Шпоры по охороні праці в галузі

Подождите немного. Документ загружается.

3000

1010

60000







зз

А – це струм короткого замикання, від нього спрацьовує пристрій

максимального захисту.

Захисна дія заземлення напругою понад 110 кВ з ефективною заземлюючою

нейтраллю полягає в перетворенні однофазного замикання на корпус електроустановки у

КЗ від струму якого спрацьовує пристрій максимального струмового захисту і

селективно вимикає пошкоджену електроустановку.

У мережах до 1 кВ:

5,27

220







зз

А, а це не є струм короткого замикання.

Електроустановка буде певний час працювати з наявністю напруги на корпусі. В

мережах напругою до 1 кВ з глухозаземлюючою нейтраллю захисне заземлення не є

ефективною мірою захисту.

Висновок:

Захисне заземлення є ефективною мірою захисту в електроустановках напругою

понад 1 кВ за будь-якого режиму нейтралі (ізольована чи заземлена) і у мережах

напругою до 1 кВ - виключно з ізольованою нейтраллю.

Умова безпеки захисного заземлення в режимах з заземленою нейтраллю:

)(

.. МСЗспрдопдотзззк

tURIU 

, де

МСЗспр

- час спрацювання пристрою максимального

струмового захисту.

2. Конструкція заземлюючого пристрою.

Конструктивно заземлюючі пристрої являють сукупність заземлювача і

заземлювальних провідників. Заземлювач – це металоконструкція, яка розміщена в

ґрунті і має з ним достатньо хороший контакт.

Заземлюючий провідник – це провідник, що з’єднує корпус електроприймача із

заземлювачем.

Заземлюючий провідник, який має два або більше відгалужень називають

магістральним заземленням.

Поняття „Заземлюючий контур” – не існує.

Заземлювачі поділяються на:

- натуральні;

- штучні.

Натуральні заземлювачі – це металоконструкції, розміщені в ґрунті, які мають

будівельні і технологічні функції і паралельно використовуються для заземлення.

В ПУЄ передбачають, у першу чергу, використати натуральні заземлювачі, через

те, що заземлення працює в очікувальному режимі. Заземлення – це захисна міра 2-го

порядку, а саме перелік тих металоконструкцій, які ПУЄ пропонують використовувати в

якості натуральних заземлень:

- прокладені в землі трубопроводи, за винятком трубопроводів горючих речовин;

- обсадні труби свердловин;

- підземні металеві та залізобетонні конструкції будинків і споруд, опор повітряних

ліній;

- свинцеві оболонки кабелів, якщо їх кількість не менша двох (алюмінієві оболонки

кабелів використовувати натуральні заземлювачі заборонено), та інше.

Штучні заземлювачі – це металоконструкції, які розміщені в ґрунті і мають з ним

достатньо хороший контакт слугують виключно як заземлювачі.

Мінімальний діаметр круглих сталевих заземлювачів неоцинкованих – 10 мм, а

оцинкованих – 6 мм. Мінімальна товщина палички кутника – 4 мм

. Мінімальна площа

перерізу прямокутного заземлення 48 мм

, товщина – 4[мм

Найчастіше штучні заземлювачі виконуються у вигляді вертикальних електродів

розміщених по периметру або упродовж сторони об’єкта будівлі чи площадки на якій

розміщується обладнання сполучених горизонтальними електродами.

Для вертикальних електродів використовуються сталеві прудки діаметром 12÷16

мм або кутники з розміром 32×32×4 мм чи 40×40×5 мм довжиною 3÷5 м, іноді більше,

якщо верхній шар ґрунту має великий питомий опір ґрунту, а нижній менший.

Для горизонтальних електродів застосовуються ті ж самі прудки, що і для

вертикальних, або сталеву смугу перерізом 4×10 мм.

Як заземляючи провідники можуть бути використані спеціально передбачені

технологічні металеві конструкції, арматура, залізобетонні конструкції, сталеві труби,

алюмінієві оболонки кабелів та інше.

План заземлення.

Заземлювач

Магістраль

Заземлючі провідники

3. Заземлювачі виносні та контурні.

