Электрические станции, подстанции, линии и сети — Назначение заземлений и характеристики заземляющих устройств
При работе сельских электроустановок (станций, подстанций и линий электропередачи) возможны случаи прикосновения людей и животных к токоведущим частям установок, находящимся под напряжением. Не исключены прикосновения и к частям, нормально не находящимся под напряжением, но оказавшимся под ним вследствие пробоя изоляции этих частей. В обоих случаях через тело людей и животных будет проходить электрический ток, который может вызвать смертельный исход.
Для защиты людей и животных от опасности поражения электрическим током предусматривают заземление, т. е. соединение оснований и металлических корпусов электрооборудования с землей. Заземления выполняют также для обеспечения нормальных условий работы электроустановки и для отвода грозовых разрядов в землю.
По назначению различают защитное, рабочее и грозозащитное заземления.
Защитное заземление выполняют для того, чтобы обеспечить соответствующую безопасность людей и сельскохозяйственных животных от поражения электрическим током при нарушениях изоляции элементов электроустановки. Рабочее заземление (например, заземление нейтрали трансформаторов напряжением 110 кВ) обеспечивает определенный режим работы электроустановки, а грозозащитное— отвод тока молнии от стержневых и тросовых молниеотводов и разрядников.
В общем случае под заземлением понимают преднамеренное соединение элементов электроустановки с заземляющим устройством, состоящим из заземлителей и заземляющих проводников. Заземлителем называют металлический проводник или группу электрически соединенных проводников, непосредственно соприкасающихся с землей. Их назначение — обеспечить электрическое соединение с землей. Заземлители бывают естественными и искусственными. Заземляющими проводниками называют металлические проводники, соединяющие заземляемые части электроустановки и корпуса оборудования с заземлителем.
В качестве естественных заземлителей в установках напряжением до 1000 В могут быть использованы подземные водопроводные трубы, металлические конструкции зданий и сооружений, имеющие хорошее соединение с землей. Искусственные заземлители выполняют в виде стальных стержней круглого или плоского сечения. Материалом для одиночных стержневых заземлителей может быть также угловая сталь.
Повреждение изоляции электроустановки может вызвать замыкание на землю и замыкание на корпус. Замыканием на землю называют случайное замыкание (соединение) находящихся под напряжением токоведущих частей установки непосредственно с землей. Замыканием на корпус называется электрическое соединение токоведущих частей электроустановки с заземленными основаниями и корпусами электрооборудования.
Заземлению подлежат все корпуса электрических машин, трансформаторов, выключателей, аппараты и приводы к ним, вторичные обмотки измерительных трансформаторов, каркасы распределительных щитов, шкафов и щитов управления, металлические конструкции подстанций и распределительных устройств, металлические оболочки силовых кабелей и корпусов кабельных муфт, разрядники, искровые промежутки, молниеотводы и тросы на каждой опоре.
Характеристики заземляющих устройств.
При замыкании токоведущих частей на землю через место замыкания проходит электрический ток. В зависимости от величины этого тока различают электроустановки с малыми и большими токами замыкания на землю. Если в электроустановке напряжением выше 1000 В однофазный ток замыкания на землю равен или меньше 500 А, она считается установкой с малыми токами замыкания на землю. Если указанный ток больше 500 А, считается, что установка имеет большие токи замыкания на землю.
Допустимая величина сопротивления заземляющих устройств для указанных установок принимается различной. Так, для установок с малыми токами замыкания на землю сопротивление заземляющего устройства в любое время года не должно превышать 10 Ом и, кроме того, быть не более величины Ом при использовании только для установки выше 1000 В и не более Ом при использовании заземляющего устройства также и для установок напряжением до 1000 В. В приведенных выражениях — расчетный ток замыкания на землю (А).
В установках с большими токами замыкания на землю наибольшее допустимое значение сопротивления заземляющих устройств равно 0,5 Ом.
Норма для сопротивлений заземляющих устройств опор линий электропередачи напряжением выше 1000 В устанавливается в зависимости от удельного сопротивления земли. Эти нормы приведены ниже.
