ГЛАВНАЯ

БИЛЕТЫ

ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ
СИСТЕМА

БЕРЕЖЛИВОЕ
ПРОИЗВОДСТВО

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ
МАТЕРИАЛЫ

СИЛОВЫЕ КАБЕЛИ

СИЛОВЫЕ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ
ПРИБОРЫ

ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ

РУБИЛЬНИКИ И
ПУСКАТЕЛИ

РЕЛЕ

ДАТЧИКИ

ТРАНСФОРМАТОРЫ

ПУСКОНАЛАДОЧНЫЕ РАБОТЫ

 

ИСПЫТАНИЕ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ


ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Заземляющие устройства в электроустановках служат для соединения с землей их частей, подлежащих заземлению, и содержат заземлитель, обеспечивающий непосредственный электрический контакт с землей на участке расположения соответствующей электроустановки, и сети заземления для электрической связи заземляемых частей электроустановки с заземлителем.
Заземлители бывают сложные, в виде контура с большим числом электрически соединенных электродов, введенных в грунт, и простые. К простым относят так называемые очаги заземления из одного или нескольких электродов, сосредоточенных в одном месте, и линейные заземлители в виде нескольких электрически соединенных электродов, расположенных в ряд, или стальной шины, уложенной в грунте. Сеть- заземления состоит из магистралей, непосредственно отходящих от заземлителя, и ответвлений, соединяющих заземляемые части электроустановки с магистралью.
Заземляющие устройства разделяют на рабочие, защитные и грозозащитные.
Рабочее заземляющее устройство служит для соединения нейтралей генераторов и трансформаторов с землей. Изоляцию электрооборудования выбирают по фазному напряжению по отношению к земле, поэтому стоимость электроустановок, особенно напряжением выше 110 кВ, значительно уменьшается. Кроме того, обеспечивается четкое действие релейной защиты и быстрое отключение повреждений.
Защитное заземляющее устройство служит для соединения с землей всех металлических частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, но которые могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции. К таким частям относят корпуса электрических аппаратов, конструкции, на которых эти аппараты устанавливают, защитные ограждения, а также вторичные цепи измерительных трансформаторов, которые могут оказаться под высоким напряжением при нарушении изоляции между первичной и вторичной обмотками. Защитное заземляющее устройство предназначено для повышения безопасности при эксплуатации электроустановок, т. е. уменьшения вероятности поражения людей и животных электрическим током.
Грозозащитное заземляющее устройство служит для заземления молниеотводов, защитных тросов и разрядников и предназначено для отвода атмосферных индуктированных перенапряжений и прямых ударов молнии в грунт.
Указанные заземляющие устройства в пределах электроустановки объединяются в общую систему заземления, благодаря чему уменьшаются результирующее сопротивление заземления и общие затраты на заземляющие устройства. Однако грозозащитные заземляющие устройства молниеотводов, тросов и разрядников, находящиеся за пределами электростанции или подстанции, выполняют обычно обособленными от указанной общей системы заземления во избежание выноса на эту систему высоких потенциалов.
При описании конструкций заземляющих устройств и физических явлений, происходящих в них, в процессе эксплуатации электроустановок применяют следующие термины:
земля — место (точка) грунта, потенциал которого равен нулю;
заземлитель — металлический проводник (или группа проводников), помещенный в грунт или на дно водоема;
заземляющие проводники и полосы — металлические проводники и полосы, служащие для соединения заземляемых частей электроустановки с заземлителем;
заземление — преднамеренно выполняемое соединение с землей;
замыкание на землю — случайное или аварийное соединение с землей;
сопротивление заземления — сопротивление грунта от заземлителя до земли;
напряжение прикосновения — разность потенциалов между двумя точками в системе заземления, к которым одновременно прикасается человек (обычно между точками прикосновения ногой и рукой);
напряжение шага — разность потенциалов между двумя точками в системе заземления, на которых могут оказаться ноги человека (по нормам шаг принимается равным 0,8 м);
контур заземления—устройство, содержащее металлические полосы, проложенные в грунте вокруг периметра объекта; обычно в контур входят введенные в грунт электроды, размещенные по периметру объекта, к которым привариваются металлические полосы;
зануление—металлическое соединение заземляемого объекта с заземленной нейтралью генератора или трансформатора в электроустановках напряжением до 1000 В;
повторное заземление — дополнительное заземление нулевого провода в установках напряжением до 1000 В, выполняемое возле приемников электроэнергии с целью обеспечения безопасности при обрыве нулевого провода;
защитное отключение — быстрое (не более чем через 0,2 с) автоматическое отключение электроустановки при нарушении изоляции во избежание поражения электрическим током людей или животных.
Для лучшего понимания требований, предъявляемых к заземляющим устройствам, и правильного подхода к их испытанию рассмотрим распределение токов в земле и потенциалов для двух заземлителей, каждый из которых выполнен в виде стержневого электрода, введенного в грунт.