За взаємним розташуванням заземлювачів і заземляючого обладнання заземлювачі

поділяються на виносні і контурні.

Заземлювачі виносних заземлень розміщені на деякій відстані від заземлюючого

обладнання за межами зони розтіканні

ЗЗ

, а заземлювачі контурних заземлень

розміщені безпосередньо біля заземляючого обладнання чи під територією площадки на

якій встановлене обладнання, що підлягає заземленню.

Розглянемо захисну дію цих заземлень (коли виникає замикання на корпус).

Виносні заземлювачі можуть використовуватися в мережах з ізольованою нейтраллю (з

низьким

ЗЗ

зз

дот

зз

Умова безпеки:

допдотЗЗЗкдот

URIUU



Контурні заземлювачі застосовуються у мережах з великими

ЗЗ

. Необхідно знати

закон розподілу потенціалів на поверхні площадки, застосовується принцип накладання

або суперпозиції.

Для того, щоб отримати картину розподілу потенціалів застосуємо принцип

накладання цих потенціалів, тобто знайдену суму потенціалів в кожній точці, що

зумовлюється струмом розтікання з кожного електрода, тобто контурне заземлення

дозволяє підвищити потенціал поверхні майданчика по відношенню до потенціалу

території, що прилягає до цього майданчика.

Контурне заземлення дозволяє значно зменшити

доп

на території площадки.

доп

буде максимальна, коли людина, що доторкнулася до корпуса знаходиться посередині

між електродами і практично дорівнюватиме нулю, якщо людина знаходитися над

електродом (точка А). Якщо людина знаходиться безпосередньо на заземлювачі, то

0

доп

(точка В).

Напруга кроку (

доп

) буде мати максимальне значення, якщо людина розміщена

однією ногою над землею.

0

доп

, якщо людина розміщена симетрично відносно заземлювача чи симетрично

відносно середини між заземлювачами.

Таким чином на території площадки, що охвачена заземлювачем, створює

необхідні умови безпеки, гірше на території, що примикає до площадки (про напругу

дотику немає мови).

Для зменшення

КР

за межами майданчика упоперек подовжньої осі проходячи в

проїзді на деякій глибині розміщуються металеві смуги не з’єднані ні з основним

заземлювачем ні між собою, це „дозволяє” змінити круту криву розподілу потенціалів

більш похилою ламаною кривою у результаті чого

КР

зменшиться.

Uкр

U'кр

дот

U''

дот

дотmax

кр

=0 U

кр

дот

Умова безпеки для цих заземлювачів:

допдотЗЗкдоп

URIUU



4. Вимоги до заземлюючих пристроїв.

Згідно ПУЄ умовно можна розділити на загальні та спеціальні.

Загальні вимоги розділяються на вимоги до конструкції та до опору заземлень.

4.1 Вимоги до конструкційних заземлень:

1. Всі з’єднання у мережі заземлення мають бути зварними, виняток – тільки у місцях

приєднань заземлюючих пристроїв до корпусу електроустановки (під болт);

2. Корпуси повинні приєднуватись до магістральних заземлень тільки паралельно;

3. Магістраль повинна приєднуватись до заземлювача не менше ніж у двох точках.

Магістраль

Болтові сполучення

4.2 Вимоги до опору заземлених

електроустановок:

1. В електроустановках

1U

кВ з великими

ЗЗ

(з ефективною заземлюючою

нейтраллю).

5,0

Ом – допустимий опір заземлення;

10

ЗЗЗК

RIU

кВ

якщо

ЗЗ

до 20 кА, то

5,0

Ом;

2. Електроустановка з ізольованою нейтраллю, з малими

ЗЗ

Розглянемо два випадки:

- якщо заземлення установки понад і до 1 кВ:



ЗЗ

125

допустимих опорів електроустановок напругою до 1 кВ,

250, 125 – допустима напруга на корпусі.

ЗЗ

- розрахунковий струм замикання на землю. Приймається як ємнісний струм і

визначається залежністю:

350/)35(

пклЗЗ

llUI 

, А

- мінімальна напруга, кВ;

пк

ll ,

- довжини електрозв’язаних кабельних і повітряних ліній відповідно, км;

Електроустановки напругою до 1 кВ:

40

Допускається 10 Ом, якщо сумарна потужність трансформаторів чи генераторів

живлення мережі не перевищує 100 кВ∙А чи 100 кВт.