Сопротивление заземляющего устройства, Ом
Заземляющие устройства распределительных подстанций – назначение, конструктивные особенности, особенности эксплуатации
Электрическое оборудование распределительных подстанций в нормальном режиме работы находится в исправном техническом состоянии и не представляет опасности для человека. Металлические части корпуса изолированы от токоведущих частей оборудования. Но в случае возникновения аварийной ситуации в электрической сети, которая сопровождается повреждением изоляции оборудования или замыканием одной из фаз сети на землю, человек при контакте с оборудованием или нахождением в непосредственной близости с ним будет подвержен удару электрическим током.
Ток величиной 90-100 мА и выше, воздействующий на организм человека в течение доли секунды, является смертельным. Тяжесть удара электрическим током зависит также от путей прохождения тока и от физиологических особенностей организма человека, поэтому часто смертельным может быть ток и меньшей величины.
Для предотвращения поражения персонала, обслуживающего электроустановки, электрическим током, металлические части корпусов оборудования, а также металлические элементы, находящихся в непосредственной близости к оборудованию, подлежат заземлению.
Заземление подразумевает соединение металлических элементов, корпусов оборудования с заземляющим контуром электроустановки, в данном случае подстанции.
Перечислим, какие элементы оборудования распределительных подстанций заземляют:
- бак силового трансформатора;
- корпус электродвигателя;
- бак высоковольтного выключателя;
- металлические элементы шинных порталов, опорных конструкций разъединителей, отделителей и другого оборудования распределительных устройств;
- дверцы, ограждения, корпуса распределительных щитов, шкафов с оборудованием;
- металлическая броня кабельных линий независимо от назначения (силовых, вторичной коммутации), концевые и соединительные кабельные муфты с металлическим корпусом;
- вторичные обмотки трансформаторов тока и трансформаторов напряжения;
- металлические гладкостенные и гофрированные трубы, в которых прокладываются электропроводки и другие металлические корпуса действующего оборудования и устройств электроустановок.
Конструктивные особенности заземляющего устройства подстанции
Заземляющее устройство подстанции конструктивно состоит из двух основных элементов – заземлителя и заземляющих проводников (заземляющих шин).
Заземлитель – это металлические элементы, которые прикасаются непосредственно с землей. Заземлители, в свою очередь, бывают двух типов – естественными и искусственными. К естественным заземлителям можно отнести различные металлоконструкции, часть которых заходит в землю, трубопроводы различного назначения (за исключением газовых и других трубопроводов, по которым протекают горючие жидкости), металлические оболочки (броня) кабельных линий, проложенных в земле. Искусственные заземлители выполняют посредством закапывания в землю стальных труб, стержней, полос, угловой стали.
Заземляющие проводники осуществляют соединение металлических частей оборудования и других элементов, подлежащих заземлению, с заземлителем. То есть посредством заземляющих проводников происходит заземление оборудования .
Корпуса оборудования, опорные конструкции оборудования и т.д. заземляются при помощи жестких металлических шин. Заземляющие шины окрашиваются в черный цвет. В определенных местах на заземляющих шинах и на заземленных металлических элементах должны быть предусмотрены места установки переносных защитных заземлений. Данные места зачищаются, покрываются смазочным материалом для предотвращения окисления металла, возле данных мест устанавливается в виде готового знака или наносится краской знак заземления.
Переносные защитные заземления состоят из гибких медных проводников, присоединяющихся к заземленным и заземляемым элементам при помощи специальных зажимов. Переносные заземления играют роль заземляющих проводников, они применяются для заземления участков электрической сети для обеспечения безопасности при выполнении ремонтных работ, для заземления спецтехники, которая применяется для выполнения работ в пределах электроустановки или в непосредственной близости к линиям электропередач.
Подвижные элементы оборудования – дверцы шкафов, ограждения, стационарные заземляющие ножи разъединителей и др. для обеспечения надежного контакта с заземленным корпусом шкафа или опорной конструкцией соединяют гибкими медными проводниками.