Если к электродам 1 и 2 (рис. 132, а) приложить напряжение U, по цепи (электрод 1 — участок земли между электродами — электрод 2) будет проходить ток /3. При этом непосредственно у электродов линии тока 3 (рис. 132, б) располагаются гуще, чем вдали от них, следовательно, и плотность тока здесь будет больше. При достаточно большом расстоянии между электродами (более 50 м) распределение потенциалов в разных точках земли будет соответствовать кривой, показанной на рис. 132, в. На участке Б—В плотность тока в земле настолько мала, что падение напряжения на нем практически равно нулю, в связи с чем этот участок называют зоной нулевого потенциала, В все напряжение U распределится между участками А—Б |у электрода 1 и В—Г у электрода || Именно эти участки' оказывают сопротивление прохождению тока в земле. Частное от деления напряжения на участке между заземлителем и зоной нулевого потенциала на ток, проходящий через заземлитель, определяет сопротивление заземления. Таким образом, сопротивление заземления для первого электрода r\3=U\3/I3, а для второго.
Электробезопасность при устройстве защитного заземления обеспечивается благодаря тому, что при нарушении изоляции почти весь ток проходит в землю через заземлитель, поскольку сопротивление заземлителя во много раз меньше сопротивления человека, прикоснувшегося к корпусу электрического аппарата (или конструкции), к которому оказалось подведено напряжение вследствие нарушения изоляции.
Допустим, что произошел пробой изолятора 1, через который провод 2 подвешен к опоре 3 линии электропередачи (рис. 133), и опора 3 оказалась под напряжением. При отсутствии защитного заземления человек, прикоснувшийся к опоре (на рисунке справа), был бы поражен током, проходящим через него в землю. Однако опора 3 заземлена (соединена заземляющим проводом 4 с заземлителем 5), поэтому весь ток пройдет в землю через заземлитель. Кривая 6 показывает распределение потенциалов в зоне Я — Е (между точками нулевого потенциала по обе стороны от опоры 3). Падение напряжения на заземлителе равно Щ и при том же токе, проходящем через заземлитель 5, будет тем меньше, чем меньше сопротивление заземлителя. Человек может оказаться под действием только части этого напряжения. Если он прикоснется к опоре, это будет напряжение 'прикосновения, а если только подойдет к опоре (слева)—напряжение шага.
Если вблизи заземленного элемента находится протяженный проводник, например рельс, соединенный с зоной нулевого потенциала или заземленным элементом, то в первом случае к месту расположения заземленного элемента будет внесен нулевой потенциал, а во втором случае потенциал, под которым окажется заземленный элемент при нарушении изоляции, будет вынесен в зону нулевого потенциала. Внос и вынос потенциала недопустимы, поскольку человек может попасть под действие полного напряжения, равного падению напряжения на заземлителе.
Защитное действие зануления заключается в том, что при замыкании на металлический корпус токоведущей части какого-либо аппарата или машины по цепи фаза — нуль будет проходить ток короткого замыкания и поврежденный аппарат (или машина) отключится защитой от коротких замыканий. Следовательно, указанный корпус длительно находиться под напряжением не может. Однако сопротивление петли фаза — нуль должно быть достаточно мало, чтобы при нарушении изоляции в самом отдаленном от источника питания элемента сети ток, проходящий по этой петле, был больше тока срабатывания защиты от коротких замыканий.
Недопустимо одновременное применение защитного заземления и зануления, так как при нарушении изоляции на одном из элементов, связанных с защитным заземлением, онедлительное время окажется под полным потенциалом, равным падению напряжения на заземлителе, в результате чего работники, касающиеся зануленных корпусов других элементов, окажутся под действием этого напряжения.
Проектирование заземляющих устройств в общем случае ведут, исходя из максимально допустимых сопротивлений заземления, приводимых в Нормах. При этом обычно ограничиваются определением числа стержневых заземлителей по упрощенным формулам, а при устройстве заземляющих устройств используют естественные заземлители. В качестве естественных заземлителей служат закладные части оборудования, арматура фундаментов сооружений, металлические каркасы зданий, местные сети трубопроводов, металлические оболочки кабелей и т. п.
Однако для современных распределительных устройств и трансформаторных подстанций напряжением выше 1000 В с глухим заземлением нейтрали такой традиционный подход при проектировании приводит к значительным расходам металла и стоимости заземляющих устройств, превышающей в отдельных случаях 10% стоимости всей электроустановки. Поэтому в настоящее время заземляющие устройства распределительных устройств и трансформаторных подстанций напряжением выше 1000 В с глухим заземлением нейтрали проектируют по нормам на напряжение прикосновения с учетом длительности прохождения тока короткого замыкания на землю.

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 

 
  Разработано специально для texnlit.ru, все права защищены.
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.