Спеціальні вимоги до заземлень:

1. Спеціальні вимоги до заземлення установок з ефективною заземленою нейтраллю:

1). Заземлення слід виконувати з дотримуванням вимог до їх опору або до

дот

, а

також вимога до конструкцій заземлювачів.

2). Під територіальним розміщенням обладнання слід прокладати поздовжні та

поперечні горизонтальні полоси чи смуги і сполучення між собою у заземлюючу

сітку.

3). Поздовжні заземлювачі мають прокладатися уздовж осей обладнання збоку

обслуговування на глибині 0,5÷0,7 м від поверхні і на відстані 0,8÷1,0 м від

фундаментів чи основ обладнання. Допускається зростання цієї відстані до 1,5 м з

прокладанням першого заземлювача для двох рядів обладнання.

4). Поперечні заземлення слід прокладати у зручних місцях на тій самій глибині з

відстанями від периферії до центру заземлюючої сітки. При цьому перша та подальші

відстані починаючи від периферії не повинні перебільшити 4;5;6;7,5;9;11;13,5;16;20 м.

5). Розміри помірок заземлюючої сітки, що прилягає до місць приєднання нейтралей

примикання силових трансформаторів та короткозамикачів не повинні перевищувати

6×6 м.

6). По краю території, яку займає заземлюючий пристрій прокладаються

горизонтальні заземлювачі так, щоб вони у сукупності утворювали замкнутий контур.

7). По контуру території, охоплюваної заземлювачами розміщуються вертикальні

електроди з’єднані з замкнутим контуром.

2. Спеціальні вимоги до заземлень

2.1 Вимоги до заземлення електроустановок напругою більше 1 кВ з ефективною

заземлюючою нейтраллю.

Заземлення слід виконувати з дотриманням вимог до:

- їх опору або до напруги дотику, а також вимог до конструкції заземлювачів;

- на території розміщеного обладнання слід прокладати поздовжні та поперечні

горизонтальні полоси (смуги) і сполучати їх між собою у заземляючу сітку;

- поздовжні заземлювання мають прокладатись уздовж осей обладнання з боку

обслуговування на відстані 0,5÷0,7 м від поверхні і на відстані 0,8÷1 м від

фундаментів чи основ обладнання.

Допускається збільшення цієї відстані до 1,5 м з прокладанням одного заземлювача

для двох рядів обладнання, якщо боки обслуговування обернені один до одного, а

відстані між фундаментами чи основами двох частин обладнання не перевищує 3 м;

- поперечні заземлення слід прокладати у зручних місцях на тій самій глибині з

відстанями, що збільшується від території до центру заземлення сітки. При цьому

перша та подальші відстані починаючи від території не повинні перебільшувати

4;5;6;7,5;9;11;13,5;16;20 метрів.

- розміри комірок заземлюючої сітки, що примикають до місць приєднання

нейтралей силових трансформаторів та короткозамикачів не повинні перевищувати

6×6 м;

- по краю території прокладаються горизонтальні заземлювачі так, щоб вони у

сукупності утворювали замкнутий контур;

- по контуру території охопленої заземлювачем розміщують вертикальні електроди

з’єднані з цим вимкнутим контуром.

2.2 Вимоги до заземлень у ґрунтах з великим питомим опором.

500



Ом∙м.

- Для штучних заземлювачів слід використовувати вертикальні електроди

збільшеної довжини, якщо з глибиною питомий опір зменшується.

- Слід використовувати віддалені заземлювачі на відстані до 2 км, якщо в цій

місцевості є ділянки ґрунту меншим питомим опором і магістраль заземлювачів

прокладати на опорах, подібно до ЛП.

- Слід прокладати горизонтально заземлювачі на меншій глибині, але не менше ніж

0,15 м.

Вертикальні заземлювачі слід укладати у траншеї навкруги горизонтальних

заземлювачів, у скельних структурах шар зволоженої глини з наступним трамбуванням і

засипанням щебенем до верху траншеї.