Присоединение металлических заземляющих шин к заземляющимся конструкциям осуществляется посредством сварки. Подключение заземляющих шин к корпусам оборудования, в зависимости от его конструктивных особенностей может осуществляться как сваркой, так и при помощи болтовых соединений. Медные заземляющие проводники подвижных элементов оборудования подключаются к заземленным элементам болтовыми соединениями или пайкой, если требуется подключить медный проводник к металлической оболочке кабельной линии.
Особенности эксплуатации заземляющих устройств
Существую нормированные значения сопротивления заземляющих устройств. В зависимости от рабочего напряжения электроустановки, уровня токов замыкания на землю, допустимое максимальное сопротивление заземляющего контура подстанции может варьироваться от 0,5 до 4 Ом.
В процессе эксплуатации заземляющие устройства должны периодически проходить проверку. Проверка выполняется не реже одного раза в 6 лет и состоит из двух этапов – измерения сопротивления заземляющего устройства и выборочной проверки состояния заземлителей.
Также в процессе эксплуатации оборудования электроустановок необходимо периодически проводить зачистку мест установки переносных защитных заземлений от ржавчины и покрытие их новым слоем смазки для предотвращения образования коррозии.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Электрическая часть электростанций — Основные понятия о заземляющих устройствах
ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА. УСЛОВИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
На электрических станциях применяются следующие виды предварительно намеренно выполняемых соединений с землей.
Рабочее заземление — это заземление нейтралей генераторов и трансформаторов. При заземленной нейтрали изоляция фаз выбирается по фазному напряжению по отношению к земле, а при изолированной нейтрали — по линейному. Установки и сети с заземленной нейтралью получаются много дешевле, что особенно существенно для напряжений 110 кВ и выше. При заземленной нейтрали повышается безопасность эксплуатации, так как обеспечивается четкое и надежное действие релейной защиты и быстрое отключение повреждений.
Глухое заземление нейтрали обычно применяется для установок 110 кВ и выше и в сетях собственных нужд станций и подстанций для напряжений 380/220 В, которые при этом становятся сетями низкого напряжения, так как напряжение проводов фаз по отношению к земле всегда меньше 250 В, как в нормальном режиме, так и при замыкании любой фазы на землю.
Грозозащитное заземление — это заземление молниеотводов, защитных тросов, разрядников. Оно служит для отвода атмосферных индуцированных перенапряжений и прямых ударов молнии в грунт. Это заземление устраивается сосредоточенным с растеканием тока по трем-четырем направлениям.
Защитное заземление — это заземление всех металлических частей установки (корпусов, каркасов, приводов аппаратов, опорных и монтажных конструкций, ограждений и т. п.), нормально не находящихся под напряжением, но которые могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции.
Защитное заземление выполняется с целью повышения безопасности эксплуатации, уменьшения вероятности поражения персонала и животных электрическим током в процессе эксплуатации электрических установок.
Следует отметить, что безопасность эксплуатации будет обеспечена только при правильно выполненных конструкциях защитного заземления, применении личных средств безопасности (индивидуальных средств защиты) и безукоризненно точном выполнении ведомственных инструкций и правил техники безопасности.
В опасных условиях даже небольшие работы выполняются не менее чем двумя лицами оперативно-ремонтного персонала. Второе лицо должно находиться вблизи работающего и следить за соблюдением им необходимых мер безопасности.
Так как практически заземления различного назначения внутри объекта не могут быть выполнены изолированными друг от друга и разные системы заземления в пределах установки при замыкании на землю должны иметь одинаковый потенциал, то все системы заземления, выполняемые как местные, объединяются между собой в общую систему заземления станции. При объединении уменьшаются суммарное сопротивление заземления и общие затраты на заземляющие устройства.
Следует оговориться, что грозозащитное заземление отдельно стоящих молниеотводов (диверторов), тросов, разрядников, находящихся за оградой объекта, желательно выполнять, если это возможно, сосредоточенным и обособленным от станционных заземлений, чтобы предотвратить вынос высоких потенциален на общую систему заземления, корпуса, каркасы и опорные конструкции оборудования.
