変電所グリッドの接地/接地システムの設計

変電所グリッドの接地/接地システムの設計

変電所接地グリッドの概要

高中電圧の場合 ^[1] 空気絶縁変電所 （ AIS ）電磁界 、原因は、裸のケーブルと導体の静電荷と大気条件によるものです （サージ ）、電圧を誘導する ライブパーツなし 潜在的な違いを生み出すインストールの 金属部品と地面の間、および地面のさまざまなポイントの間 。

同様の状況は、インストールの稼働中の部分と稼働していない部分の間に障害がある場合に発生する可能性があります 、たとえば相からアースへの短絡 。

これらの潜在的な違い ステップの可能性に起源を与える およびタッチの可能性 、または両方の組み合わせ 、それは人体を通る電流の循環につながる可能性があります 、それは危険を引き起こす可能性があります 人々に。

タッチ電圧（ E _t ） 故障電流が流れたときに、手で触れることができる接地された金属構造と地面の任意の点との間に存在する最大電位差として定義できます。

通常、金属構造物と地面のポイントとの間の距離は1mと見なされます。

ステップ電圧（ E _s ） 故障電流が流れるときに足の間に存在する最大電位差として定義されます。

通常、足の間の距離は1mと見なされます。

ステップ電圧の特定のケース は伝達電圧（ E _trrd ） ：変電所サイトの外部のリモートポイントとの間で電圧が変電所に、または変電所から転送される場所。

• 関連記事：アースおよび電気接地の設置|完全ガイド

その他の概念は ：

• 地中レーダーの上昇（ GPR ）： 変電所の接地グリッドが、遠隔地の電位にあると想定される離れた接地点に対して達成できる最大電位。この電圧GPRは、最大グリッド電流にグリッド抵抗を掛けたものに等しくなります。
• メッシュ電圧（ E _m ）： グラウンドグリッドのメッシュ内の最大タッチ電圧。
• 金属同士の接触電圧（ E _mm ）： 直接の手と手または手と足の接触によって橋渡しされる可能性のある変電所サイト内の金属物体または構造物間の電位差。

図1の図は、上記の現象を示しています 。

図1-タッチ、ステップ、および転送された電圧

最小化するために 許容値 人体を流れる流れ 、電気の安全を確保する インスタレーション内またはその近くで作業する人々 、およびサードパーティ機器との最終的な電気的干渉を制限する 、 AIS アースを提供する必要があります （または接地 ）システム 、インストールのすべての金属製の非稼働部分を接続する必要があります 、金属構造物、接地スイッチ、サージアレスタ、配電盤とモーターのエンクロージャ、変圧器レール、金属フェンス 。

接地は電力システムの過電圧と故障電流のレベルに影響を与えるため 、および保護システムの定義、接地システムは、保護リレーやサージアレスタなどの保護装置が適切に動作するように設計する必要があります。 。

接地システムの設計と建設は、システムが設置の期待される寿命の間機能することを保証する必要があり、したがって、将来の追加と最終的な構成の最大故障電流を考慮に入れる必要があります。

アースシステム 埋設された裸の銅ケーブルのメッシュでできています 、追加のアースロッド 、および計算されるものとし、IEEEStdを使用することをお勧めします。 80〜2000 。

• 関連記事：接地、接地、ボンディングの違い

変電所グリッド接地システムを設計するための重要な公式

断面 埋設ケーブルの 相からアースへの短絡電流の値に従って計算する必要があります 、ただし、三相短絡電流を使用するのが一般的です。 この目的のために。

この計算では、次の式を使用する必要があります ： 場所：

• I” _K1 は相からアースへの短絡電流です[A ]
• t _s 障害の期間です[s ]
• Δθ は最大許容温度上昇[°C ] –裸の銅の場合Δθ=150°C

参照されているIEEE標準によると 人体を通る最大許容ステップおよびタッチ電位と最大許容電流 （ I _hb ）と抵抗 地球グリッドの （ R _g ）は次の式で計算されます：

最大許容ステップポテンシャル

最大許容タッチポテンシャル

人体を流れる最大許容電流

アースグリッドの抵抗

場所：

• C _s は表面層のディレーティング係数であり、次の式で計算されます。
• t _s 障害の期間です[s ]
• ρ _s は表面材料の抵抗率[Ω。 m ] – 湿った砕いた岩/砂利の一般的な値： 2,500 Ω .m
• ρ は表面材料の下の地球の抵抗率です[Ω .m ]
• h _s は表面素材の厚さです[m ]
• A グラウンドグリッドが占める面積です[m ² ]
• l _T アース棒を含む導体の総埋設長さ[m ]

保護表面層が使用されていない場合は、 C _s =1 およびρ _s = ρ

これらの計算は通常、特定のソフトウェアを使用して行われます 。

変電所接地グリッド

図2は、アースグリッドの例を示しています。

図2 –地球グリッド

アースグリッド接続の接続に最も適した方法はです。 ：

a。） テルミット溶接

図3 –テルミット溶接

テルミット溶接 コンダクターの永続的な接続プロセス 溶けた金属と型を使用します 、化学反応に基づいています 金属酸化物の間 （指揮者 ）および点火されたアルミニウム粉末 、燃料として機能 、熱エネルギー放出 。この化学反応 火工品です テルミットとして知られています 。

各金型で行われるテルミット溶接の数が、製造元の指示を超えないようにする必要があります。

• また読む：中立、地上、地球の違いは何ですか？

b 。）Cコネクタ ：

油圧式圧着工具とマトリックスの使用 コネクタのサイズに適したサイズ 。

図4 –Cコネクタと圧着工具

コントロールボックスの近く サーキットブレーカ、スイッチ、アイソレータ 金属等電位マットを取り付ける必要があります 、地球システムに接続 、図5に示すものと同様です。

図5 –金属製の等電位マット

知っておきたいこと：

[1] U _nであること ネットワークの定格電圧： HV – u _n ≥60kV; MV – 1 kV n ≤49.5kV 。