Повторное заземление вл 10 кв. Заземление воздушных линий электропередачи. Для чего это нужно

Воздушная линия > Заземляющие устройства опор ВЛ

ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ОПОР ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ НАПРЯЖЕНИЕМ
0,38; 6; 10; 20 кВ
данный раздел подготовлен согласно типового проекта СЕРИЯ 3.407-150

Типовые конструкции настоящей серии разработаны с учётом требований Правил устройства электроустановок (ПУЭ) шестого издания как по конструктивному исполнению, так и в части учёта нормируемых сопротивлений растеканию заземлителей для грунтов с эквивалентным удельным сопротивлением до 100 .
В серию включены конструкции заземлителей, предназначенных для заземления опор, а также опор с установленным на них оборудованием на ВЛ 0,38, 6, 10, 20 кВ в соответствии с требованиями главы 1.7 и других глав ПУЭ.
Предусмотрены следующие конструкции заземлителей: вертикальные, горизонтальные (лучевые), вертикальные в сочетании с горизонтальными, замкнутые горизонтальные (контурные), контурные в сочетании с вертикальными и горизонтальными (лучевыми).
Конструктивное выполнение заземляющих и нулевых защитных проводников, проложенных на опорах ВЛ, принимаются в соответствии с действующими типовыми проектами и проектами повторного применения опор BЛ.

Конструкции данной серии должны применяться проектировщиками, монтажниками и эксплуатационниками при сооружений и реконструкции ВЛ 0,38, 6, 10 и 20 кВ.
В настоящей серии не рассматриваются заземлители в районах северной строительно - климатической зоны (подрайоны IА, IБ, IГ и IД по СИиП 2.01.01-82) и в районах распространения скальных грунтов.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО РАСЧЕТУ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ
Исходными данными при проектировании заземляющих устройств ВЛ являются параметры электрической структуры земли и требования по величинам сопротивления заземления.
Удельные сопротивления грунтов r и толщина слоёв грунта с различными значениями r могут быть получены непосредственно при измерениях по трассе проектируемой ВЛ или по данным замеров удельных сопротивлений аналогичных грунтов в районе трассы ВЛ, на площадках подстанций и т.д.
При отсутствии данных прямых измерений удельного сопротивления грунта проектировщикам следует пользоваться полученными от изыскателей геологическим разрезом грунта по трассе и обобщёнными значениями удельных сопротивлений различных грунтов, приведёнными в таблице.

Обобщенные значения удельных сопротивлений грунтов

В настоящее время разработаны достаточно надёжные инженерные методы определения электрической структуру земли, расчета сопротивлений заземлителей в однородной и двухслойной земле, а также способы приведения реальных многослойных электрических структур земли к расчётным двухслойным эквивалентным моделям. Разработанные методы позволяют определять целесообразные конструкции искусственных заземлителей для данной электрической структуры грунта обеспечивающие нормированную величину сопротивления заземлителей.

ВЫБОР СЕЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЗАЗЕМЛИТЕЛЯ
На основании исследований проведённых СИБНИИЭ установлено, что сопротивление растеканию практически не зависит от размеров и конфигурации поперечного сечения заземлителя. В то же время элементы заземлителя, имеющие круглое сечение, значительно долговечнее эквивалентных по сечению плоских проводников, ибо при одинаковой скорости коррозии остающееся сечение последних снижается значительно быстрее. В связи с этим для заземлителей ВЛ целесообразно применять только круглую сталь.

