Заземление опор на линиях электропередач. Заземление опор вл 10 кв пуэКак заземляют опоры воздушных линий, ведущих к потребителюПредставить себе современную цивилизацию без электричества невозможно. Огромная часть углеводородов используется для генерации именно электроэнергии. Однако электричество невозможно перевозить, как нефть или уголь. Для его транспортировки используют линии электропередачи (ЛЭП), обеспечивающие трафик электроэнергии большой мощности на необходимые расстояния. Приведение же параметров переданной по ним энергии к стандартам, свойственным ее потребителям, подразумевает использование трансформаторных подстанций, которые обеспечивают необходимое напряжение в сети. Таким образом, осуществляется питание всех электроустановок, начиная от лампочки в комнате и заканчивая промышленным оборудованием. Для предотвращения травматизма обслуживающего персонала и тем более летальных исходов, учитывая высокий вольтаж, применяются заземляющие устройства воздушных линий и подстанций. Данная публикация ставит перед собой задачу разобраться в причинах их необходимости, а также конструкциях этих приспособлений. Для чего нужно заземлять ЛЭП и подстанцииПо большому счету, воздушная линия (ВЛ) представляет собой ряд столбов (опор), подвергающемуся воздействию природных факторов, таких как перепады температур, атмосферные осадки, прямое воздействие солнечного ультрафиолета и прочих. Ввиду их влияния, могут изменяться свойства диэлектриков и происходить прямое касание токонесущих частей кабеля с опорой. Кроме прочего, нередки кратковременные скачки напряжения в линии со значительным превышением номинального (допустимого) значения, что может приводить к замыканию между кабелем и конструкционными элементами опоры. При прикосновении к такому столбу человек может получить травму и даже умереть. Поэтому установка заземления на воздушной линии отнюдь не относится к разряду рекомендаций или прихотей органов контроля. Это продиктовано правилами устройства электроустановок (ПУЭ) как основным нормативным документом, регламентирующим требования к энергосистемам, в том числе ВЛ. Согласно этому документу, заземляющие устройства опор воздушных линий обязательны. Особняком стоит вопрос молниезащиты конструкций. Опоры могут быть выполнены из дерева, железобетона или стали. Для стоящих в чистом поле опор, порой, имеющих весьма значительную высоту, попадание молнии отнюдь не редкое явление. Если для стали или железобетона, имеющих хорошую электропроводность и неспособных к горению, это не принесет серьезных повреждений, то для деревянной конструкции чревато разрушением или воспламенением. Учитывая колоссальное напряжение разряда молнии, возможно разрушение диэлектриков, ограждающих конструкционные элементы от токонесущих частей ВЛ, что, в свою очередь, приводит к аварии. Оборудованная же устройством заземления мачта или подстанция ведет себя иначе. Весь заряд, попавший на опору, стечет на землю, учитывая низкое ее сопротивление и огромную емкость. Это значит, что конструкция не будет находиться под напряжением и будет безопасна для жизни и здоровья людей. Основные требованияСогласно требованиям ПУЭ, практически каждая опора должна иметь заземляющее устройство. Оно необходимо для предотвращения перенапряжения атмосферного характера (молния), защиты электрооборудования, размещенного на мачте, а также реализации повторного заземления. Его сопротивление при этом не должно превышать 30 Ом. Причем громоотводы и подобные устройства, должны соединяться с заземлителем отдельным проводником. Кроме прочего, обязательному заземлению подлежат растяжки, устанавливаемые для устойчивости опоры, если они присутствуют в ее конструкции. Все межсоединения, провода снижения и заземлителя, например, предпочтительно выполнять сваркой, а, за неимением возможности, скручиваться болтами. Все части заземляющего устройства должны быть выполнены из стали диаметром не менее 6 мм. Сам проводник и места стыковок должны иметь антикоррозийное покрытие. Обычно это стальная оцинкованная проволока соответствующего диаметра. Железобетонные столбы Деревянные столбы Малоэтажная застройкаВсе виды опор должны быть оборудованы устройствами заземления, если речь идет о населенных пунктах с малоэтажной застройкой (1 или 2 этажа). Расстояние между такими мачтами зависит от среднегодового значения часов, в которые случается гроза. Если эта величина не превышает 40, то промежутки между опорами с громоотводами должны составлять менее 200 м. В противном случае это расстояние сокращается до 100 м. Кроме того, обязательному заземлению подлежат опоры, представляющие ветвление от ВЛ к объектам с потенциально массовым скоплением людей, клубы или дома культуры, например. Установка заземлителейЗаземление ВЛ осуществляется вертикальными или горизонтальными заземлителями. В первом случае это стальные штыри, закопанные или забитые в землю, а