Заземляющее устройство Советский патент 1980 года по МПК H01R3/06 

(54) ЗАЗЕМЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано при сооружении защитных заземлений открытых распределительных устройств электростанций и подстанций, а также при сооружении заземлений опор воздушных линий электропередачи. Известно заземляющее устройство, в котором предусмотрено выравнивание потенциала путем увеличения геометрических размеров заземлителя, методом напыления металла вокруг электрода, установленного в грунте 1. Такое выполнение заземляющего устройства не обеспечивает выравнивание потенциала на границе электрод-грунт. Известно также заземляющее устройство электроустановки, содержащее сетку из.продольных и поперечных металлических проводников, соединенных с электроустановкой металлическими проводниками 2. Однако такое выполнение заземляющего устройства электроустановки может обеспе чить безопасность обслуживающего персонала путем сокращения размеров ячеек заземляющей сетки, т. е. за счет значительного - . . . .2 увеличения ее металлоемкости, что является экономически не выгодным за счет больших затрат металла и на строительные работы. Целью изобретения является снижение металлоемкости при обеспечении, электробезопасности вблизи электроустановки. Эта цель достигнута в заземляющем устройстве электроустановки, содержащем сетку из продольных и поперечных металлических проводников, соединенных с электроустановкой металлическими проводниками тем, что оно снабжено плоским экраном из проводящего материала с удельным сопротивлением, меньшим, чем удельное сопротивление грунта, расположенным над сеткой и выполненным с отверстиями для электрических проводников, соединяющих сетку с электроустановкой. На фиг. 1 представлено защитное заземление и схема условий электробезопаспости в период эксплуатации; на фиг. 2 - эквивалентная электрическая схема для случая прикосновения человека к электроустановке. Заземляющее устройство электроустановки содержит сетку 1 из продольных и поперочнь1х металлических проводников. размещенную в грунте 2. Над сеткой I размещен плоский экран 3 из проводящего материала с удельным сопротивлением, меньшим, чем удельное сопротивление грунта 2. Плоский экран 3 выполнен с отверстиями 4 для электрических проводников 5, соединяющих сетку 1 с электроустановкой 6. На фиг. 1 показано положение человека 7 при прикосновении к электроустановке 6 и при входе человека 8 на территорию электроустановки б, а также распределение потенциала 9 на территории электроустановки ПО отношению к плоскости нулевого потен циала 10. При прикосновении человека 7 к электроустановке 6 сетка 1 из продольных и поперечных проводников и плоский экран 3 из проводящего материала соединены эквивалентным сопротивлением 11 грунта между ними, сопротивление 12 эквивалентно сопротивлению тела человека 7, сопротивление 13 эквивалентно сопротивлению растекания тока от ступней человека 7, сопротивление 14 эквивалентно сопротивлению утечки плоского экрана 3 из проводящего материала на землю, сопротивление 15 эквивалентно сопротивлению заземления сетки 1, 1,3.- ток короткого замыкания, протекающий в землю, При сооружении заземляющего устройства на определенной глубине укладывается сетка 1 из продольных и поперечных проводников, которая засыпается слоем грунта 2, над сеткой на определенной глубине укладывается плоский экран 3 из проводящего материала, имеющий окна 4 для прохода металлических проводников 5, соединенных с электроустановками 6, причем плоский экран 3 засыпается грунтом высокого сопротивления. Толщина плоского экрана 3 выбирается исходя из ршзкого продольного сопротивления, а геометрические его размеры должны 6iiiTb большими геометрических размеров сетки 1 Из продольных и поперечных металлических прогводииков, при этом размеры ячейки сетки увеличиваются. При эксплуатации, при повреждении электроустановки и протекании тока короткого за.мыкания I«,3 наличие плоского экрана 3 обеспечивает равномерное распределение потенциала на поверхности грунта, кривая 9, фиг. 1. -, При прикосновении человека 7 к электроустановке 6, соединенной металлическим проводником 5 через окно 4 в плоском экране 3 с сеткой 1 из продольных и поперечных металлических проводников (см. фиг. 1), происходит электрическое соединение между сеткой 1 и плоским экраном 3 через два последовательно соединенных сопротивления 12 - (3 (см. фиг. 2), причем сопротивление 12 эквивалентно сопротивлению тела человека, обычно принимаемому 1000 Ом, сопротивление 13 эквивалентно сопротивлению растекания тока от ступней человека в поверхностном ,слое грунта удельного сопротивления р , например, при удельном сопротивлении грунта / 2500 Ом-м, сопротивление 13 определяется выражением 3750 Ом. При протекании тока короткого замыкания эта цепь щунтируется сопротивлением 11 между сеткой 1 и плоским экраном 3, через слой грунта, причем благодаря большому поперечному сечению этого слоя грунта это сопротивление мало при самых высоких удельных сопротивлениях грунта, например, при размерах сетки 50 м 50 м 2500 м2 и 2500 Ом-м сопротивление 11 будет порядка 1 Ом. При этом плоский экран 3 почти полностью экранирован сеткой I со стороны нижележащего грунта 2 (см. фиг. 1); ток с него почти не стекает, поэтому сопротивление 14 (см. фиг. 2) весьма велико, таким образом, ток через тело человека 7 (сопротивление. 12) будет очень мал и разность потенциалов между сеткой I и плоским экраном 3 при прикоснЬвении человека 7 окажется малой, т. е. электробезопасность будет обеспечена. Если на территорию электроустановки входит человек 8, пересекая границу плоского экрана 3, то он подвергается воздействию незначительного напряжения тага, так как потенциал плоского экрана 3 значительно меньше потенциала сетки 1 и сопротивление растеканию последовательно двух ступней человека велико. В эксплуатационном режиме возможен случай, когда на территории электроустановки 6 находится два человека 7, 8, причем человек 7 касается электроустановки 6, а человек 8 входит на территорию электроустановки 6, в. случае напряжение прикосновения для человека 7 таково как в предыдущем случае, так как тело человека 8 шунтируется низким сопротивлением 11. В то же время потенциал плоского экрана 3 при наличии человека 7 приближается к потенциалу сетки I, однако после двух электродов сетки 1 и плоского экрана,3 на краю становится более ра вномерным, чем при отсутствии цлоского экрана 3, чем обеспечивается безопасность для человека 8. Таким образом, устройство обеспечивает условия электробезопасности электроустановки. При внедрении устройства достигается экономия металла при сооружении сетки, так как она выполняется с более крупными ячейками и за счет сокращения объема строительных работ.Формула изобретения Заземляющее устройство электроустановки, содержащее сетку из продольных и поперечных металлических проводников, соеди