КОНСТРУКТИВНОЕ ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МОНТАЖУ
Заземлители ВЛ предусмотрены из круглой стали: горизонтальные диаметром 10 мм, вертикальные - 12мм, что вполне достаточно на расчетный срок службы в условиях слабой и средней коррозии.
В случае усиленной коррозии должны быть приняты меры, повышающие долговечность заземлителей.
В качестве вертикальных заземлителей могут быть использованы также угловая сталь и стальные трубы. При этом их размеры должны соответствовать требованиям ПУЭ.
Учитывая, что предельная глубина погружения вертикальных заземлитёлей (электродов) при существующих в настоящее время механизмах в достаточно мягким грунтах 20 м, в настоящей серии они предусмотрены длиной 3, 5, 10, 15 и 20м.
В грунтах с малыми удельными сопротивлениями (при до 10 Ом Ч м) предусматривается использование только нижнего заземляющего выпуска - стержневого электрода длиной порядка 2 м, поставляемого комплектно с железобетонной стойкой.
При монтаже заземлителей следует соблюдать требования строительных норм и правил и ГОСТ 12.1.030-81.
Для разработки траншей при прокладке горизонтальных заземлителей возможно применение экскаватора типа ЭТЦ -161 на базе трактора беларусь МТЗ-50. Они могут укладываться так же с помощью монтажного плуга. При этот следует учитывать необходимость рытья котлованов размером 80х80х60 см в местах погружения вертикальных заземлитёлей и последующего их присоединения с помощью сварки к горизонтальному заземлителю.
Вертикальные заземлители погружаются методом вибрирования или засверливания, а также, забивкой или закладкой в готовые скважины.
Погружение вертикальных электродов производится с тем расчетом, чтобы верх их был на 20см выше дна траншей.
Затем прокладываются горизонтальные заземлители. Производится отгиб концов вертикальных заземлителей в местах примыкания их к горизонтальному заземлителю по направлению оси траншеи.
Соединение заземлителей между содой следует выполнять сваркой в нахлёстку. При этом длина нахлёстки должна быть равна шести диаметрам заземлителя. Сварку следует выполнять по всему периметру нахлёстки. Узлы соединения заземлителей приведены в разделах ЭС37 и ЭС38 .
Для защиты от коррозии сборные стыки следует покрывать битумным лаком.
Засыпка траншей производится бульдозером на базе трактора Беларусь МТЗ-50.
В разделе ЭС42 приведены объёмы земляных работ в случае рытья траншей при механизированной и ручной копке.
При выполнении проекта ВЛ в частности заземлителей необходимо учитывать возможности мехколонны, которая будет строить данную линию с точки зрения оснащения еe механизмами.
После устройства заземлителей производятся контрольные замеры их сопротивления. В случае, если сопротивление превышает нормируемое значение, добавляются вертикальные заземлители для получения требуемой величины сопротивления.

ПРИСОЕДИНЕНИЕ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ К ОПОРАМ
Присоединение заземлителей к специальным заземляющим выпускам (деталям) железобетонных стоек опор и заземляющим спускам деревянных опор может быть кок сварным, так и болтовым. Контактные соединения должны соответствовать классу 2 по ГОСТ 10434-82 .
В месте присоединения заземлителей к заземляющим спускам на деревянных опорах ВЛ 0,38 кВ предусматриваются дополнительные отрезки из круглой стали диаметром 10 мм, а заземляющие спуски на деревянных опорах ВЛ 6, 10 и 20 кВ выполняемые из круглой стали диаметром не менее 10 мм, присоединяются непосредственно к заземлителю.
Наличие болтового соединения заземляющего спуска с заземлителем обеспечивает возможность осуществления контроля заземляющих устройств опор ВЛ без подъема на опору и отключения линии.
При наличии приборов для контроля заземлителей соединение заземляющего спуска с заземлителем может выполняться неразъёмным.
Контроль и измерения заземлителей должны проводиться в соответствии с "Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей".