Применяется следующая терминология.
Земля — место (точки) грунта, потенциал которого равен нулю. На расстоянии примерно 20 м от заземлителя потенциал грунта практически равен нулю.
Заземлитель, или заземляющий электрод,— металлический проводник (или группа их), помещенный в грунт или на дно водоема.
Заземляющие провода и полосы — металлические проводники и полосы, служащие для соединения заземляемых частей оборудования и конструкций с заземлителей.
Замыкание на землю — случайное или аварийное соединение (токопроводов, находящихся под напряжением) с землей.
Заземление — преднамеренно выполняемое соединение с землей.
Сопротивление заземления (или сопротивление растеканию тока в грунте) — сопротивление грунта от заземлителя до земли. В системе заземления сопротивление заземляющих проводов и полос, а также сопротивление контакта между заземлителей и грунтом практически равно нулю. Сопротивление заземления равно частному от деления напряжения заземления на ток замыкания на землю.
Напряжение прикосновения — разность потенциалов между двумя точками в системе заземления, к которым одновременно прикасается человек (чаще всего между точками прикосновения ногой и рукой).
Коэффициент напряжения прикосновения — отношение напряжения прикосновения к полному напряжению заземления.
Напряжение шага — разность потенциалов между двумя точками в системе заземления, на которых могут оказаться ноги человека. По нормам шаг равен 0,8 м.
Коэффициент напряжения шага — отношение напряжения шага к полному напряжению заземления.
Контур заземления — устройство, состоящее из металлических полос с приваренными заземлителями, которое прокладывается в грунте вокруг периметра объекта.
Выравнивающая сетка — сетка из полос в грунте на территории площадки открытого РУ или под полом помещения, которая предназначается для выравнивания потенциала.
Выносное заземление — дополнительные, расходящиеся лучами полосы с заземлителями или дополнительный контур заземления с выравнивающей сеткой, располагаемые в доступном месте с хорошей проводимостью грунта (болото, почвы с талой водой, непромерзающие озера, реки, заливы моря) и надежно соединенные несколькими кабельными линиями с главным контуром заземления. Выносное заземление выполняется при недостаточности основного контура, например при скальных грунтах, в зонах вечной мерзлоты и в других сложных условиях для уменьшения сопротивления заземления.
Повторное заземление — дополнительное заземление, выполняемое у четырехпроводных сетей 380/220 В возле приемников энергии с целью обеспечения безопасности при обрыве нулевого провода.
Зануление — металлическое соединение заземляемого объекта с заземленной нейтралью генератора или трансформатора (рис. 12-1). Зануление применяется в установках 380/220 В для оборудования, расположенного на открытых площадках и в помещениях с повышенной опасностью, и в установках 220/127 В в особо опасных условиях.
Рис. 12-1. Зануление корпуса электродвигателя и арматуры светильника в сети 380/220 В 1 — генератор (трансформатор) ; 2 предохранители (автоматический выключатель); 3 — светильник; 4 — электродвигатель; 5 — нулевой защитный проводник; 6 — нулевой рабочий проводник
Зануление шунтирует человека, создает малое сопротивление цепи тока однофазного короткого замыкания, чем обеспечивается быстрое отключение поврежденной фазы.
Защитное отключение (в электроустановках до 1000 В) — автоматическое отключение всех фаз опасного участка с временем отключения не более 0,2 с.
