4.9 Требования к грозозащитному заземлению
Открытые РУ и открытые подстанции 20-500 кВ должны быть защищены от прямых ударов молний. Защита от прямых ударов молний ОРУ 220 кВ и выше должна быть выполнена стержневыми молниеотводами, устанавливаемыми, как правило, на конструкциях ОРУ.
На конструкциях ОРУ 110 и 150 кВ стержневые молниеотводы могут устанавливаться при эквивалентном удельном сопротивлении земли в грозовой сезон: до 1000 Ом*м — независимо от площади заземляющего контура подстанции; более
1000 и до 2000 Ом*м - при площади заземляющего контура подстанции 10000 м2 и более.
От стоек конструкций ОРУ 110 и 150 кВ с молниеотводами должно быть обеспечено растекание тока молнии по магистралям заземления не менее чем в двух-трех направлениях. Кроме того, должны быть установлены один-два вертикальных электрода от стойки, на которой установлен молниеотвод.
От стоек конструкций ОРУ 35 кВ с молниеотводами должно быть обеспечено растекание тока молнии по магистралям заземления в трех-четырех направлениях.
Заземляющее устройство должно удовлетворять требованиям обеспечения защиты электроустановок, а также эксплуатационных режимов работы.
Для ВЛ, защищенных тросами, сопротивление заземляющих устройств, выполняемых по условиям грозозащиты, должны обеспечиваться при отсоединенном тросе, а по остальным условиям - при не отсоединенном тросе.
Для опор высотой более 40 м на участках ВЛ, защищенных тросами, сопротивления заземляющих устройств должны быть в два раза меньше по сравнению с приведенными в таблице 4.9.1.
Таблица 4.9.1
Удельное эквивалентное сопротивление земли r, Ом*м |
Наибольшее сопротивление заземляющего устройства, Ом |
до100 более 100 до 500 более 500 до 1000 более 1000 до 5000 более 5000 |
10 15 20 30 6*10-3r |
Заземляющие проводники должны быть предохранены от коррозии.
Открыто проложенные проводники должны быть окрашены в черный цвет.
4.10 Выносные и контурные заземляющие устройства
В зависимости от места размещения
заземлителя относительно заземляемого
оборудования различают два типа
заземляющих устройств: выносные и
контурные. Выносное заземляющее
устройство характеризуется тем, что
заземляемое оборудование сосредоточено
на некоторой части его площадки. Поэтому
выносное заземляющее устройство называют
также сосредоточенным. Существенный
недостаток выносного заземляющего
устройства - отдаленность заземлителя
от защищаемого оборудования,
вследствие чего на всей или на части
защищаемой территории коэффициент
прикосновения
1=1.
Поэтому этот тип заземляющего устройства
применяется лишь при малых токах
замыкания на землю и, в частности, в
установках до 1000 В, где
потенциал заземлителя не превышает
значения допустимого напряжения
прикосновения Uпр.доп, В
(4.10.1)
где a2 - коэффициент напряжения прикосновения.
Выносные заземлители в виде местного контура с приваренными нормальной длины или глубинными стержневыми заземлителями и выравнивающей сеткой устраиваются вблизи объекта на расстоянии 2-3 км, но не более 5-6 км в местах с хорошей проводимостью грунта. Такими местами могут быть овраги, болота, естественные и искусственные таликовые зоны (места с постоянной талой водой), непромерзающие озера и реки, заливы моря.
В качестве заземляющих электродов при устройстве озерных заземлителей используются листы железа, сетка, сваренная из стальных полос, и реже - вертикальные электроды, забиваемые в донный грунт. Листовые заземляющие электроды и сетки укладываются на дно озера, стержневые электроды забиваются ниже возможного ледяного покрова.
Соединение выносных заземлителей со станционной системой заземления осуществляется одножильным подземным бронированным кабелем, голым медным проводом, проложенным на опорах ЛЭП, также используются различные металлические коммуникации, водопроводы. Зона выносного заземления ограждается, вывешиваются предупреждающие плакаты.
Достоинством выносного заземляющего устройства является возможность выбора места размещения электродов заземлителя с наименьшим сопротивлением грунта.
Необходимость в устройстве выносного заземления может возникнуть в следующих случаях: при невозможности по каким-либо причинам разместить заземлитель на защищаемой территории; при рассредоточенном расположении заземляемого оборудования (например, в горных выработках) и т. п. Контурное заземляющее устройство характеризуется тем, что электроды его заземлителя размещаются по контуру (периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование, а также внутри этой площадки. Часто электроды распределяются на площадке по возможности равномерно, и поэтому контурное заземляющее устройство называется также распределенным.
Контур предусматривается у каждого здания электрической установки на расстоянии 1-2 м от стены, а также вокруг площадок открытых РУ. Ограда ОРУ должна отстоять на 3 м от контура заземления с внешней стороны. Для контура применяется полосовая сталь сечением 40х4 мм, с прокладкой на ребро. При агрессивных грунтовых водах берется оцинкованная сталь увеличенного сечения.
Вдоль контура забиваются стержневые заземлители из круглой (арматурной) стали, труб или уголков, число которых определяется расчетом. Круглая сталь берется диаметром 12-15 мм, трубы диаметром 40-60 мм, уголки 50÷50 или 60÷60 мм. В нормальных условиях грунта длина стержневых заземлителей 2-3 м, расстояние между ними не менее 3-4 м, соединение с полосой контура осуществляется сваркой.
Безопасность при контурном заземляющем устройстве может быть обеспечена не за счет уменьшения потенциала заземлителя до безопасных значений, а за счет выравнивания потенциала на защищаемой территории до такого значения, чтобы максимальные напряжения прикосновения и шага не превышали допустимых значений. Это достигается путем соответствующего размещения одиночных заземлителей на защищаемой территории. В качестве примера на рис.4.10.2 показано распределение потенциала в момент замыкания фазы на заземленный корпус на открытой подстанции, имеющей контурное заземление. Как видно из рисунка, изменение потенциала в пределах площадки, на которой размешены электроды заземлителя, происходит плавно; при этом напряжение прикосновения Uïð и шаговое напряжение Um имеют небольшие значения по сравнению с потенциалом заземлителя j3. Однако за пределами контура по его краям наблюдается крутой спад j. Чтобы исключить в этих местах опасные шаговые напряжения, которые особенно высоки при больших токах замыкания на землю, по краям контура за его пределами, в первую очередь в местах проходов и проездов, укладывают в землю на различной глубине дополнительные стальные полосы, соединенные с заземлителем.
.
Рисунок.4.10.1. Выносное заземляющее устройство
1 - контур заземления; 2 - заземляющие проводники;
3 - заземляемое оборудование.
Рисунок.4.10.2. Контурное заземляющее устройство