во втором представляют собой полосы металла, расположенные параллельно земле под ее поверхностью. Последний вариант применяют для грунта с высоким удельным сопротивлением. После закапывания контура землю трамбуют для обеспечения лучшего ее контакта с металлом. Затем производится измерение сопротивления у заземления опор ВЛ. Оно является произведением значения, полученного прямым измерением, на коэффициент, зависящий от типа и размера заземлителя, а также климатической зоны (есть специальные таблицы). Особенности подстанцийВсе ранее описанное относится и к подстанциям, несмотря на то, что они находятся под крышей. Исключение составляет лишь то, что там довольно часто или постоянно находятся люди, а, следовательно, к их заземлению предъявляются особые требования. В общем случае заземление подстанции состоит из следующих элементов:
Внутренний контур заземления подстанции обеспечивает простое и надежное соединение с землей всех устройств, находящихся внутри подстанции. Для этого по периметру всех помещений объекта на высоте 40 см от пола дюбелями закрепляют стальную полосу. Контуры всех помещений, а также и их составные части соединяются сваркой или резьбовыми соединениями, если таковые предусмотрены. Все металлические части, непредназначенные для прохождения тока (корпуса приборов, ограждения, люки и подобное тому), соединяются с этой шиной. Подобные полосы оснащаются резьбовыми соединениями с шайбами увеличенной ширины и гайками типа «барашек». Это позволяет получить надежное переносное заземление. Нулевая шина силового трансформатора, учитывая схему с глухозаземленной нейтралью, соединяется с полученным контуром. Внешний контурВнешний контур заземления также является замкнутым. Он представляет собой горизонтальный заземлитель из стальной полосы, связывающий определенное количество вертикальных штырей. Глубина залегания этой конструкции должна быть не менее 70 см от поверхности, причем полоска ставится ребром. Если подстанция имеет металлическую крышу, то ее заземляют, соединив с внешним контуром стальной проволокой диаметром 8 мм. Соединение производится с двух сторон объекта, диаметрально противоположных между собой. Требования ПУЭ предписывают защитить эту шину снижения на внешней стене здания от коррозии и механических повреждений. Расчет заземляющего устройства подстанции выполняется для определения сопротивления распространения тока системы в землю. Эта величина зависит от характеристик грунта, габаритов и конструкции заземляющего устройства и других факторов. Методика достаточно объемна и требует особого рассмотрения. Но стоит отметить, что чаще всего идут от противного. Имея требуемое сопротивление и определенный сортамент стали, например, определяют габариты заземлителя, количество горизонтальных электродов и глубину залегания в известном типе грунта. Заземляющие устройства подстанций или ВЛ, равно как и заземление электростанции, играют исключительно важную роль в их эксплуатации. Кроме обеспечения нормальной работы этих объектов, они обеспечивают безопасность здоровья и жизни для людей, их обслуживающих. evosnab.ru Заземление опор на линиях электропередачТакже, как и в других элементах электрической цепи системы на воздушных линиях электропередачи могут возникать повреждения с нарушением рабочей изоляции. Обрыв провода, перекрытие или пробой изоляторов и т. п. причины могут вызвать протекание тока через поврежденную опору, а в некоторых случаях и через соседние с ней. Данный процесс сопровождается появлением потенциала на опоре, а, следовательно, и напряжений прикосновения и шаговых напряжений. Для защиты людей, находящихся вблизи с поврежденной опорой, опоры присоединяются к специальным заземляющим устройствам для уменьшения сопротивления растеканию тока в земле. На деревянных опорах потенциал практически не может появиться, поэтому для них даже при наличии металлических траверс защитное заземление не выполняется. Защитное заземление на опорах ВЛ напряжением выше 330 кВ также не выполняется в силу наличия быстродействующих защит и существенного усложнения заземляющего устройства для обеспечения безопасных величин напряжения прикосновения и шага. Кроме того, заземление опор выполняется при наличии средств молниезащиты. Главным средством молниезащиты на ВЛ является подвеска грозозащитного троса. Заземляющее устройство предназначается для отвода в землю импульсных токов, возникающих в результате прямого удара молнии в опоры или грозозащитные тросы, а также для снижения напряжения на изоляции линии при этом. Так же к заземляющему устройству подключаются защитные искровые промежутки, трубчатые и вентильные разрядники, ограничители перенапряжений, длинно-искровые и мультикамерные разрядники и т.