Проектирование понизительной ТП ст.Тырма ДВЖД (1336125), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Напряжение прикосновения не должно превышать нормированных значений при стекании тока замыкания на землю с заземляющего устройства, выполненного с учетом требований, предъявляемых к напряжению прикосновения.
При наличии отходящих от электроустановки ВЛ 110 кВ и выше, ограждение необходимо заземлять вертикальными заземлителями длиной 2-3 м, расположенных около стоек ограждения по всему его периметру через каждые 20-50 м. Размещение заземлителей такого типа не требуется для ограждения с металлическими стойками и с железобетонными стойками, у которых арматура соединена с металлическими частями ограды [1].
Заземляющее устройство в конечном виде имеет вид сетки, состоящей из поперечных и горизонтальных заземлителей. Расстояние между ними принимается увеличивающимся от периферии к центру заземляющей сетки. При этом первое и последующие расстояния, начиная от периферии, не должны превышать соответственно 4,0; 5,0; 6,0; 7,5; 9,0; 11,0; 13,5; 16,0; 20,0 м согласно [1]. В целях уменьшения сопротивления ЗУ растеканию тока применяются вертикальные заземлители. Продольные элементы ЗУ прокладываются вдоль осей оборудования и по периметру здания. Заземляющая сетка располагается на глубине 0,8 м от поверхности грунта. Вертикальные заземлители забиваются на глубину 3-5 м.
У силового трансформатора заземляется корпус (бак) и направляющие. При заземлении нейтралей силовых трансформаторов в радиусе не более 3 м от точки заземления обеспечивается растекание тока не менее чем по четырем направлениям. Габариты ячеек заземляющей сетки, примыкающих к местам присоединения нейтралей силовых трансформаторов к заземляющему устройству, не должны превышать 6х6 м[1]. Снижение входного импульсного сопротивления ЗУ в местах заземления молниеотводов, разрядников, ОПН и конденсаторов связи достигается прокладкой горизонтальных заземлителей, которые обеспечивают растекание импульсных токов не менее чем в трех направлениях. При этом молниеотводы, устанавливаемые на порталах, присоединяются к ЗУ по всем опорам портала. Возле опор портала, на которых установлены молниеотводы, необходимо устанавливать не менее 2 вертикальных заземлителей. Каждая стойка портала с установленными на нем молниеотводами, разрядниками, ОПН и конденсаторами связи присоединяется к ЗУ не менее чем двумя заземляющими проводниками, прокладываемыми в противоположных направлениях.
У трансформатора напряжения (далее – ТН) заземляется корпус каждой фазы и клеммные ящики. Для снижения входного импульсного сопротивления ЗУ в месте заземления ТН и клеммного ящика обеспечивается растекание импульсных токов в радиусе не более 5 м не менее чем по трем направлениям. Для выравнивания потенциалов необходимо заземлитель здания КРУ-10 кВ и ОПУ не менее чем двумя проводниками соединить с ЗУ ОРУ. Для оперативных цепей выключателей и измерительных цепей трансформаторов тока, прокладываемых по ОРУ, необходимо использовать экранированный контрольный кабель марки КВВГЭ. Все заходящие в помещение панелей протяженные проводники (экраны, оболочки, и броня кабелей РЗА, силовых кабелей и др.) необходимо при помощи болтовых соединений присоединить к рамным конструкциям, на которых установлены панели РЗА, или к другим металлическим частям, имеющим электрический контакт с ними. Ряды рамных конструкций соединяются между собой по концам и в промежуточных точках с шагом не более 5 м проводником сечением не менее 100 мм2. Общая рамная конструкция присоединяется не менее чем в трех точках к заземлителю здания.
Рамные конструкции в ОПУ, на которых установлены панели, должны присоединяться к закладным металлоконструкциям кабельных каналов сваркой.
Рабочее заземление панелей должно быть выполнено присоединением к закладным металлоконструкциям кабельных каналов гибким медным проводником сечением не менее 10 мм2 по кратчайшему пути, для чего к закладным металлоконструкциям приварить болты по одному на каждую панель.