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ
В связи с тем, что инженерные методы расчёта заземлителей разработаны для двухслойной структуры грунта, расчётная многослойная электрическая структура грунта приводится к эквивалентной двухслойной структуре. Метод приведения зависит от характера изменения удельных сопротивлений слоев расчётной структуры по глубине и глубины заложения заземлителя.
В однородном грунте и в грунте с убывающим по глубине удельным сопротивлением (порядка в 3 и более раза) наиболее целесообразными являются вертикальные заземлители.
Если нижележащие слои грунта имеют значительно более высокие значения удельных сопротивлений, чем верхние, или когда погружение вертикальных заземлителей затруднено или невозможно из-за плотности грунтов, в качестве искусственных заземлителей рекомендуется применять горизонтальные (лучевые) заземлители.
Если вертикальные заземлители не обеспечивают нормированных значений сопротивления, то дополнительно к вертикальным прокладываются горизонтальные, т. е. применяются комбинированные заземлители.
По эквивалентной двухслойной структуре и предварительно выбранной конструкции заземлителя определяется .
Для найденного и для нормированного сопротивления заземляющего устройства по ПУЭ подбирается соответствующий тип заземлителя данной серии.
Ниже приведена таблица подбора чертежей заземлителей.
Расчёты заземлителей выполнены на ЭВМ по программе, разработанной Западно - Сибирским отделением института "Сельэнергопроект".

Внимание: согласно ПУЭ 7-е изд. заземляющие проводники для повторных заземлений PEN -проводника должны иметь размеры не менее приведенных в табл. 1.7.4.

Информация об исключении: И-1-88

Действие завершено 01.01.1988

Титульный лист

Перечень чертежей

Пояснительная записка

Деревянные опоры ВЛ 0,4 кВ. Заземление крюков и поворотное заземление нулевого провода

Деревянные опоры ВЛ 35 кВ. Заземление троса на промежуточной и анкерных опорах

Деревянные опоры ВЛ 6 - 10 кВ. Устройство защитных промежутков на опорах при пересечении с ВЛ или с линиями связи

Деревянные опоры ВЛ 20 кВ. Устройство защитных промежутков на опорах при пересечении с ВЛ или с линиями связи

Деревянные опоры ВЛ 35 кВ. Устройство защитных промежутков на опорах при пересечении с ВЛ или с линиями связи

Деревянные опоры ВЛ 6 - 10 кВ. Заземление трубчатых разрядников РТ-6 и РТ-10 на анкерной и промежуточных опорах

Деревянные опоры ВЛ 6 - 10 кВ. Заземление трубчатых разрядников РТ-6 и РТ-10 (переходные) на анкерной повышенной опоре

Деревянные опоры ВЛ 6 - 10 кВ. Заземление кабельной муфты и трубчатых разрядников на концевой опоре

Деревянные опоры ВЛ 20 кВ (переходные). Заземление трубчатых разрядников РТ-20 на промежуточной повышенной опоре

Деревянные опоры ВЛ 20 кВ (переходные). Заземление трубчатых разрядников РТ-20 на анкерной повышенной опоре

Деревянные опоры ВЛ 35 кВ. Заземление трубчатых разрядников РТ-35 на анкерной опоре

Железобетонные опоры ВЛ 0,4 кВ. Заземление промежуточной ОП-0,4 и промежуточной перекрестной ПК-0,4 опор

Железобетонные опоры ВЛ 0,4 кВ. Заземление промежуточной переходной опоры ПП-0,4

Железобетонные опоры ВЛ 0,4 кВ. Заземление угловых анкерных опор УА-I-0,4 и УА-II-0,4

Железобетонные опоры ВЛ 0,4 кВ. Заземление концевой К-0.4 и анкерной А-0,4 опор

Железобетонные опоры ВЛ 0,4 кВ. Заземление ответвительной анкерной опоры ОА-0,4

Железобетонные опоры ВЛ 0.4 кВ. Заземление ответвительной переходной опоры ОП-0,4

Железобетонные опоры ВЛ 0,4 кВ. Заземление вводных ящиков на промежуточной и концевой опорах для подключения электродвигателей мобильных машин

Железобетонные опоры ВЛ 0,4 кВ. Заземление ящика с АП50-Т для секционирования магистрали на анкерной опоре

Железобетонные опоры ВЛ 0,4 кВ. Заземление кабельной муфты 4 км, разрядников РВН-0,5, светильника СПО-200 на концевой опоре

