Заземляющая сетка Советский патент 1981 года по МПК H01R3/06 

1

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к заземлителям энергоустановок, например трансфор- . маторных подстанций и т.д. и применяется для реализации желаемого оптимального затухания потенциала вдоль поверхности земли.

Известна заземляющая сетка, в которой горизонтальные заземляющие электроды размещены с шагом, увеличивающимся к центру защищаемой территории по экспоненциальному закону 1.

Однако эта заземляющая сетка не обеспечивает оптимального распределения потенциала вдоль поверхности земли из-за неучета неоднородности, реального грунта.

Наиболее близким к предлагаемому является заземляющая сетка, содержащая расположенные на разной глубине залегания горизонтальные концентрические кольцевые контуры, соединенные между собой 2. .

Эта заземляющая сетка также не учитывает неоднородную сложную структуру реального грунта, что снижает эффективность выравнивания потенциала на всей защищаемой территории энергоуст-ановки.

Цель изобретения - обеспечение оптимального распределения потенциала вдоль поверхности всей территории энергоустановки и снижение сопротивления заземления.

Поставленная цель достигается тем, что контуры меньшего радиуса расположены на большей глубине, причем -расположение контуров определя10ется выражением

/. W-J 2.) 00 У) 2„„Чк

2ЫЫ

и,,- S рГуЛу W-0 - го

.i CM- Я

а

vn-j

sJ

15

(.- с

(i)

w-l, где X,Y,Z - прямоугольные координаты; U|, const - потенциал К-го контура

. к .1,2...п;

- оптимальное распределение

20

4x,v потенциала вдоль поверхности земли;

-число размещений из т-1 (hiH-})- элементов по j ;

25

число сочетаний из m-j

-гзгС- по К; - удельная проводимость

грунта в зависимости от глубины его залегания; а - коэффициент, характеризующий изменение удельной проводимости грунта в зависимости от глубины его залегания; д - удельная проводимость грунта на его поверхности. На чертеже схематично изображена (Заземляющая сетка. ЗаземпякЗщая сетка состоит из вертикального изолированного проводника 1 и из п концентрических кольцевых контуров 2 с радиусами ., l-cosCkigiH}., . ,2...n (2 4- 2 « уменьшающимися с увеличением глубины залегания. Концентрические кольцевые контур 2 соединены между собой проводниками 3. Наиболее заглубленные контуры соединены мелоду собой проводниками, имеющими меньшее сопротивление, чем сопротивление проводников, соединяю щих верхние контуры между собой и с нижними контурами. Выполнение условия (1) позволяет приближенно реализовать распределение потенциала вдоль плоской заземлягощей сетки по закону Wo-U,) (4) К1и при котором распределение потенциа ла на защищаемой территории описывается выражением ,0,X,V,.,..(), ,-«-,1 2. 4 J г 6 1 (2Zo 45 О-Л №5° Ол де а 1, что подтверждается при подстановке (5) в (1). При этом скоростиизменения потенциала вдоль поверхности земли и вдоль плоского сеточного.заземлителя одинаковы и прямопропорциональны величине UQ - Оц/ которую выбираю из условий злектробезопаснЬсти обслу живающего Персонала и размеров защищаемой территории. Поэтому для достижения желаемого выравнивания потенциала контура большего радиуса jTjj расположены на меньшей глубине . соответствует ситуации, пр которой от потенциала на поверхност земли (4), наблюдаемого над каждым из контуров, в отличии от плоского (3) заземлителя, отнимают не одну и ту же постоянную величину 4и/ а некоторую переменную &U, значение которой уменьшается -при увеличении радиуса Г( определяющегося вместе с глубиной залегания ZOK согласно (2) и (3) в узлах полиномов Чебышева. Контуры соединены между собой проводниками, позволяющими обеспечить указанные потенциалы контуров и снизить сопротивление заземлителя, а для устранения искажений подводящий вертикальнь1й провод изолирован. Заземляющая сетка работает следующим образом. С помощью вертикального изолированного проводника корпус энергоустановки соединяется с замкнутыми наиболее заглубленными металлическими контурами,имеющими одинаковый потенциал. При коротких замыканиях на корпус энергоустановки или других аварийных режимах, при которых на корпус попадает напряжение, ток через; эти контуры обеспечивающий достаточнонизкое сопротивление заземления, отводится в землю. При этом обслуживающий персонал на территории энергоустановки будет защищен от поражения в связи с тем, что верхние контуры обеспечивают надежное выравнивание потенциала на поверхности земли. Заземляющая сетка согласно изобретению позволяет за счет строгой связи формы заземдителей с распределением потенциала вдоль поверхности земли более равномерно, выравнять потенциал на всей территории энергоустановки, что .позволяет повысить надежность и электробезопасность энергоустановок И уменьшить расход металла. Кроме того, в отличии от известных конструкций,заземляющих сеток, формы которых определят экспериментальным путем, в заземляющей сетке согласно изобретению форма заземлителя определяется при незначительных затратах трудовых и временных ресурсов и позволяет обеспечить распределение потенциала вдоль поверхности земли наиболее близкое к желаемому, причем учитывается неоднородность реально -о ррунта в зависимости от глубины его залегания., .Формула изобретения Заземляющая сетка содержащая расположенные на разной глубине за;легания горизонтальные концентрические кольцевые кс«туры, соединенные между собой, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения оптимального распределения потенциала вдоль поверхности всей территории энергоустановки и снижения сопроти ления заземления, контуры меньшего радиуса расположены на большей глу бине, причем расположение контуров определяется выражением ()« 7 . V. 1 ОК. UK-2 - fl if4a)b vn-o -о Qi(v«-i -illi a «9x t --J) гдех,У,2 прямоугольные координа и const потенциал К-го контура К 1,2...п; оптимальное распределе потенциала вдоль повер ности земли; число размещений из Cm-f-l) элементов по j ; .залегания К-го контура, удельная проводимость грунта в зависимости от глубины его залегания; коэффициент, характеризующий изменение удельной проводимости грунта в зависимости от глубины его залегания; -удельная проводимость грунта на его поверхности; -число сочетаний из т-/по К. Источники информации, ые во внимание при экспертизе Авторское свидетельство СССР 48, кл, Н 01 R 3/06, 1970. Авторское свидетельство СССР явке 2112762/01, 01 R 3/16, 1979 (прототип).

XAVS/WXXXXXX/W

J

ОУ

XXAVVSA XXX WWS fS