Мероприятия в мерзлых грунтах согласно [1].
В районах с большим удельным сопротивлением земли сооружении искусственных заземлителей рекомендуется проводить с выполнением следующих мероприятий:
1) устройство вертикальных заземлителей увеличенной длины, если с глубиной удельное сопротивление земли снижается, а естественные углубленные заземлители (например, скважины с металлическими обсадными трубами) отсутствуют;
2) установка выносных заземлителей, если на расстоянии до 2 км от электроустановки есть места с меньшим удельным сопротивлением земли;
3) укладка в траншеи вокруг горизонтальных заземлителей в скальных структурах влажного глинистого грунта с последующей трамбовкой и засыпкой щебнем до верха траншеи;
4) применение искусственной обработки грунта с целью снижения его удельного сопротивления, если вышеперечисленные способы не могут быть применены или не обеспечивают необходимого эффекта.
В районах с многолетнемерзлым грунтом, кроме рекомендаций, приведенных выше, следует:
1) помещать заземлители в непромерзающие водоемы и талые зоны;
2) использовать обсадные трубы скважин;
3) в дополнение к углубленным заземлителям применять протяженные заземлители на глубине около 0,5 м, предназначенные для работы в летнее время при оттаивании поверхностного слоя земли;
4) создавать искусственные талые зоны.
4.4 Средства измерения сопротивления ЗУ
4.4.1 Измеритель сопротивления Ф4103-М1
Для измерения сопротивления растеканию тока ЗУ всех типов любых геометрических размеров, проверки цепи между заземлителями и заземляемыми элементами, а так же для определения активного сопротивления и удельного сопротивления грунтов используется измеритель сопротивления Ф4103-М1, диапазон измерения которого представлен в таблице В.2 (приложение В). Прибор имеет класс точности 4,0 на диапазоне 0-0,3 Ом и 2,5 на остальных диапазонах. Схема измерения сопротивления заземляющих устройств прибором Ф4103-М1 изображена на рисунке В.1 (приложение В).
В принцип измерений положен способ измерения сопротивления постоянному току заземляющих электродов.
Измерительный ток генерируется источником тока частотой 265310 Гц с высокой стабильностью напряжения 36 В. При калибровке устанавливается заданное значение измерительного тока в цепи между токовыми электродами Т1Т2. При измерении сопротивления измеряется создаваемое током падение напряжения между потенциальными электродами П1П2. Выходной прибор отградуирован в Омах.
В качестве электродов используются металлические стержни диаметром не менее 5 мм, забиваемые в грунт на глубину более 0,5 м.
4.4.2 Измеритель сопротивления MRU-200
Компания «Sonel» предлагает для измерения параметров заземляющих устройств современный прибор MRU-200 [19].
MRU-200 - портативный измеритель параметров заземляющих устройств и молниезащит, являющийся представителем новой линейки приборов. Прибор характеризуется хорошими эргономичными показателями и широкими измерительными функциями (в том числе анализ условий, отрицательно влияющих на точность полученных результатов). Прибор позволяет измерять параметры ЗУ как классическими методами (3-х или 4-х полюсная схема), так и бесконтактным (метод двух клещей), что особенно актуально в городских условиях, где отсутствует возможность для использования вспомогательных электродов. При помощи прибора MRU-200 можно производить следующе измерения:
- измерение сопротивления проводников присоединения к земле и выравнивания потенциалов (металлосвязь) (2р);
- измерение сопротивления заземляющих устройств по трехполюсной схеме (3р);
- измерение сопротивления заземляющих устройств по четырехполюсной схеме (4p);
- измерение сопротивления многократных заземляющих устройств без разрыва цепи заземлителей (с применением токоизмерительных клещей);
- измерение сопротивления заземляющих устройств методом двух клещей;
- измерение сопротивления молниезащит (громоотводов) по четырехполюсной схеме импульсным методом;
- измерение переменного тока (ток утечки);
- измерение удельного сопротивления грунта методом Веннера с возможностью выбора расстояния между измерительными электродами.