Железобетонные опоры ВЛ 6 - 10 и 20 кВ. Заземление промежуточных опор для ненаселенной и населенной местности П10-1Б; П20-1Б; П10-2Б; П20-2Б

Железобетонные опоры ВЛ 6 - 10 и 20 кВ. Заземление угловых промежуточных опор для ненаселенной и населенной местности УП10-1Б; УП20-1Б

Железобетонные опоры ВЛ 6 - 10 и 20 кВ. Заземление концевых опор для ненаселенной и населенной местности К10-1Б; К10-2Б; К20-1Б

Железобетонные опоры ВЛ 6 - 10 и 20 кВ. Заземление ответвительных промежуточных опор для ненаселенной местности ОП10-1Б; ОП20-1Б; ОП10-2Б; ОП20-2Б

Железобетонные опоры ВЛ 6 - 10 и 20 кВ. Заземление ответвительных опор для ненаселенной местности ОП10-1Б; ОП10-2Б и 020-1Б

Железобетонные опоры ВЛ 6 - 10 и 20 кВ. Заземление ответвительных угловых промежуточных опор для ненаселенной местности ОУП10-1Б; ОУП20-1Б

Железобетонные опоры ВЛ 6 - 10 и 20 кВ. Заземление кабельной муфты КМА(КМЧ) и разрядников РТ-6; РТ-10 на концевой опоре

Железобетонные опоры ВЛ 6 - 10 и 20 кВ. Заземление концевых опор ВЛ 6 - 10 и 20 кВ с разъединителями для населенной и ненаселенной местности КР10-1Б; КР10-2Б; КР10-3Б; КР20-1Б

Железобетонные опоры ВЛ 35 кВ. Заземление промежуточных опор для ненаселенной и населенной местности П35-1Б и П35-2Б

Железобетонные опоры ВЛ 35 кВ. Заземление промежуточных опор с тросом для ненаселенной и населенной местности ПТ35-1Б и ПТ35-2Б

Железобетонные опоры ВЛ 35 кВ. Заземление угловых анкерных опор для ненаселенной и населенной местности УА35-16; УА35-26

Железобетонные опоры ВЛ 35 кВ. Заземление угловой промежуточной опоры для ненаселенной местности УП35-1Б

Железобетонные опоры ВЛ 35 кВ. Заземление концевых и анкерных опор для ненаселенной и населенной местности К35-1Б; К35-2Б; А35-1Б; А35-2Б

Железобетонные опоры ВЛ 35 кВ. Заземление угловой промежуточной, концевой и анкерной опор с тросом для ненаселенной и населенной местности УПТ35-1Б; КТ35-1Б; КТ35-2Б; АТ35-1Б; АТ35-2Б

Железобетонные опоры ВЛ 35 кВ. Заземление угловых анкерных опор с тросом для ненаселенной и населенной местности УАТ35-1Б; УАТ35-2Б

Железобетонные опоры ВЛ 10; 20; 35 кВ. Заземление переходной промежуточной опоры ПП35-Б; ПП20-Б; ПП10-Б

Железобетонные опоры ВЛ 35 кВ. Заземление промежуточной переходной опоры с тросом ППТ35-Б

Железобетонные опоры ВЛ 10; 20; 35 кВ. Заземление угловой анкерной переходной опоры УАП35-Б; УАП20-Б; УАП10-Б

Железобетонные опоры ВЛ 135 кВ. Заземление угловой анкерной переходной опоры УАПТ35-Б

Железобетонные опоры ВЛ 10; 20; 35 кВ. Заземление концевой переходной опоры КП35-Б; КП20-Б; КП10-Б

Железобетонные опоры ВЛ 35 кВ. Заземление концевой переходной опоры с тросом КПТ35-Б

Разъединительный пункт 20 кВ с автоматическим секционирующим отделителем на железобетонной опоре. Заземление

Примеры выполнения повторного заземления нулевого провода, крюков и штырей на железобетонной и деревянной опорах

