Определение расчетного тока замыкания на землю

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.

Электроустановки по значению тока замыкания на землю условно разделяются на две группы:

а)Установки с большими токами замыкания на землю, в которых однофазный ток замыкания на землю больше 500 А. К ним относятся установки трехфазного тока напряжением 110 кВ и выше с глухозаземленной нейтралью, т. е. присоединенной к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (трансформатор тока и др.).

б) Установки с малыми токами замыкания на землю, в которых однофазный ток замыкания на землю не превышает 500 А. К ним относятся установки трехфазного тока напряжением до 35 кВ включительно с изолированной нейтралью, т. е. не присоединенной к заземляющему устройству или присоединенной через аппараты, компенсирующие емкостный ток в сети, трансформаторы напряжения и другие аппараты, имеющие большое сопротивление.

В установках с большими токами замыкания на землю расчетным током является наибольший из токов однофазного замыкания (установившееся значение), проходящих через рассчитываемое 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.

Покажем это на примере сети с несколькими подстанциями, приведенной на рис.1.

а) нейтрали трансформаторов заземлены на всех подстанциях. Тогда при замыкании одной из фаз на землю ток Iз, стекающий в землю, будет равен сумме токов, посылаемых к месту замыкания каждой подстанцией, т. е. Iз = I_А + I_В + I_С

Если замыкание произошло в пределах одной подстанции, например А, то токи, проходящие через заземления подстанций, будут: для подстанции А – Iз, а для других – соответственно I_В и I_С.

б) если замыкание фазы на землю произошло вне подстанций, то через заземления подстанций будут проходить токи I_А, I_В и I_С соответственно.

Рис. 5.1. К определению тока замыкания на землю в установках выше 1000В с большими токами замыкания на землю

в) если на подстанциях А и С нейтрали изолированы, то при замыканий фазы на землю на подстанции А через заземляющие устройства подстанций А и В пройдет полный ток замыкания на землю Iз = I_В, который посылается подстанцией В. Очевидно, при этой схеме во всех случаях замыкания наибольшим током для каждой подстанции будет ток I_В; он и будет расчетным током.

В установках с малыми токами замыкания на землю расчетный ток зависит от наличия аппаратов, компенсирующих емкостный ток сети. В установках, не имеющей компенсирующих аппаратов, расчетным является полный ток замыкания на землю. Для сети с изолированной нейтралью он приближенно определяется выражением:

,

где, U – линейное напряжение, кВ;

L_КЛ, L_ВЛ – длины электрически связанных кабельных и воздушных линий электропередачи.

Для установки с малыми токами замыкания на землю в целях упрощения допускается принимать в качестве расчетного ток срабатывания релейной защиты от междуфазных замыканий или ток плавления предохранителей, если эта защита обеспечивает отключение от 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.

В установках с компенсацией емкостных токов в качестве расчетного принимается ток равный 125 % номинального тока аппарата:

.