Среди достоинств данного прибора можно выделить высокую помехоустойчивость, возможность сохранения результатов измерения в память, подключение измерителя к компьютеру (USB), совместимость с программой «СОНЭЛ Протоколы», позволяющей формировать в автоматическом режиме протоколы результатов измерений, степень защиты корпуса IP54.
4.4.2.1 Измерение параметров заземляющих устройств и удельного сопротивления грунта
Качество заземляющих устройств значительно влияет на безопасность использования электрических установок, особенно на эффективность защиты от поражения электрическим током и молниезащиты. Заземляющее устройство выполняет также другие функции, связанные с безопасностью, например, используется для отвода электрических зарядов объектов, подверженных угрозе взрыва.
Для проверки электрических установок на соответствие требованиям по защите от поражения электрическим током необходимо произвести измерение сопротивления заземляющего устройства. Это сопротивление позволяет определить значение напряжения прикосновения, которое может возникнуть при одновременном прикосновении к двум проводящим частям, находящимся под разными потенциалами, или к одной проводящей части, находящейся под напряжением, и к земле. Необходимость измерения удельного сопротивления грунта и сопротивления заземляющего устройства возникает уже на этапе проектирования и монтажа.
Система заземления должна также подвергаться периодическим поверкам во время эксплуатации, чтобы коррозия или изменения удельного сопротивления грунта не могли значительно повлиять на ее параметры. Сеть заземляющего устройства может не показывать своей неисправности до тех пор, пока не произойдет пробой и не наступит опасная ситуация. При измерении сопротивлений отдельных заземлителей применяют трехполюсный метод измерения сопротивления, представленный на рисунке Г.3а, который заключается в забивке в грунт двух измерительных электродов (токовый электрод H и электрод напряжения S) вблизи заземляющего устройства по однолучевой схеме. Трехполюсная (3Р) схема подключения для измерения сопротивления заземления представлена на рисунке Г.1.
Расстояние между электродами должно быть, как минимум 20 м. Электрод напряжения (S) помещают между измерительным заземляющим устройством и токовым электродом (H), в пространстве нулевого потенциала. Приборы измеряют величину протекающего тока в созданной цепи и напряжение между исследуемым заземлителем и электродом напряжения. Результатом измерения является величина сопротивления заземляющего устройства.
Генерируемый ток имеет частоту 128 Гц (MRU-100, MRU-101), чтобы избежать влияния сторонних токов промышленной частоты 50 Гц и их высших гармоник.
Измерения сопротивлений многократных (составных) заземлителей, изображенных на рисунке 4.1, можно провести методом, описанным выше, последовательно отключая исследуемые заземлители от общей системы заземления на время измерения. Схема подключения прибора для измерения сопротивления одного элемента многоэлементного устройства заземления изображена на рисунке 4.4в. Ввиду того, что такой процесс может быть очень сложным, измерители снабжены клещами и имеют возможность проведения измерения без отсоединения исследуемого заземлителя. При этом методе токовый электрод (Н) и электрод напряжения (S) устанавливаются также как при классическом трехполюсном методе, но ток измеряется при помощи клещей, устанавливаемых на исследуемом заземлителе. Измеритель показывает величину сопротивления заземлителя, на котором установлены токовые клещи (измеритель рассчитывает сопротивление, зная величину тока, которая протекает через исследуемый заземлитель и игнорируя ток, протекающий через смежные заземлители).
Рисунок 4.1 – Виды заземлителей
Измерив значения сопротивлений отдельных элементов заземлителя RE1, RE2, RE3, .. , REN, определяют общую величину сопротивления системы по формуле:
, (4.19)
где RE – общее сопротивление заземлителя, Ом; REN - сопротивление отдельного элемента заземлителя, Ом.
Измерение удельного сопротивления грунта происходит при использовании четырех электродов, размещенных линейно на равных расстояниях (метод Веннера). Определение значения удельного сопротивления грунта требует измерения сопротивления и подсчета с учетом расстояния между электродами. Измеритель покажет величину удельного сопротивления грунта ρ [Ω∙ м]. Схема измерения удельного грунта представлена на рисунке Г.3г и метод измерения удельного сопротивления грунта – метод Веннера представления на рисунке Г.2 (приложение Г).