Эскизы заземлителей для R = <10 ом

Эскизы заземлителей для R = <15 ом; R = < 20 ом

Эскизы заземлителей для R = < 30 ом

Формулы для определения сопротивления растеканию тока различных заземлителей

Исходные данные для расчета заземлителей

Железобетонные и деревянные опоры. Заземление опор. Выбор зажимов

Деревянные опоры ВЛ 0,4 кВ. Заземление крюков и поворотное заземление нулевого провода. Узлы. Детали

Узлы и детали

Примеры устройства заземлителей. Узлы

Этот документ находится в:

Организации:

15.06.1971	Утвержден		245
	Разработан

Титульный лист
Перечень чертежей
Пояснительная записка
Деревянные опоры ВЛ 0,4 кВ. Заземление крюков и поворотное заземление нулевого провода
Деревянные опоры ВЛ 35 кВ. Заземление троса на промежуточной и анкерных опорах
Деревянные опоры ВЛ 6 - 10 кВ. Устройство защитных промежутков на опорах при пересечении с ВЛ или с линиями связи
Деревянные опоры ВЛ 20 кВ. Устройство защитных промежутков на опорах при пересечении с ВЛ или с линиями связи
Деревянные опоры ВЛ 35 кВ. Устройство защитных промежутков на опорах при пересечении с ВЛ или с линиями связи
Деревянные опоры ВЛ 6 - 10 кВ. Заземление трубчатых разрядников РТ-6 и РТ-10 на анкерной и промежуточных опорах
Деревянные опоры ВЛ 6 - 10 кВ. Заземление трубчатых разрядников РТ-6 и РТ-10 (переходные) на анкерной повышенной опоре
Деревянные опоры ВЛ 6 - 10 кВ. Заземление кабельной муфты и трубчатых разрядников на концевой опоре
Деревянные опоры ВЛ 20 кВ (переходные). Заземление трубчатых разрядников РТ-20 на промежуточной повышенной опоре
Деревянные опоры ВЛ 20 кВ (переходные). Заземление трубчатых разрядников РТ-20 на анкерной повышенной опоре
Деревянные опоры ВЛ 35 кВ. Заземление трубчатых разрядников РТ-35 на анкерной опоре
Железобетонные опоры ВЛ 0,4 кВ. Заземление промежуточной ОП-0,4 и промежуточной перекрестной ПК-0,4 опор
Железобетонные опоры ВЛ 0,4 кВ. Заземление промежуточной переходной опоры ПП-0,4
Железобетонные опоры ВЛ 0,4 кВ. Заземление угловых анкерных опор УА-I-0,4 и УА-II-0,4
Железобетонные опоры ВЛ 0,4 кВ. Заземление концевой К-0.4 и анкерной А-0,4 опор
Железобетонные опоры ВЛ 0,4 кВ. Заземление ответвительной анкерной опоры ОА-0,4
Железобетонные опоры ВЛ 0.4 кВ. Заземление ответвительной переходной опоры ОП-0,4
Железобетонные опоры ВЛ 0,4 кВ. Заземление вводных ящиков на промежуточной и концевой опорах для подключения электродвигателей мобильных машин
Железобетонные опоры ВЛ 0,4 кВ. Заземление ящика с АП50-Т для секционирования магистрали на анкерной опоре
Железобетонные опоры ВЛ 0,4 кВ. Заземление кабельной муфты 4 км, разрядников РВН-0,5, светильника СПО-200 на концевой опоре
Железобетонные опоры ВЛ 6 - 10 и 20 кВ. Заземление промежуточных опор для ненаселенной и населенной местности П10-1Б; П20-1Б; П10-2Б; П20-2Б
Железобетонные опоры ВЛ 6 - 10 и 20 кВ. Заземление угловых промежуточных опор для ненаселенной и населенной местности УП10-1Б; УП20-1Б
Железобетонные опоры ВЛ 6 - 10 и 20 кВ. Заземление концевых опор для ненаселенной и населенной местности К10-1Б; К10-2Б; К20-1Б