Охранная зона BЛ — зона вдоль ВЛ переменного или постоянного тока в виде участка земли и воздушного пространства, ограниченная по обе стороны вертикальными плоскостями, отстоящими от крайних проводов в их неотключенном положении на расстоянии:
2 м для ВЛ до 1000 В 25 м для ВЛ 150—220 кВ
10 м для ВЛ выше 1000 В до 30 м » ВЛ 330—500 кВ 20 кВ
15 м для В Л 35 кВ 40 м для ВЛ 750 кВ
20 м ; ВЛ 110 кВ 30 м » ВЛ 800 кВ постоянного тока
Зона наведенного напряжения — зона вдоль ВЛ переменного тока 110 кВ и выше в виде участка земли и воздушного пространства, ограниченная по обе стороны вертикальными плоскостями, отстоящими от оси этой ВЛ на расстоянии менее:
100 м для ВЛ 110 кВ 200 м для ВЛ 330—500 кВ
150 м » ВЛ 150—220 кВ 250 м » ВЛ 750—1150 кВ
Подготовка рабочего места (при ремонтных работах) — необходимые операции по отключению, проверке отсутствия напряжения, заземлению, ограждению, вывешиванию плакатов и знаков безопасности для защиты персонала на данном рабочем месте от поражения током от рабочего и наведенного напряжения, а также током испытательной установки.
Ниже приводятся основные сведения о защитных заземлениях, их расчете и устройстве, которые во многих случаях достаточны для чисто инженерной практики.
Оптимальные расчеты системы заземления с целью определения сопротивления заземления и напряжения прикосновения и шага являются весьма сложной задачей, так как необходимо учитывать местные условия реальных установок и многочисленные разнохарактерные и часто неопределенные факторы, создающие опасность для персонала.
Следует иметь в виду следующее:
Схемы и параметры электрических установок и сетей, режимы нейтралей, сопротивления и конструктивное выполнение систем заземления всегда различны.
При импульсных токах при пробое суммарный заземлитель ведет себя как сложный комплекс активных сопротивлений, индуктивностей и емкостей, эффективное сопротивление которого, будучи вначале увеличенным, снижается с течением времени.
Удельное сопротивление грунта не может быть определено точно из-за неоднородности грунта по площади и по глубине.
Большие импульсные токи сопровождаются большой напряженностью электрического поля, при которой возможны искровые пробои участков грунта вблизи заземлителей.
Резкопеременно влияние климатических условий — температуры, влажности, давления — на проводимость грунта и картину растекания тока в грунте. Мерзлые грунты представляют собой многокомпонентные сложные системы, состоящие из органоминерального скелета, воды в жидком, твердом и газообразном состоянии и водорастворимых соединений. При переходе грунта из мерзлого в талое состояние его удельное сопротивление изменяется в широких пределах.
Определить расчетом сопротивление заземления естественных заземлителей не представляется возможным.
Резкопеременно сопротивление человеческого организма, зависящее от многих физиологических причин и от окружающей среды.
Эти и другие переменные условия создают неопределенную ситуацию, поэтому точные расчеты весьма затруднительны и не дают уверенности в достоверности результатов.
По мнению многих специалистов, даже современное развитие вычислительной техники и совершенные методы математического и физического моделирования не могут отобразить действительную сущность явлений и процессов во всей их полноте.
Расчет токораспределения в сложной заземляющей сети и решение задач теории поля заземлителей связаны с рядом допущений и упрощений, которые сильно искажают реальную картину. Можно рекомендовать ограничиться в первом приближении определением числа стержневых заземлителей по упрощенным формулам, а потом при устройстве заземления в полной мере использовать естественные заземлители.
После всех монтажных работ по заземлениям в первое время эксплуатации необходимо периодически производить измерение сопротивления заземления летом и зимой при разных, условиях погоды.
Если сопротивление заземления окажется больше нормированного, необходимо будет дополнительно проложить лучевые заземлители, устроить выносной контур, применить обработку и подсолку грунта, использовать глубинные и скважинные заземлители и другие средства, выбрав из них наиболее подходящие в конкретных условиях.
Рекомендуется также в процессе основных работ по сооружению установки, используя подходящий металл, в удобных местах забивать дополнительные стержневые заземлители, заготовлять и укладывать сетки из сваренных полос в котлованы под фундаменты сооружений, что, безусловно, приведет к уменьшению общего сопротивления заземления и, следовательно, к повышению безопасности эксплуатации.
Использование всех доступных средств будет способствовать выполнению заземлений в особо сложных условиях, например при скальных грунтах, в зонах вечной мерзлоты, при устройстве заземлений передвижных установок: земснарядов, шагающих экскаваторов, оросительных систем и т. п.