Кроме перечисленных выше видов измерений, приборами MRU-10Х возможно производить измерения низкоомных сопротивлений по двухполюсной (2P) и четырехполюсной схеме (4Р) измерения (измерительный ток 225 мА (128Гц), приведенных на рисунке Г.3д и рисунке Г.3е, измерительное напряжение 40В, разрешение на нижнем поддиапазоне 0,01 Ом), что позволяет проверять наличие металлосвязи различных соединений (проводников присоединения к земле и выравнивания потенциалов).
4.4.2.2 Помехоустойчивость
Измеритель может работать при наличии помех в виде напряжений до уровня 24 В (AC, DC). Уровень помех отображается на дисплее прибора.
При измерении сопротивления заземления прибор генерирует ток 225 мА частоты 128 Гц при измерительном напряжении 40В. Это позволяет избежать влияния на результаты измерений интерференции и помех от находящихся в грунте и системе заземления токов утечки частотой 50 Гц и их гармоник. Поэтому при проведении измерения сопротивления заземляющего устройства измерителями MRU нет необходимости отсоединять заземляющее устройство от главной заземляющей шины электроустановки.
4.4.2.3 Режимы измерений
В двухполюсном режиме измерений выводы S и E являются выводами для тока и напряжения.
В трехполюсном режиме прибор измеряет напряжение между зондами S и E c заданием тока между щупами H и Е. (таким образом, вывод Е — общий для тока и напряжения).
В четырехполюсном режиме прибор измеряет напряжение между зондами S и ES c заданием тока между щупами E и H.
При наличии токоизмерительных клещей, прибор учитывает ток, текущий через них (прибор рассчитывает сопротивление заземления, ток которого проходит через токовые клещи. Ток, текущий через соседние заземлители, на результат не влияет). Выбор режима осуществляется переключателем на приборе.
4.4.2.4 Сопротивления RH и RS
Сопротивление измерительных щупов RH и RS не должно превышать 50 кΩ. В противном случае на экране отображается соответствующее предупреждение (уменьшить значения сопротивлений можно, например, увеличив влажность грунта вблизи щупа).
4.4.2.5 Измерение сопротивлений в режимах 2P, 4P
При измерении сопротивлений двухполюсным методом результат измерения - суммарное сопротивление, состоящее из сопротивления резистора, подключенного к прибору, и сопротивления измерительных проводов. Влияние сопротивления проводов на результат измерения может быть исключено за счет использования четырехполюсной схемы или выполнением другого измерения с учетом сопротивления короткозамкнутых измерительных проводов, которое вычитается из основного измерения. Рабочая частота прибора равна 128 Гц.
4.4.2.6 Измерение в режиме 3P
Трехполюсная схема — основная схема измерения сопротивления устройств заземления. Необходимо соединить заземлитель с измерительным гнездом измерителя «E»; вбить токовый измерительный зонд в грунт на расстоянии, превышающем 40 м от исследуемого заземлителя, и соединить измерительным проводом с измерительным гнездом «H» измерителя; вбить потенциальный измерительный зонд в грунт на расстоянии, превышающем 20 м. от исследуемого заземлителя и соединить с измерительным гнездом «S». Исследуемый заземлитель, токовый зонд и потенциальный щуп необходимо выстроить в одну линию, образуя тем самым однолучевую схему измерения изображенную на рисунке 4.1.
Применение двухлучевой схемы не гарантирует заявленную точность измерений. Прибор показывает сопротивления устройства заземления RE, а также сопротивления измерительных щупов RS и RH. Рекомендуется повторить измерения после перемещения потенциального измерительного зонда на 1 м к измеряемому заземлителю. Если результаты измерения отличаются больше чем 3 %, расстояние от токового зонда до исследуемого заземлителя должно быть увеличено значительно, а измерения следует повторить. Оптимальное положение потенциального щупа — 62 % от расстояния между токовым зондом и исследуемым заземлителем.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