Железобетонные опоры ВЛ 6 - 10 и 20 кВ. Заземление ответвительных промежуточных опор для ненаселенной местности ОП10-1Б; ОП20-1Б; ОП10-2Б; ОП20-2Б
Железобетонные опоры ВЛ 6 - 10 и 20 кВ. Заземление ответвительных опор для ненаселенной местности ОП10-1Б; ОП10-2Б и 020-1Б
Железобетонные опоры ВЛ 6 - 10 и 20 кВ. Заземление ответвительных угловых промежуточных опор для ненаселенной местности ОУП10-1Б; ОУП20-1Б
Железобетонные опоры ВЛ 6 - 10 и 20 кВ. Заземление кабельной муфты КМА(КМЧ) и разрядников РТ-6; РТ-10 на концевой опоре
Железобетонные опоры ВЛ 6 - 10 и 20 кВ. Заземление концевых опор ВЛ 6 - 10 и 20 кВ с разъединителями для населенной и ненаселенной местности КР10-1Б; КР10-2Б; КР10-3Б; КР20-1Б
Железобетонные опоры ВЛ 35 кВ. Заземление промежуточных опор для ненаселенной и населенной местности П35-1Б и П35-2Б
Железобетонные опоры ВЛ 35 кВ. Заземление промежуточных опор с тросом для ненаселенной и населенной местности ПТ35-1Б и ПТ35-2Б
Железобетонные опоры ВЛ 35 кВ. Заземление угловых анкерных опор для ненаселенной и населенной местности УА35-16; УА35-26
Железобетонные опоры ВЛ 35 кВ. Заземление угловой промежуточной опоры для ненаселенной местности УП35-1Б
Железобетонные опоры ВЛ 35 кВ. Заземление концевых и анкерных опор для ненаселенной и населенной местности К35-1Б; К35-2Б; А35-1Б; А35-2Б
Железобетонные опоры ВЛ 35 кВ. Заземление угловой промежуточной, концевой и анкерной опор с тросом для ненаселенной и населенной местности УПТ35-1Б; КТ35-1Б; КТ35-2Б; АТ35-1Б; АТ35-2Б
Железобетонные опоры ВЛ 35 кВ. Заземление угловых анкерных опор с тросом для ненаселенной и населенной местности УАТ35-1Б; УАТ35-2Б
Железобетонные опоры ВЛ 10; 20; 35 кВ. Заземление переходной промежуточной опоры ПП35-Б; ПП20-Б; ПП10-Б
Железобетонные опоры ВЛ 35 кВ. Заземление промежуточной переходной опоры с тросом ППТ35-Б
Железобетонные опоры ВЛ 10; 20; 35 кВ. Заземление угловой анкерной переходной опоры УАП35-Б; УАП20-Б; УАП10-Б
Железобетонные опоры ВЛ 135 кВ. Заземление угловой анкерной переходной опоры УАПТ35-Б
Железобетонные опоры ВЛ 10; 20; 35 кВ. Заземление концевой переходной опоры КП35-Б; КП20-Б; КП10-Б
Железобетонные опоры ВЛ 35 кВ. Заземление концевой переходной опоры с тросом КПТ35-Б
Разъединительный пункт 20 кВ с автоматическим секционирующим отделителем на железобетонной опоре. Заземление
Примеры выполнения повторного заземления нулевого провода, крюков и штырей на железобетонной и деревянной опорах
Эскизы заземлителей для R = <10 ом
Эскизы заземлителей для R = <15 ом; R = < 20 ом
Эскизы заземлителей для R = < 30 ом
Формулы для определения сопротивления растеканию тока различных заземлителей
Исходные данные для расчета заземлителей
Железобетонные и деревянные опоры. Заземление опор. Выбор зажимов
Деревянные опоры ВЛ 0,4 кВ. Заземление крюков и поворотное заземление нулевого провода. Узлы. Детали
Узлы и детали
Примеры устройства заземлителей. Узлы

Представить себе современную цивилизацию без электричества невозможно. Огромная часть углеводородов используется для генерации именно электроэнергии.