Для безопасности в сложных условиях наряду с защитным заземлением находят применение защитное отключение поврежденных цепей и устройство изолирующих площадок.
При эксплуатации установок сверхвысоких и ультравысоких напряжений, кроме опасности поражения электрическим током, надо принимать во внимание вредное влияние электрического по.*я на самочувствие, работоспособность и здоровье обслуживающего персонала. Установлено, что с повышением рабочего напряжения увеличивается воздействие электрического поля на организм человека. Длительная работа персонала на подстанциях 500 кВ и выше без средств защиты отрицательно сказывается на здоровье. Глубина функциональных расстройств находится в прямой зависимости от длительности пребывания в поле. Учитывая эти обстоятельства, ОРУ на 500 кВ и выше нельзя сооружать в густонаселенных районах.
На ПС 500 и 750 кВ вблизи высоковольтных аппаратов наибольшая напряженность достигает 25 кВ/м, а на пешеходных дорожках ПС электропередачи 750 кВ Конаково — Москва — 20 кВ/м.
Измерения напряженности на Ленинградской ПС показали, что наибольшая напряженность наблюдалась под гибкой ошиновкой вблизи реактора и на высоте 1,8 м составила 20 кВ/м.
На 70 % площади ячеек ОРУ 750 кВ напряженность поля превышает 5 кВ/м, а на 30 % этой площади она выше 10 кВ/м.
Напряженность поля превышает 5 и 10 кВ/м соответственно на 50 % и 15 % общей длины маршрута обхода.
Изменение высоты подножников электрических аппаратов существенно влияет на напряженность поля в зоне работы обслуживающего персонала. Увеличение высоты подножника в 2 раза приводит к снижению напряженности примерно в 1,5 раза.
Для снижения наибольшей напряженности электрического поля до допускаемого нормами уровня 15 кВ/м на высоте 1,8 м от поверхности земли в ячейке ОРУ 750 кВ следует рекомендовать установку аппаратов на подножниках высотой 3,5—4,0 м.
Воздействие поля на человека оценивается значением тока, стекающего через человека на землю. Предельным допустимым током электрического поля через тело человека считается ток 50 мкА. При токе электрического поля, превышающем 50 мкА, применяются экранирующие костюмы, стационарные и переносные экранирующие устройства. Существуют правила применения экранирующих средств, выполнения конструкций и размещения экранирующих устройств, порядка работ в зонах электрического поля.
По действующим нормам персонал ПС может находиться неограниченно долгое время в электрическом поле напряженностью не более 5 кВ/м; допустимое время пребывания в поле напряженностью 10, 15, 20 и 25 кВ/м составляет 180, 90, 10 и 5 мин соответственно.
Пребывание в электрическом поле напряженностью более 25 кВ/м без применения специальных защитных средств запрещается. При применении средств защиты продолжительность пребывания людей в электрическом поле не ограничивается. При работах в зоне влияния электрического поля доступные для присоединения изолированные от земли детали, приспособления, раскатываемые провода, тросы и прочий инвентарь должны быть заземлены.
Все машины на резиновом ходу, используемые в зоне влияния электрического поля, должны быть снабжены металлической цепью, соединенной с шасси или кузовом. Перед въездом в зону влияния эта цепь должна быть опущена до земли.
Электрические станции, подстанции, линии и сети — Выполнение заземляющих устройств
Заземляющие устройства трансформаторных подстанций.
При устройстве заземлений стараются максимально использовать естественные заземлители, о чем было сказано выше. Такие заземлители надежно соединяют с искусственными для получения необходимой величины общего сопротивления заземляющего устройства. Основным типом заземлителей являются сложные заземлители, состоящие из контура в виде стальной полосы, соединяющего вертикально забитые в землю трубы или стержни уголкового сечения. Для заземляющих проводников и заземлителей используют круглые стальные стержни диаметром не менее 5 мм при их прокладке внутри зданий и не менее 6 мм при прокладке снаружи или в земле. Прямоугольные полосы должны иметь сечение не менее 24 мм2 при толщине 3 мм для внутренних заземляющих проводок и не менее 48 мм2 и 4 мм соответственно при прокладке снаружи или в земле. При использовании уголков толщина их полок должна быть не менее 2 мм для зданий; 2,5 мм для наружных установок и не менее 4 мм при их расположении непосредственно в земле. Толщина стенок стальных газопроводных труб должна быть не менее 2,5 мм при их использовании в качестве элементов заземления внутри и снаружи здания и не менее 3,5 мм при их прокладке в земляных траншеях.