д. Рисунок 1 — Средства грозозащиты воздушных линий электропередачи: а) искровой промежуток; б) вентильный разрядник; в) ОПН; г)длинно-искровой разрядникТакже, заземляются металлические и железобетонные опоры ВЛ 110-500 кВ без средств молниезащиты, если это необходимо по условиям обеспечения работы релейной защиты и автоматики. В качестве заземляющих спусков на ВЛ используют конструкции металлических опор или продольную арматуру железобетонных опор. По деревянным и ж/б опорам при отсутствии специальных выпусков арматуры заземляющие спуски прокладывают круглой сталью диаметром не менее 10 мм или многожильным проводом сечением не менее 35 мм2. Количество спусков должно быть не менее двух. Один конец заземляющего спуска присоединяют к заземлителю, а второй к заземляемому элементу. На металлических опорах заземляемые элементы присоединяют к опоре, а ствол опоры внизу соединяют с заземлителем.  Рисунок 2 — Подключение заземляемых элементов к заземлителю на металлических опорах Правила устройства электроустановок регламентируют наибольшее сопротивление заземляющего устройства опор в зависимости от удельного сопротивления грунта, высоты опор, количества цепей ВЛ, числа грозовых отключений, высоты расположения ВЛ над уровнем моря, типа местности (населенная/ненаселенная) по которой проходит ВЛ. Значения сопротивления должны обеспечиваться в летнее время, т.е. без учета промерзания грунта. Для опор ВЛ напряжением до 35 кВ сопротивление заземляющего устройства должно обеспечиваться только за счет искусственных заземлителей. Для опор ВЛ 110 кВ в грунтах с удельным сопротивлением до 1000 Ом∙м в качестве естественных заземлителей могут быть использованы железобетонные фундаменты опор (сборные, монолитные, сваи, набивные). При этом фундаменты не должны иметь гидроизоляции полимерными материалами и необходимо обеспечить металлическую связь между анкерными болтами и арматурой фундамента. Искусственные заземлители опор представляют собой металлические проводники, которые находятся в непосредственном соприкосновении с землей. Конструктивные решения, принимаемые при проектировании заземляющего устройства, зависят от типа фундамента опоры. Расположение и линейные размеры искусственных заземлителей должны быть согласованы с величиной удельного сопротивления грунта и расположением стоек опоры. Для создания многочисленных путей току молнии или повреждения, стекающему с опоры в землю, и обеспечения достаточного полного использования проводимости растеканию единичных заземлителей рекомендуется выполнять заземляющее устройство в виде групп заземлителей, расположенных около каждой стойки опоры.  Рисунок 3 — Различные конфигурации заземляющего устройства В зависимости от удельного сопротивления грунта и типов фундамента целесообразно применение тех или иных конструктивных исполнений заземляющих устройств. В случаях, когда проводимость нижних слоев грунта значительно ниже верхних, а также при использовании свайных фундаментов рекомендуется установка вертикальных электродов. Они хорошо отводят импульсные токи грозовых разрядов. Глубинные заземлители занимают небольшую площадь и за счет большой глубины обеспечивают малую величину сопротивления растеканию тока. При проектировании глубинных заземлителей важно правильно выбрать расчетное значение удельного сопротивления грунта с учетом его неоднородности, а также определить оптимальную длину единичного электрода. Когда проводимость поверхностных слоев грунта достаточно высока можно применять горизонтальные протяженные заземлители. Также данное решение применяется в каменистых и скальных грунтах, когда невозможно заглубить вертикальные заземлители. На участках с очень высоким удельным сопротивлением грунта может быть эффективно применение непрерывных горизонтальных электродов, соединяющих несколько опор (так называемые противовесы). Для установки сборных ж/б фундаментов (грибовидные подножники) опор высоковольтных ВЛ обычно вырывают котлованы значительной глубины. Целесообразно уложить на дне котлованов у стенок горизонтальный заземлитель в виде контура с несколькими вертикальными выводами вдоль стен котлована на поверхность земли, обеспечивающими электрическую связь со стойкой опоры. Применение контурных заземлителей особенно целесообразно в тех случаях, когда удельное сопротивление грунта в месте их укладки значительно ниже, чем у слоев, расположенных ближе к поверхности земли. Для расширения области применения контурных заземлителей при возможности монтажа контурный заземлитель дополняется вертикальными электродами, забиваемыми в дно котлована. Нормативные документы регламентируют материал, форму и минимальные размеры проводников, используемых для монтажа заземляющих устройств. Основным условием является применение коррозионностойких материалов. Применение омедненного проката позволяет значительно увеличить срок службы заземляющего устройства, тем самым увеличив период проведения восстановительных и капитальных ремонтов этого элемента ВЛ. Модульная система существенно упрощает монтаж глубинных заземлителей.
