Реконструкция подстанции 110/35 кВ (стр. 8 из 15)
В целях выравнивания электрического потенциала и обеспечения присоединения электрооборудования к заземлителю на территории подстанции, занятой оборудованием, проложены продольные и поперечные горизонтальные заземлители, объединенные между собой в заземляющую сетку.
Продольные заземлители проложены вдоль осей электрооборудования со стороны обслуживания на глубине 0,6 м от поверхности земли и на расстоянии примерно 0,8−1,0 м от фундаментов и оснований оборудования.
Поперечные заземлители проложены между оборудованием на глубине 0,6 м от поверхности земли. Расстояние между ними рекомендуется принимать увеличивающимся от периферии к центру заземляющей сетки. Размеры ячеек заземляющей сетки, примыкающие к местам присоединения нейтралей силовых трансформаторов, не превышают 2 × 2 м.
Горизонтальные заземлители проложены по краю территории, занимаемой заземляющим устройством так, что они в совокупности образуют замкнутый контур.
Оценим возможность дальнейшего использования заземления при новых условиях.
Площадь, занимаемая заземлением 48×40 метров. В рабочих местах выполнена гравийная подсыпка толщиной 0,2 метра. Фактическое сопротивление верхнего слоя грунта с учетом промерзания около 500 Ом·м, нижнего 50 Ом·м. Суммарная длина горизонтальных заземлителей около 1920 метров. Длина одного вертикального заземлителя около 4 метров. Среднее расстояние между вертикальными заземлителями около 2 метров.
Для определения допустимого напряжения прикосновения необходимо вычислить расчетную длительность воздействия
,где
– время действия релейной защиты; 
– полное время отключение выключателя.Тогда наибольшее допустимое напряжение прикосновения, В [6, с. 596]
Uп.доп = 425
Коэффициент напряжения прикосновения
где
− коэффициент, определяемый по сопротивлению тела человека и сопротивлению растекания тока; 
− длина вертикального заземлителя, м; 
− длина горизонтальных заземлителей, м; 
− расстояние между вертикальными заземлителями, м; 
− площадь заземляющего устройства, м2. 
− параметр, зависящий от удельных сопротивлений верхнего и нижнего слоев грунта [6, с. 598].Коэффициент
где
– сопротивление тела человека, Ом; 
− удельное сопротивление верхнего слоя грунта с учетом подсыпки, Ом·м.Тогда коэффициент прикосновения
Потенциал на заземлителе, В
Допустимое сопротивление заземляющего устройства, Ом
где
− начальное значение наибольшего тока однофазного короткого замыкания, кА; 
− суммарное сопротивление нулевой последовательности, Ом; 
− сопротивление нулевой последовательности трансформатора, Ом.Определим сопротивление сложного заземлителя. Действительный план заземляющего устройства при расчетах заменяют расчетной квадратной моделью.
Число ячеек по стороне квадрата
Суммарная длина полос в расчетной модели, м
Длина стороны ячейки, м
Число вертикальных заземлителей по периметру контура
Общая длина вертикальных заземлителей, м
Общее сопротивление сложного заземлителя определяем по формуле
где A – коэффициент, зависящий от параметров заземлителя;
− эквивалентное удельное сопротивление земли, Ом·м.Относительная глубина залегания
где t – расстояние от поверхности земли до заземлителя, м.
Тогда коэффициент
Для определения удельного эквивалентного сопротивления земли, необходимо определить относительную толщину слоя
Тогда удельное эквивалентное сопротивление земли, Ом·м
Тогда общее сопротивление сложного заземлителя, Ом
Напряжение прикосновения, В
Напряжение прикосновения не превышает предельно допустимого.
Вследствие того, что заземляющие проводники пролежали в земле много лет, то необходимо провести их комплексное обследование. Необходимо проверить коррозионное состояние заземления.
В общем случае заземляющие устройства энергообъектов подвергаются совместному воздействию грунтовой коррозии и токов короткого и двойного замыкания на землю. Воздействие больших токов ускоряет разрушение естественных и искусственных заземлителей. Как правило разрушаются:
− заземляющие проводники в местах входа в грунт, непосредственно под поверхностью грунта;
− сварные соединения в грунте;
− горизонтальные заземлители;
− нижние концы вертикальных электродов.
Разрушения бывают: локальные, местные, общие.
Локальные коррозионные повреждения заземляющих проводников можно выявить при осмотре (в основном со вскрытием грунта), а также при измерениях напряжения прикосновения и проверке металлосвязи.
Местная коррозия характеризуется появлением на поверхности проводника отдельных, иногда множественных, повреждений в форме язв или кратеров, глубина и поперечные размеры которых соизмеримы и колеблются в пределах от долей миллиметра до нескольких миллиметров.
Общая коррозия возникает в грунтах с большой коррозионной активностью.
Для сплошной поверхностной коррозии характерно равномерное по всей поверхности проводника проникновение в глубь металла с соответствующим уменьшением размеров поперечного сечения элемента. После механического удаления продуктов коррозии поверхность металла оказывается шероховатой, но без очевидных язв, точек коррозии или трещин. Количественная оценка степени коррозионного износа производится выборочно по участкам контролируемого элемента заземляющего устройства путем измерения характерных размеров, зависящих от вида коррозии. Эти размеры определяются после удаления с поверхности элемента продуктов коррозии. При сплошной поверхностной коррозии характерными размерами являются линейные размеры поперечного сечения проводника (диаметр, толщина, ширина), измеряемые штангенциркулем.
При местной язвенной коррозии измеряется глубина отдельных язв (например, с помощью штангенциркуля), а также площадь язв на контролируемом участке. Элемент заземляющего устройства должен быть заменен, если разрушено более 50 % его сечения.
Для выявления тенденции коррозии и прогнозирования срока службы заземлителей рекомендуется произвести измерения электрохимического окислительно-восстановительного потенциала, удельного сопротивления грунта и определить наличие блуждающих токов в земле [20].
4.9 Молниезащита подстанции
Защита подстанции от прямых ударов молнии выполняется с помощью стержневых молниеотводов установленных на порталах ОРУ. Расположение молниеотводов представлено на рисунке 5.2. В общем, на подстанции установлено 6 молниеотводов. Высота одного молниеотвода 19,5 метров. Необходимо обеспечить защиту на высоте 11,0 метров, высота подвески шин. Расстояния между молниеотводами, м
; 
. 
