле

где L						*= р’* (тг+таг)>				(3'22)
			суммарная длина всех горизонтальных электро¬
дов;		п—	и	/в		число и длина вертикальных электродов;
#	=	Лшга			коэффициент—		, зависящий		от	отношения
		\		— рэд		эквивалентное удельное			сопротивление
IJVSгрунта			для			—расчета заземляющих		сеток		(при /„=0,
рис.		-	5)	и для заземляющих сеток				с	вертикальными
		3
электродами (рис. 3-8).

При большом числе ячеек сетки (L ^4]/5) и верти¬

кальных электродов R стремится к пределу RMш, что соответствует сопротивлению металлического паралле¬ лепипеда объемом SlB (3-18) .

-
3 5. Расчет коэффициентов напряжения прикосновения
в ячейке сложного заземлителя подстанции
За расчетную величину напряжения прикосновения
принимается	максимальная разность потенциалов меж¬
ду потенциалом		заземлителя и наименьшим потенциа¬
лом поля заземлителя на			поверхности земли, которая
наблюдается	в	центре	угловой ячейки заземлителя

(рис. 3-1 ) . Используя критерий подобия (З-За) для рас¬

чета напряжения прикосновения в ячейке заземлителя,

получаем:	£/пр		Оцр/	R==	dirpU ,	(3 23)
где. аПр —		— '				-
	коэффициент		напряжения			прикосновения, яв¬

ляющийся коэффициентом подобия и зависящий от от-

—* Из проекта «Руководящих указаний по проектированию, со¬ оружению и эксплуатации. заземляющих устройств напряжением

L 0,38 750 кВ», 1970 г

57

носительных линейных

тельных характеристик

Ко э ф ф и ц и е н т

ве н и я д л я з а з е м л

размеров	заземлителя
грунта.	-	н и я	п р
н а п р я ж е
и т е л я	и з	с е т к и

и и к

относи о с н о

¬

¬

—

(3-24)

где

аПр.г

коэффициент

напряжения

прикосновения

в центре

угловой

ячейки сетки

при

глубине заложения

сетки

h

0;

ал

—

коэффициент,

учитывающий

влияние

=

—

глубины

заложения

h; рэд

и рэи

эквивалентные удель¬

ные сопротивления

грунта

при

расчетах

сопротивления

сетки

и

напряжения прикосновения

в сетке.

0,80

я

пр.

г

0.60 0.50

ОАО

/

ОМ

'3

0 fi=2 M

025

d

/

0,5

-

'3

op

JO

k 25-10

3

0,16

л

-JO ill

0,12

0,03

/2

X

s

010

'

-

\

m

(

•

0,08

VS

0.06

1,05

г

3

5

6

7

8310

20

30

00

50

60

80

100

200

Рис.

3-9.

Коэффициент напряжения

прикосновения

сетки

аПр.г

в за¬

висимости от

числа

ячеек

т по

стороне

чейки

при различных

отно¬

На

рис.

3-9

шениях

dQ!VS^.

приводятся

коэффициенты

напряжения

прикосновения

сетки

апр

в

зависимости от

числа ячеек

т по стороне сетки.

.г

прикосновения

является

Коэффициент

напряжения

максимальным

в

центре

прямоугольного

контура из го¬

ризонтального

электрода

у

поверхности

земли

при

т

1.

Его

аналитическое

выражение

[39]

=

—

Vs

>2

—

-0

. 2 5

-

пр.макс

Т

=

•

®

^

(3 25)

58

Относительные эквивалентные удельные сопротивле¬

ния грунта для расчета коэффициента напряжения при¬

косновения в сетках приводятся на рис. 3-10. Из кри¬

вых рис. 3-10 видно, что уменьшение относительной

толщины верхнего слоя грунта и увеличение частоты сетки уменьшают влияние неоднородности земли и при¬ ближают значение рэи к удельному сопротивлению ниж¬

него слоя р2.

При больших размерах сетки, когда отношение Я/j/S

мало, эквивалентное удельное сопротивление pat; близко

к р2, так как поле заземлителя

распространяется

на

большую глубину. Обратная картина получается, когда

отношение Н/УИ

велико.

К о э ф ф и ц и е н т н а п р я ж е н и я п р и к о с н о в е¬

н и я

д л я

з а з е м л и т е л я

и з

с е т к и

с

в е р т и¬

Из

рис. 3-9 видно,

qfo ctnp.r снижается с уменьшением

ширины ячейки Ь,

т.

е. при увеличении частоты сетИИ

т.

Кроме

того,

при

d0=const

и

m=const

коэффициент

напряжения

прикосновения

в

малогабаритных

сетках

получается несколько меньше, чем в сетках большой

площади,

из-за влияния большего относительного диа¬

метра do/

-/ S.

учитывающий

влияние

отно ительной

Коэффициент,

глубины заложения Н[УИ,

определяется

следующим об¬

разом:

h

0,001 0 ,005

0,01

0,02

0,04 0,08

у=

ah

0,91 0,84

0,79

0,76 0,72 0,68

Относительные эквивалентные удельные сопротивле¬

ния грунта

рэд/р2

были приведены

на рис. 3-5 при рас¬

чете сопротивления сеток.

к а л ь н ы м и э л е к т р о д а м и

0-26)

где коэффициент ав учитывает уменьшение коэффициента

напряжения прикосновения от добавления вертикальных

электродов в зависимости от относительной длины lJ\fS

и относительного расстояния между вертикальными элек¬

тродами а//в (рис. 3-11); коэффициент аА учитывает влия¬

ние глубины заложения и берется из приведенных выше

59