Рис. 149. Схема заземляющего устройства мачтовой подстанции:
а — общий вид, б — разрез; 1— стойки опоры, 2 — горизонтальный заземлитель, 3 — электрод заземления
При выполнении заземлений следят за тем, чтобы каждый заземляемый элемент установки был присоединен к заземлителю или к заземляющей магистрали через отдельное ответвление. Последовательное включение в заземляющий провод нескольких частей заземляемого оборудования категорически запрещается, так как при нарушении контакта в одном элементе вся цепь заземления прерывается. В цепях заземляющих устройств не допускается применение каких-либо отключающих приборов и устройств, а также установка предохранителей.
На низковольтных мачтовых трансформаторных подстанциях заземляют нейтраль и корпус трансформатора, цоколи изоляторов, разъединителя и предохранителей, разрядники, привод разъединителя, металлический шкаф распределительного низковольтного щита. Все соединения заземляющего устройства выполняются сваркой. Длина сварного шва берется равной двойной ширине при прямоугольной полосе или шести диаметрам при круглом сечении заземляющих проводников.
На рис. 149 приводится пример (общий вид и разрез) заземляющего устройства мачтовой подстанции на А-образных деревянных опорах с трансформатором мощностью от 160 до 250 кВА. Напомним, что по действующим правилам сопротивление заземляющего устройства такой подстанции не должно превышать 4 Ом.
Заземляющий контур подстанции выполнен из стали круглого сечения диаметром 10 мм. Он укладывается в виде квадрата вокруг подстанции с охватом стоек опор в каждую сторону от их оси по 7,5 м (рис. 149, а). Глубина заложения электродов и горизонтальных заземлителей должна быть не менее 0,7 м (рис. 149, б). Соединение горизонтальных заземлителей между собой и электродами выполняют сваркой внахлестку на длину не менее 60 мм. В качестве электродов заземления могут быть использованы отрезки угловой стали длиной 2,5 м, которые также необходимо соединить сваркой с горизонтальным заземлителем, выполненным из круглой стали или полосы.
Устройство заземлений районных трансформаторных подстанций сводится к сооружению наружного заземляющего и внутреннего контуров заземления. Для наружного контура размечают и откапывают траншеи согласно проекту, причем разметку трассы контура выполняют электрики, а земляные работы—рабочие землекопы. Расстояние от стен здания подстанции до траншей наружного контура должно быть не менее 2—2,5 м. Глубину траншеи принимают равной 0,7 м. Подготовленные электроды из угловой стали сечением 50 X 50 X 5 мм длиной 2,5 м или круглой стали диаметром 12 мм, длиной 5 м забивают в землю так, чтобы их концы выступали над дном траншеи на 200—250 мм. После этого в траншеях прокладывают горизонтальные заземлители и приваривают их к вертикальным электродам. После сварки отрезков горизонтальных заземлителей траншею засыпают землей и утрамбовывают.
При прокладке внутреннего контура заземления все соединения выполняют сваркой. Заземляющие полосы при их креплении к стенам зданий закрепляют скобами, устанавливая их на расстоянии 0,85— 1,0 м друг от друга. Если необходимо выполнить проход заземляющих проводников через стены, их заключают в отрезки стальных труб. Присоединения заземляющих проводников к конструкциям выполняют сваркой, а к аппаратам — при помощи надежного болтового соединения или сваркой. После монтажа внутреннего заземления все проводники и детали заземления окрашивают черным лаком, оставляя незакрашенными места, предназначенные для присоединения временных (переносных) заземлений.