Застосовують штучну обробку ґрунту для зменшення його питомого опору.

Якщо наведені вище рекомендації не дозволяють отримати допустимі значення

, дозволяється

збільшувати у 0,002



Ом∙м, але не більше десятикратного

значення.

2.3 Вимоги до заземлень опор ПЛ.

На ПЛ мають бути заземлені:

- опори, що мають горизонтальний трос чи інші пристрої грозового захисту;

- залізобетонні чи металеві опори ПЛ напругою 3÷3,5 кВ;

- опори на яких встановлюють силові або вимірювальні трансформатори,

роз’єднувачі, запобіжники та інші апарати;

- металеві та залізобетонні опори ПЛ напругою 110 кВ і вище без тросів та інших пристроїв

грозозахисту, якщо це необхідно для забезпечення надійної роботи системи релейного захисту та

автоматики.

Допустимий опір Заземлюючий опір ПЛ



, Ом∙м

, Ом

До 100 10

більше 100-500 15

500-1000 20

більше 1000-5000 30

більше 5000 6∙10

-3

Вимоги до заземлень.

До заземлень опор ПЛ 3-35 кВ слід використовувати виключно штучні

заземлювачі.

Для заземлення опор ПЛ 110 кВ і вище, якщо

500



Ом∙м слід використовувати і

натуральні заземлювачі (наприклад, арматурних опор).

Якщо

500



Ом∙м, то тільки штучні заземлювачі.

5. Методики розрахунку заземлюючих пристроїв.

5.1 Вихідні дані для розрахунку заземлюючих пристроїв.

1. Напруга обладнання, яке заземлюється.

2. Струм замикання на землю, або дані для його розрахунку, виключно для

електроустановок напругою більше 1 кВ.

3. Сумарну потужність трансформаторів чи генераторів, виключно для

електроустановок напругою до 1кВ.

4. План розміщення обладнання, що підлягає заземленню у мірилі з відповідними

розмірами.

5. Відомості про ґрунт де має розміщуватись заземлювач (питомий опір, вид

ґрунту).

6. Відомості про натуральні заземлювачі (вид, геометричні розміри, питомий опір

ґрунту або опір натуральних заземлювачів).

5.2 Попередні розрахунки.

1. Визначення допустимого опору заземлення

за формулою:

)/()(

1ззcдоп



ItUR



- час спрацьовування максимального струмового захисту

2. Визначення опору натурального чи штучних заземлювачів

, шляхом

вимірювання чи розрахунків.

3. Визначення опору штучних заземлювачів

(натуральні і штучні заземлювачі

сполучаються паралельно).

Якщо натуральні заземлення відсутні або не можуть бути використані, то:



Якщо натуральні заземлювачі можуть використовуватись, то:







, при

RR 

шн









5.3 Вибір методу розрахунку заземлення.

Перший метод. Коефіцієнт використання електродів для розрахунку достатньо

простих заземлень з опором 3 Ом і більше. Тобто для електроустановок з малими

зз

Цей метод враховує одношарову структуру ґрунту.

Другий метод наведених потенціалів для розрахунку складових заземлень з опором

менше 3 Ом для електроустановок з великими

зз

. Метод враховує двохшарову

структуру ґрунту.

Розрахунок заземлення за використання методу коефіцієнта використання

електродів.

1. Вибір виду і розміщення штучних електродів заземлення.

Найчастіше заземлювачі виконуються у виді вертикальних електродів сполучених

горизонтально (стальні продукти, смуги).

2. Визначення

розрах



питомого опору ґрунту.

Якщо задано вид ґрунту, то

розрах



вибирається з таблиці.

Якщо питомий опір задано виміряним значенням, то

розрах



визначається за

формулою:





виміррозрах



- коефіцієнт сезонності більше 1 в залежності від того, при якій вологості

ґрунту виконувались вимірювання (

321



3. Розрахунок опору струмів розтікання з одного штучного вертикального

електроду.

Вертикальні електроди можуть розміщуватись біля поверхні ґрунту.

