Почему сопротивление заземления компактной подстанции обычно ≤4Ω
В качестве ключевого оборудования для распределения электроэнергии безопасная эксплуатация компактной подстанции зависит от надежных мер заземления. Люди часто задаются вопросом: Почему сопротивление заземления компактной подстанции обычно требуется не более 4Ω? За этим значением стоят строгие технические основания и ограничения по применению. На самом деле, требование ≤4Ω не является обязательным во всех случаях. Оно в основном применяется к ситуациям, когда высоковольтная система использует методы "без заземления", "резонансного заземления" или "высокоомного заземления". Поскольку при этих методах заземления, когда происходит однофазное замыкание на землю на высоковольтной стороне, ток короткого замыкания относительно мал (обычно не превышает 10А). Если сопротивление заземления контролируется в пределах 4Ω, напряжение короткого замыкания можно ограничить до относительно безопасного уровня (например, 40В), что эффективно предотвращает риск поражения электрическим током, вызванный повышением потенциала провода PE на низковольтной стороне. В следующем тексте будет глубоко проанализированы принципы и логика, стоящие за этим техническим требованием.
Почему сопротивление заземления компактной подстанции обычно требуется не более 4 Ω? На самом деле, требование, чтобы сопротивление заземления было ≤ 4 Ω, имеет условия применения и не применимо ко всем ситуациям. Этот стандарт в основном применяется к случаям, когда высоковольтная система использует методы без заземления, резонансного заземления или высокоомного заземления, а не к ситуациям, когда высоковольтная система использует эффективное заземление.
В указанных трех методах заземления (без заземления, резонансное заземление и высокоомное заземление) однофазный ток короткого замыкания высоковольтной системы относительно мал, обычно не превышает 10 А. Когда такой ток короткого замыкания проходит через сопротивление заземления Rb компактной подстанции, возникает падение напряжения на нем. Если Rb равно 4 Ω, падение напряжения составит:U=I×R=10A×4Ω=40V
Поскольку защитное заземление высоковольтной системы и системное заземление низковольтной распределительной системы часто используют общий заземляющий электрод, потенциал провода PE на низковольтной стороне относительно земли также возрастет до 40 В. Это напряжение ниже допустимого предела безопасности для поражения электрическим током (предельное контактное напряжение обычно считается 50 В), что значительно снижает риск несчастных случаев, связанных с поражением электрическим током на низковольтной стороне, когда происходит замыкание на землю на высоковольтной стороне.
Согласно соответствующим стандартам (например, "Правила проектирования заземления устройств переменного тока" GB/T 50065-2014), статья 6.1.1 гласит:
Для высоковольтного распределительного оборудования, работающего в системах без заземления, резонансного заземления и высокоомного заземления, и обеспечивающего питание низковольтных электрических устройств напряжением 1 кВ и ниже, сопротивление защитного заземления должно соответствовать следующим требованиям и не должно превышать 4Ω: R ≤ 50 / I
R: Учитывается максимальное сопротивление заземления с учетом сезонных изменений (Ω);
I: Однофазный ток короткого замыкания для расчета. В системе резонансного заземления используется остаточный ток в точке замыкания как основа для перевода.
Таким образом, ограничение сопротивления заземления компактной подстанции до 4Ω направлено на эффективное управление контактным напряжением в пределах безопасного диапазона и обеспечение безопасности людей при возникновении замыкания на землю на высоковольтной стороне. Это требование является результатом безопасного проектирования, основанного на конкретных системах заземления и уровнях тока короткого замыкания.