Смотрите также: www.zandz.ru Повторное заземление ВЛИ | ehto.ruПовторное заземление ВЛИ подразумевает заземление PEN проводника от трансформатора КТП 10/0,4, на опорах воздушных линий электропередач. Аббревиатура ВЛИ подразумевает воздушную линию электропередач, выполненную самонесущими изолированными проводами СИП, от трансформатора с глухозаземленной нейтралью. Выполняются воздушные линии на деревянных или железобетонных опорах. Остановимся на опорах подробнее. Деревянные опоры линий электропередач
Железобетонные опорыЖелезобетонные опоры это прямоугольные или трапециевидные конструкции из арматуры и бетона. Маркируются железобетонные опоры, как СВ. Далее идет номер маркировки, который обозначает длину опоры. Например, опора СВ 95 имеет длину 9,5 метров. Применяются следующие железобетонные опоры:
На опорах СВ сверху и снизу приварена арматура для осуществления повторного заземления PEN проводника.
Но вернемся к повторному заземлению. Повторное заземление, называется повторным, потому что этот провод уже заземлен на КТП. Трансформатор с глухозаземленной нейтралью (TN-C-S) предполагает, что по ВЛИ тянутся два или четыре провода СИП. Один или три провода фазные, плюс PEN проводник (он несущий). Разделяется PEN проводник на нулевой рабочий провод (N) и нулевой защитный провод (PE) проводник на столбе, если на нем вы ставите ВУ (вводное устройство) или в щите в доме. Напомню, что разделяется PEN проводник на нулевой рабочий провод (N) и нулевой защитный провод (PE) проводник на столбе, если на нем вы ставите ВУ (вводное устройство) или в щите в доме.
Согласно ПУЭ повторное заземление ВЛИ это заземление PEN или PE проводника ВЛИ электропередач. Как делается повторное заземление ВЛИ. Повторное заземление ВЛИ на бетонной опореПовторное заземление делается на столбе или опоре вне ВУ (вводного устройства) или ВЩ (вводного щита), до вводного автомата или общего рубильника. PEN проводник следует подсоединять к арматурному выпуску вверху железобетонной опоры, как основной, так и подкосной (если она есть). На следующем фото показано, как делается повторное заземление несущего PEN проводника, прокалывающим защимом (4) на проходной опоре, без отвода. Такое заземление делается на каждой третьей опоре ВЛ и на опоре отвода к вашему дому.
Повторное заземление на деревянной опореДля повторного заземления на деревянной опоре монтируется заземляющий спуск. Заземляющий спуск делается, из металлического прута по опоре, который приваривается к штыревому электроду, вбитому в землю. Прут лучше взять из оцинкованной стали, если он толще 6 мм или из черной стали с антикоррозийным слоем, если он тоньше 6 мм.
Аналогично делается повторное заземления железобетонного столба без арматурного выпуска.
На деревянной опоре, где выполнено повторное заземление PEN проводника, нужно заземлить все металлические крюки и штыри опоры. Если на деревянной или железобетонной опоре нет повторного заземления PEN проводника, то крюки и штыри заземлять не нужно (2-4-41 ПУЭ).
Всё металлическое электрооборудование, расположенное на столбах (молниезащита, шиты ВУ, защита от перенапряжений и т.п.) должны заземляться отдельными проводами. Сопротивление повторного заземления не должно превышать 30 Ом (в варианте глухозаземленной нейтрали трансформатора). Повторное заземление PEN проводника ВЛИ не отменяет устройство заземления частного дома с монтажом контура заземления возле или вокруг дома. Советы практикаВ завершении приведу предписание технического надзора. Где нужно сделать повторное заземление на участке ВЛИ от ТП до дома, длинной 800 метров. В этом варианте, повторное заземление нужно сделать:
©Ehto.ru Полезно почитать
Записи по теме:ehto.ru |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
Все это в равной степени относится и к подстанциям. До сих пор некоторые из них представляют собой большой трансформатор посреди поля, питающий ферму, например. Трансформаторные установки подвержены всем негативным воздействиям, что и ВЛ. Даже если это не так, они должны соответствовать требованиям ПУЭ.
Устройство заземления ВЛ зависит от материала опор. В случае железобетонной конструкции все выступающие сверху и снизу элементы арматуры должны быть присоединены к PEN-проводнику (нулевая шина), который впоследствии играет роль заземления. К нему же следует присоединить крюки, кронштейны и другие металлоконструкции, находящиеся на опоре. Все это в равной степени относится и к металлическим мачтам ВЛ.
С деревянными опорами ВЛ дело обстоит несколько иначе. Ввиду диэлектрических свойств древесины, каждая из мачт не нуждается в отдельном устройстве заземления. Оно устанавливается лишь при наличии на мачте молниеотвода или повторного заземления. Кроме того, металлическая оболочка кабеля соединяется с PEN-шиной линии в местах перехода ВЛ в кабельную линию.
