Визначення глибини зондування ґрунту для розрахунку опору заземлювального пристрою підстанцій 35 кВ

Abstract

Метою роботи є підвищення точності визначення опору заземлювального пристрою електроустановок напругою понад1 кВ, що працюють в мережі з ізольованою нейтраллю. Для цього було проаналізовано величину необхідної глибини зондування ґрунту у процесі виконання електромагнітної діагностики стану заземлювального пристрою. Були проведені чисельні експерименти, які полягали у розрахунку електричних параметрів заземлювача, виконаного у вигляді прямокутника розмірамиa × b з діагоналлю D і розташованого на глибині 0,3 м у двошаровому ґрунті. Було розглянуто різні варіанти співвідношення питомих електричних опорів ґрунту та розмірів заземлювального пристрою. Врахування статистичного розподілу вказаних параметрів для понад 500 підстанцій України класом напруги 35 кВ дозволило встановити двофакторну ймовірнісну залежність мінімально необхідної глибини зондування ґрунту установкою Веннера.

Purpose. Determination of the minimum required sounding depth for calculation of the earthing resistance for substations with a voltage class of 35 kV. Methodology. For each ratio of electrical resistivity values of soil layers, earthing resistance was calculated with changing of the layers separation depth from 0.4 m to hmax, where hmaxis the layers separation depth in a two-layer soil at which the earthing resistance value becomes the same as in a uni-form soil. Results.In the experiments carried out, a family of curves was obtained that describes the effect of separation depth of soil layers for various combinations of soil electrical resistivities and geometric dimensions of the earthing arrangement. The accumulated statistical data for substations with a voltage class of 35 kV made it possible to determine the required sounding depth depending on the maximum size of the earthing arrangement and the probability of the relative resistivity falling into the corresponding range of values. An algorithm is proposed for determining the required investigation depth by Wenner method as part of the electromagnetic diagnostics of the earthing arrangement ofexisting substations with a voltage class of 35 kV. Originality.For the first time, a probabilistic relationship was established between the ratio of the electrical resistivity of soil layers, the size of the earthing arrangement, and the necessary depth investigation of the geological medium. As a result it hasbeen proven that there are substations for which the required sounding depth does not ex-ceed the maximum size of the earthing arrangement. Practical value.The use of the algorithm developed in this work allows increasing the accuracy of the earthing resistance calculation of electrical installations with voltages above 1 kV operating in a network with isolatedneutral.