книги / Тяговые подстанции городского электрического транспорта

где 125 и 250 — напряжения между заземляющими устройства­ ми и удаленной точкой земли;

R3 — наибольшее из значений сопротивления заземлителя при учете сезонных его колебаний;

I — ток замыкания на землю.

3. Установки до 1000 в могут быть с глухим заземлением нейтрали и с изолированной нейтралью. В обоих случаях сопро­ тивление должно быть не более 4 ом, однако если мощность трансформаторов электроустановки не превышает 100 ква, сопротивление заземляющего устройства может быть до 10 ом.

Для заземления электроустановок с различным напряжени­ ем применяется одно общее заземляющее устройство с наимень­ шим сопротивлением.

Для тяговых подстанций расчет заземления следует произво­ дить по условию пункта 2 а и 3, при этом учитывается также тре­ бование о максимально возможном сопротивлении искусствен­

свойств грунта, которые характеризуются его удельным сопро­ тивлением:

Удельное сопротивление грунта зависит от содержания в нем влаги и солей, а также от его температуры. Температура и влаж­ ность грунта особенно сильно сказываются в его верхних слоях. Поэтому сопротивление таких заземлителей, как полосы и кабе­ ли, весьма сильно возрастает при промерзании грунта в зимнее время и при его чрезмерном высыхании в засушливое лето.

С целью получения надежных расчетных величин рекоменду­ ется производить измерение сопротивления грунта в теплое вре­ мя года (май — октябрь), а для учета зимних условий и высыха­ ния почвы летом вводить соответствующие коэффициенты согласно данным табл. 73-1.

Т а б л и ц а 73-1

Коэффициенты пересчета измеренного удельного сопротивления грунта

шей глубине удельные сопротивления снижаются) или примене­ на искусственная обработка земли с целью снижения удельного сопротивления земли.

Обработка земли вокруг трубы солью на одну треть ее высо­ ты при затрате на каждую трубу 30-МО кг может уменьшить сопротивление растеканию: при суглинке — в 1,5-*-2 раза, при супеси — в 2,5н-4 раза и песке — в 4,5 -^ 8 раза.

§ 74. Виды заземлителей

Заземлители могут быть естественными и искусственными. Естественные заземлители. В целях экономии металла и уде­ шевления строительства разрешается применение естественных заземлителей в качестве единственных заземлителей, если они удовлетворяют необходимой величине сопротивления растека­ нию. Лишь в установках напряжением выше 1000 в с большими токами замыкания на землю (более 500 а), независимо от вели­ чины сопротивления естественных заземлителей, рекомендуется применение искусственных заземляющих устройств с сопротив­

лением не более 1 ом.

Одними из естественных заземлителей являются свинцовые оболочки кабелей, прокладываемых в земле.

Сопротивление растеканию свинцовых оболочек кабелей при­

Многочисленные измерения, проведенные в условиях эксплуа­ тации, свидетельствуют о том, что величины сопротивления растеканию тока свинцовых оболочек кабелей действительны как для кабелей, проработавших длительное время, так и для

новых кабелей. Это объясняется тем, что джутовая оплетка, ко­ торая для новых кабелей должна представлять изоляцию брони от земли, при прокладке кабеля во многих местах подвергается механическому разрушению, а оставшаяся быстро пропитывает­ ся минеральными солями из почвы.

Данные табл. 74-1 необходимо пересчитать пропорционально р и умножить на коэффициент Кс (см. табл. 73-3) в соответ­ ствии с климатической зоной.

При прокладке нескольких кабелей в одной траншее общее сопротивление растеканию будет меньше, но при этом необходи­ мо учитывать экранирующее влияние кабелей друг на друга по формуле

втраншее;

п— число кабелей в одной траншее.

Сопротивление растеканию тока водопровода R u, выполнен­ ного из стальных труб со сварными стыками, в зависимости от его длины приведено в табл. 74-2. Так как глубина заложения водопроводных труб ниже зоны промерзания, введение коэффи­ циента сезонности не требуется. Если удельное сопротивление грунта отличается от 1-104 ом-см, то данные табл. 74-2 следует пересчитать.

Т а б л и ц а 74-2

Сопротивление растеканию тока водопровода, выполненного

Результирующее сопротивление естественных заземлителей

Искусственные заземлители. Эти устройства применяют в тех; случаях, когда естественные не обеспечивают необходимого со­ противления растеканию тока. Однако на тяговых подстанциях искусственные заземляющие устройства рекомендуется соору­ жать независимо от величины сопротивления естественных, при этом величина искусственных заземляющих устройств не долж­ на быть более 1 ом.

