Определение расчетного тока замыкания на землю

 

Южно-Российский государственный технический университет

(Новочеркасский политехнический институт)

 

 

 

Током замыкания на землю называется ток, про­ходящий через место замыкания на землю, т. е. в месте случай­ного электрического соединения токоведущей части непосредственно с землей или нетоковедущими проводящими конструкциями или предме­тами, не изолированными от земли.

В электросети напряжени­ем выше 1000 Вс заземленной нейтральюобмоток источника тока, т. е. с большим током замыкания на землю, к которым отно­сятся сети 110 кВ и выше, расчетным является наиболь­ший из токов однофазного замыкания (установившееся значение тока), проходящих через заземляющее устрой­ство. При определении этого тока должны быть учтены:

– возможность замыкания фа­зы на землю как в пределах проектируемой электроустановки, так и вне ее;

– распределение тока замыкания на землю между заземленными нейтралями сети;

– различные варианты схем работы сети, возможные при эксплуатации.

Примеры возможности замыкания фа­зы на землю для сети с несколькими подстанциями (А, В, С) приведены на рис. 1.

Рис.1. Варианты замыкания фа­зы на землю

 

а) нейтрали трансформаторов заземлены на всех подстан­циях (рис. 1, а).

Тогда при замыкании одной из фаз на землю ток 1 _з стекающий в землю, будет равен сумме токов, идущих к месту замы­кания от каждой подстанции

1_з = 1_А +1_В + 1_С .

 

Если замыкание произошло в пределах одной подстанции, напри­мер А, то токи, проходящие через заземления подстанций, будут:

для подстанции A – 1_з,

для других соответственно 1_В и 1_С ;

б) если замыкание фазы на землю произошло вне подстанции (рис. 1, 6), то через заземления подстанций будут проходить токи 1_А, 1_В и 1_С соответственно;

в) если на подстанциях А и С нейтрали изолированы, то при замы­кании фазы на землю на подстанции А (рис. 1, в) через заземляющие устройства подстанций А и В пройдет полный ток замыкания на зе­млю 1_з = 1_В от подстанции В. При этой схеме во всех слу­чаях замыкания наибольший ток для каждой подстанции –ток 1_В, который является расчетным током.

В электросети напряжением выше 1000 В с изолированной нейтралью обмоток источника тока, т. е. с малым током замы­кания на землю, к которым относятся сети до 35 кВ включи­тельно, расчетный ток зависит от наличия аппаратов, компен­сирующих емкостный ток сети.

В установках без компенсации емкостных то­ков расчетным током является полный ток замыкания на землю. Для сети с нейтралью, не присоединенной к заземляющему устройству, это будет емкостный ток однофазного замыкания на землю, который приближенно может быть определен из выражения

,(1)

где U – линейное напряжение сети, кВ;

1_к.л , 1_в.л – длины электрически связанных кабельных и воздушных линий, км.

В установках с компенсацией емкостных токов в качестве расчетного тока принимают:

1) для заземляющих устройств, к которым присоединены компенсирующие аппараты, ток, равный 1,25 номинального тока этих аппара­тов 1_ном. В действительных условиях при пробое на корпус в установ­ке, имеющей компенсирующий аппарат (рис.2, а), через заземлитель будет проходить лишь полный емкостный ток 1_С.з однофазного замы­кания на землю, однако поскольку возможна перекомпенсация ем­костных токов (которая применяется для исключения резонанса напря­жений при отключении части сети), за расчетный ток принимается 1,25 1_ном.

Рис. 2. Схемы определения расчетного тока замыкания на землю в установках выше 1000 В с изолированной нейтралью (с малыми токами замыкания на землю) и компенсацией емкостных токов

 

2) для заземляющих устройств, к которым не присоединены компенсирующие аппараты, остаточный ток замыкания на землю, воз­можный в данной сети при отключении наиболее мощного компенси­рующего аппарата или наиболее разветвленного участка сети; в самом деле, при пробое на корпус в установке В, не имеющей компенсирую­щих аппаратов (рис.2, 6), через ее заземлитель пойдет остаточный, т. е. некомпенсированный, ток 1₀, равный разности емкостного тока 1_С.з и тока компенсирующего аппарата 1_L установки А. Ток 1₀ и является расчетным током.

Для установок с малыми токами замыкания на землю, т. е. с изолированной нейтралью, в целях упрощения допускается принимать в качестве расчетного ток плавления предохранителей или ток сра­батывания релейной защиты от однофазных замыканий на землю или междуфазных замыканий, если эта защита обеспечивает отключение замыкания на землю. В этом случае ток замыкания на землю должен быть не менее 1,5-кратного тока срабатывания релейной защиты или 3-кратного номинального тока предохранителя.

Расчетный ток зам ыкания на землю должен быть определен для той из возможных в эксплуатации схем сети, при которой этот ток имеет наибольшее значение.