розр







або





2,4

розр



якщо не круглий переріз

Таке розміщення електродів для стаціонарного заземлювача недоцільне (бо влітку

ґрунт підсихає, взимку підмерзає, тобто змінюється питомий опір).

Тому доцільно використовувати заглиблення нижче зони промерзання:

llt 5,0



- відстань до середини електроду

)

(ln

розр











де

- довжина заглиблення нижче зони промерзання

llt





)

11,2

(ln

розр







порівнюється з

Якщо

ш1

RR 

, то залишаєтьться один вертикальний електрод.

Якщо

ш1

RR 

, то необхідна кількість електродів:

- опір одного електроду

еш



n 



- коефіцієнт врахування (залежить від кількості електродів).

Відстані між електродами, від їх розташування

один електрод два електроди

Розподілення опорів стікання, при збільшенні кількості поруч розміщених

електродів.

5. Визначається довжина горизонтального електрода.

6. Визначається опір струмів стікання горизонтального електроду.

7. Визначається опір всього штучного заземлювача з врахуванням горизонтальних

і вертикальних електродів.

8. Визначається опір заземлювача.

допз

RR 

Це класична методика розрахунку:

- конфігурація заземлювача;

- визначається довжина горизонтальних електродів і його опір;

- якщо опір з горизонтальними електродами не перевищує допустимого значення,

то вертикальні електроди не потрібні.

Розрахунок заземлення за методом наведених потенціалів.

Виконується за коефіцієнтами. Методика викладена в книгах [1] и [2].

Перевірки розрахункових струмових заземлювачів (для електроустановок з

великими

зз

1. Напруга на заземлюючі пристрої

зззз

 RIU

кВ.

2. Напруга дотику

)(

срдот.доп1ззздот

tURIU 



де

ср

- час спрацювання пристроїв релейного захисту.

3. Перевірка на термічну стійкість заземлювача.

зз

великий



заземлювач нагрівається



питомий опір ґрунту підвищується



збільшується загальний опір заземлювача.

4. Перевірка на термічну стійкість заземлювача провідників.

Якщо переріз недостатній



провідник нагрівається



змінюється його опір.

Закінчення розрахунку.

Після виконання розрахунку і відповідних перевірок складається схема

заземлюючого пристрою, план та розрізи у відповідному перерізі з відповідною

прив’язкою до заземлювального обладнання.

6. Випробування та перевірка заземлюючих пристроїв.

6.1 Випробування та перевірка заземлюючих пристроїв виконується у

нововведених, після капітального ремонту (не рідше 1 раз на 12 рорків для

електроустановок МінПаливЕнерго і на 3 роки для електроустановок споживачів, а

також у міжремонтний період строки передбачені відповідно інструкції).

Контроль заземлюючих пристроїв включає:

- перевірку відповідності заземлюючих пристроїв проекту, вимірювання

дот

- не

повинна перевищувати допустимого значення;

- перевірка корозійного стану елементів заземлюючого пристрою, що

знаходиться в землі, вибірковим розкриттям ґрунту і заміною елементу, якщо

зруйновано більше 50% його перерізу;

- вимірювання опору заземлюючого пристрою;

- перевірка напруги на заземлюючих пристроїв електроустановок напругою

більше 1 кВ з ефективною заземлюючою нейтраллю;

- вимірювання питомого опору ґрунту переважно у заземлювачів опор ПЛ.

Вимірювання повинні виконуватись за найбільш несприятливих умов, коли

питомий опір найбільше. (взимку – промерзання, влітку - просихання).

6.2 Вимірювання опору заземлюючих пристроїв.

Для вимірювання опору заземлюючих пристроїв необхідно два додаткових

електроди:

- струмовий, для створення кола вимірювального струму через заземлювачів;

- потенційний, призначений для вимірювання напруги на заземлюючих

пристроях і розміщують у зоні нульового потенціалу.

Випробування заземлень можуть розміщуватись у трикутник або на прямій лінії.

Вимоги до них: щоб поля струмів розтікання цих електродів не накладалися.

Застосовуються дві схеми вимірювання опору:

1. Схема амперметра-вольтметра:

- зібрали схему;