Проектирование безопасной системы заземления подстанции
Необходимо определить удельное сопротивление грунта и максимальные токи сетки для проектирования системы заземления подстанции. Напряжения касания и шага прямо пропорциональны этим значениям. Слишком консервативные значения удельного сопротивления грунта и тока сетки значительно увеличивают стоимость.
Недооценка их может привести к тому, что дизайн будет небезопасным.
Определение удельного сопротивления грунта для разработки хорошей системы заземления подстанции (фото-кредит: greymattersglobal.com)
Сопротивление почв
Исследования удельного сопротивления почвы необходимы для определения структуры почвы. В литературе имеется ряд таблиц, показывающих диапазоны удельного сопротивления по типам почв (глина, суглинок, песок, сланцы и т. Д.).
Эти таблицы дают только очень приблизительные оценки.
Сопротивление грунта может резко измениться с изменением влажности, температуры и химического состава. Для определения удельного сопротивления грунта конкретного участка необходимо провести измерения удельного сопротивления грунта.
Сопротивление грунта может изменяться как по горизонтали, так и по вертикали, что делает необходимым проведение нескольких измерений.
Наиболее широко используемый тест для определения данных о удельном сопротивлении почвы был разработан Веннером и называется либо методом Веннера, либо четырехконтактным методом. Используя четыре штифта или электроды, вбитые в землю по прямой линии на равных расстояниях a, до глубины b, ток пропускается через внешние штифты, в то время как считывание напряжения осуществляется с помощью двух внутренних контактов.
На основании сопротивления R, определяемого напряжением и током, кажущееся удельное сопротивление можно рассчитать, используя следующее уравнение, считая, что bis мало по сравнению с a:
ρ a = 2πaR
где предполагается кажущееся удельное сопротивление ρ, на глубине a задается уравнением.
Wenner 4-контактный тест на резистентность почвы (фото esgroundingsolutions.com)
Интерпретация кажущегося удельного сопротивления грунта на основе полевых измерений затруднена. Однородные и двухслойные модели грунта являются наиболее часто используемыми моделями удельного сопротивления грунта. Цель модели почвы - обеспечить хорошее приближение к фактическим условиям почвы.
Интерпретация может быть выполнена вручную или с помощью компьютерного анализа. Имеются коммерчески доступные компьютерные программы, которые берут данные о почве и математически вычисляют удельное сопротивление почвы и дают уровень достоверности, основанный на тесте.
Sunde разработала графический метод интерпретации результатов испытаний.
Уравнения в IEEE Std. 80 требуют однородного удельного сопротивления грунта. Инженерное решение требуется для интерпретации измерений удельного сопротивления грунта для определения значения удельного сопротивления грунта ρ для использования в уравнениях. IEEE Std. 80 представлены уравнения для расчета кажущегося удельного сопротивления грунта на основе полевых измерений, а также примеры графического метода Sunde.
Несмотря на то, что графический метод и уравнения являются оценками, они предоставляют инженерам рекомендации по однородному удельному сопротивлению грунта для использования в конструкции наземной сетки.
Проведение 4-точечного теста удельного сопротивления почвы Веннера
При проведении 4-точечного теста удельного сопротивления почвы Веннера нам необходимо рассмотреть эффекты, которые « Сфера влияния » будет иметь на нашем тесте двумя способами:
1. Расстояние, которое проходит наш тест, от любых захороненных металлических предметов, железнодорожных путей, линий ограждений и т. Д. Это расстояние должно быть равно или больше максимального («а») интервала нашего теста. Другими словами, если вы проводите четырехточечный тест Веннера с максимальным расстоянием между датчиками 60-метрового (180-метровый траверс), не должно быть мешающих объектов (забор, погребенные металлические трубы и т. Д.) В течение 60- метров любой части нашего теста.
2. Зонды, которые мы используем для проведения теста, будут иметь свою собственную сферу влияния, которую они будут генерировать, исходя из глубины, на которую они воздействуют на Землю. Для ручных расчетов глубина зонда не должна превышать 1/20 интервала теста Веннера. Передовые компьютерные алгоритмы могут корректировать эти различия, но правило 1/20 является хорошим.
Информация взята из: esgroundingsolutions.com
Ссылка: Руководство по электронике Леонарда Л. Григсби (получить его от Amazon)