Сопротивление одиночного вертикального заземлителя, вы­ полненного из стальной трубы или круглого стержня, определя­

При использовании в качестве стержневого заземлителя угловой стали вместо диаметра d в формулу (74—3) следует ввести ширину полки уголка Ь, пользуясь соотношением

стального прутка диаметром 12 мм и длиной 5 м. Такие прутки загоняются в землю при помощи вибрации. Сопротивление рас­ теканию такого пруткового заземлителя согласно формуле

Полосовые заземлители в сочетании со стержневыми заземлителями, вследствие явления экранирования, будут иметь большее сопротивление растеканию:

§ 75. Защита от замыканий на землю в распределительном устройстве постоянного тока

В распределительном устройстве постоянного тока замыка­ ние на землю может произойти от: а) неразрыва дуги выключа­ телем постоянного тока и перехода ее на контур заземления;, б) вследствие пробоя изоляции и в) от неправильного действия персонала (включение на закоротку, отключение рабочего тока, разъединителем).

Токи коротких замыканий в распределительных устройствах постоянного тока зависят от характера замыкания на землю (металлическое короткое замыкание или замыкание через элект­ рическую дугу) и от вида заземления отрицательной шины подстанции.

В этом отношении подстанции могут быть подразделены на три вида: а) подстанции трамвайные и трамвайно-троллейбус­ ные, на которых отрицательная шина соединяется через отсасы­ вающие кабели с рельсами; б) подстанции троллейбусные (при отсутствии в городе трамвайных подстанций), когда отрицатель­ ная шина соединяется с заземляющим контуром через сопротив­ ление порядка 5—10 ом, и в) подстанции троллейбусные, рабо­ тающие в городе совместно с трамвайными подстанциями, когда

отрицательная шина троллейбусных подстанций соединяется с отрицательной шиной трамвайной подстанции через отрица­ тельный контактный провод и соответствующие отсасывающие кабели.

В зависимости от характера замыкания на землю и переход­ ного сопротивления дуги величина тока к. з. может составить от нескольких сот до нескольких тысяч ампер. При малых токах к. з. обычная максимальная защита агрегатов не сработает; между тем горящая электрическая дуга может повредить окру­ жающие аппараты и оборудование.

Защита от замыкания на землю в распределительных уст­ ройствах постоянного тока осуществляется заземлением метал­ лических конструкций, на которых установлены аппараты.

Защита от замыкания на землю, так же как и большинство остальных защит, не предотвращает повреждения, а лишь лока­ лизует его. К этой защите предъявляются те же требования, что

ик релейным, т. е. селективность, быстрота, чувствительность

инадежность.

Обычно на тяговых подстанциях сооружают общее заземля­ ющее устройство, а в здании подстанции делают две самостоя­ тельные заземляющие магистрали (рис. 75-1).

Подстанционная заземляющая магистраль постоянного тока присоединяется к общему устройству через два заземляющих проводника, проходящих через магнитопроводы двух токовых реле (см. рис. 75-1). При срабатывании этих реле их контакты отключают все выключатели питающих линий 600 в и все вы­ ключатели агрегатов на стороне 6—10 кв.

Для проверки термической прочности заземляющих провод­ ников необходимо определить максимально возможный ток к. з. /к . макс для сезона с наименьшим переходным сопротивлением. С другой стороны, для выбора тока уставки защитного реле необходимо знать минимальный ток короткого замыкания I к.мин для сезона с наибольшим переходным сопротивлением.

При замыкании в распределительных устройствах постоян­

Сопротивление цепи при коротком замыкании в распредели­ тельном устройстве постоянного тока на трамвайных тяговых подстанциях состоит из следующих элементов:

Рис. 75-1. Схема присоединения оборудования тяговой под­ станции к заземляющим магистралям:

Рассмотрим каждое из этих сопротивлений.

Общее переходное сопротивление заземляющего устройства на подстанции определяется естественными и искусственными заземлителями (см-. § 74, 75).

Сопротивление земли между подстанцией и рельсами для практических расчетов можно принять равным нулю.

Переходное сопротивление между рельсами и землей для двухпутного пути в сезоне с хорошей проводимостью можно считать около 0,5 ом-км.

Сопротивлением рельсов, отсасывающих кабелей и уравни­ тельных реостатов можно пренебречь. Таким образом, токи при коротком замыкании на трамвайных подстанциях выразятся:

о-4- /<р

/'у.М1Ш ~ ~Y~

где /?у.мин — общее переходное сопротивление всех заземлите-

димости, k æ 12.

На тяговых подстанциях, питающих в городе только троллей­ бусную сеть, желательно соединять отрицательную шину с за­ земляющим контуром через дополнительное сопротивление Rüon = 5 -МО ом. Поэтому ток замыкания на землю определит­ ся как

В этом случае ток к. з. на землю небольшой, дуга горит неус­ тойчиво и сама гаснет. Для контроля замыкания на землю токо­ вое реле следует соединить последовательно с дополнительным сопротивлением.

§ 76. Конструктивное выполнение заземляющих устройств

Внутренняя сеть заземления на подстанциях выполняется из