Заземления опор воздушных линий электропередачи.
Для защиты людей от поражения электрическим током опоры воздушных линий электропередачи заземляют. Значения сопротивлений заземляющих устройств опор линий электропередачи напряжением выше 1000 В были приведены в предыдущем параграфе.
Для линий напряжением до 1000 В наибольшее допустимое значение сопротивления заземления составляет 50 Ом для устройств защиты от атмосферных перенапряжений и 30 Ом для защиты от атмосферных перенапряжений людей и животных, находящихся в зданиях.
Заземлению подлежат опоры всех типов, на которых устанавливают крюки, штыри, кронштейны и металлические оттяжки опор, закрепленные нижним концом на высоте не более 2,5 м от земли.
В сельских сетях напряжением 380/220 В, работающих с глухо- заземленной нейтралью, кроме основного заземления нейтрали источника питания, должно быть выполнено также повторное заземление нулевого провода. Повторное заземление на линиях напряжением 0,4 кВ выполняют через каждые 250 м, а также на концах воздушной линии и ответвлений, превышающих 200 м. Сопротивление повторных заземлений нулевого провода воздушной сети принимают в зависимости от мощности трансформатора или генератора, питающего данную сеть. Так, при мощности трансформатора 100 кВА и ниже сопротивление заземляющего устройства каждого из повторных заземлений не должно превышать 30 Ом, при наличии не менее трех таких заземлений на линии. Если мощность питающего сеть трансформатора более 100 кВА, то величина сопротивления каждого из повторных заземлений не должна быть выше 10 Ом.
Присоединять заземляющие провода к заземлителям повторных заземлений необходимо надежным болтовым соединением, чтобы иметь возможность отсоединить и проверить каждый заземлитель в отдельности. Во всех остальных случаях спуски заземляющих проводов присоединяются к заземлителям электросваркой.
Рис. 150. Схемы заземляющих устройств:
а — для заземления низковольтных опор с приставками, б, в — для заземления железобетонных опор линий напряжением 10 кВ; 1 — опора, 2— стойки, 3—подкос
Рис. 151. Выполнение защитного заземления крюков низковольтной опоры: а — присоединение заземляющего спуска сваркой, б — плашечными зажимами
Заземляющие устройства опор воздушных линий выполняют в виде ввернутых в землю на глубину 5—10 м заземлителей из круглой стали диаметром 12 мм и выше. Углубляют такие заземлители, ввинчивая электросверлилку с редуктором или вращательный механизм, изготовленный на базе мотоагрегата «Дружба». Для удобства вворачивания на конец стержня приваривают две половинки шайб, изогнув их лопасти по винтовой линии. Электроды можно погружать в грунт также ударным способом, пользуясь различного рода отбойными молотками, вибромолотом типа ВМ-2 или вручную.
Схемы заземляющих устройств опор воздушных линий электропередачи показаны на рис. 150. Для низковольтных линий сопротивление заземления до 30 Ом обеспечивается устройством заземления из двух электродов длиной до 5 м каждый, как это показано на рис. 150, а. Заземляющие устройства ВЛ помещают на глубину не менее 0,5 м, а в пахотных землях — не менее 1 м.
Для достижения требуемой величины сопротивления заземления 10 Ом при расчетном сопротивлении грунта, равном 50 Ом · м применяют один заземлитель длиной 3 м и соединительную полосу длиной 5 м (рис. 150, б), а для величины сопротивления заземлителя 15 Ом при сопротивлении грунта 250 Ом·м — три заземлителя, расположенных на расстоянии 10 м друг от друга (рис. 150, в).
Для заземления арматуры, расположенной на опорах, по ним прокладывают заземляющие спуски, присоединяемые к заземлителям. Сечения заземляющих спусков для воздушных линий напряжением 6—10 кВ должно быть не менее 35 мм2, а диаметр спусков для линий напряжением до 1000 В — 6 мм. Присоединение крюков низковольтной линии к заземляющим спускам с помощью сварки или плашечных зажимов показано на рис. 151.