Однако электричество невозможно перевозить, как нефть или уголь. Для его транспортировки используют линии электропередачи (ЛЭП), обеспечивающие трафик электроэнергии большой мощности на необходимые расстояния. Приведение же параметров переданной по ним энергии к стандартам, свойственным ее потребителям, подразумевает использование трансформаторных подстанций, которые обеспечивают необходимое напряжение в сети. Таким образом, осуществляется питание всех электроустановок, начиная от лампочки в комнате и заканчивая промышленным оборудованием.

Для предотвращения травматизма обслуживающего персонала и тем более летальных исходов, учитывая высокий вольтаж, применяются заземляющие устройства воздушных линий и подстанций. Данная публикация ставит перед собой задачу разобраться в причинах их необходимости, а также конструкциях этих приспособлений.

Для чего нужно заземлять ЛЭП и подстанции

По большому счету, воздушная линия (ВЛ) представляет собой ряд столбов (опор), подвергающемуся воздействию природных факторов, таких как перепады температур, атмосферные осадки, прямое воздействие солнечного ультрафиолета и прочих. Ввиду их влияния, могут изменяться свойства диэлектриков и происходить прямое касание токонесущих частей кабеля с опорой. Кроме прочего, нередки кратковременные скачки напряжения в линии со значительным превышением номинального (допустимого) значения, что может приводить к замыканию между кабелем и конструкционными элементами опоры.

При прикосновении к такому столбу человек может получить травму и даже умереть. Поэтому установка заземления на воздушной линии отнюдь не относится к разряду рекомендаций или прихотей органов контроля. Это продиктовано правилами устройства электроустановок (ПУЭ) как основным нормативным документом, регламентирующим требования к энергосистемам, в том числе ВЛ. Согласно этому документу, заземляющие устройства опор воздушных линий обязательны.

Особняком стоит вопрос молниезащиты конструкций. Опоры могут быть выполнены из дерева, железобетона или стали. Для стоящих в чистом поле опор, порой, имеющих весьма значительную высоту, попадание молнии отнюдь не редкое явление. Если для стали или железобетона, имеющих хорошую электропроводность и неспособных к горению, это не принесет серьезных повреждений, то для деревянной конструкции чревато разрушением или воспламенением. Учитывая колоссальное напряжение разряда молнии, возможно разрушение диэлектриков, ограждающих конструкционные элементы от токонесущих частей ВЛ, что, в свою очередь, приводит к аварии.

Все это в равной степени относится и к подстанциям. До сих пор некоторые из них представляют собой большой трансформатор посреди поля, питающий ферму, например. Трансформаторные установки подвержены всем негативным воздействиям, что и ВЛ. Даже если это не так, они должны соответствовать требованиям ПУЭ.

Оборудованная же устройством заземления мачта или подстанция ведет себя иначе. Весь заряд, попавший на опору, стечет на землю, учитывая низкое ее сопротивление и огромную емкость. Это значит, что конструкция не будет находиться под напряжением и будет безопасна для жизни и здоровья людей.

Основные требования

Согласно требованиям ПУЭ, практически каждая опора должна иметь заземляющее устройство. Оно необходимо для предотвращения перенапряжения атмосферного характера (молния), защиты электрооборудования, размещенного на мачте, а также реализации повторного заземления. Его сопротивление при этом не должно превышать 30 Ом. Причем громоотводы и подобные устройства, должны соединяться с заземлителем отдельным проводником. Кроме прочего, обязательному заземлению подлежат растяжки, устанавливаемые для устойчивости опоры, если они присутствуют в ее конструкции. Все межсоединения, провода снижения и заземлителя, например, предпочтительно выполнять сваркой, а, за неимением возможности, скручиваться болтами . Все части заземляющего устройства должны быть выполнены из стали диаметром не менее 6 мм. Сам проводник и места стыковок должны иметь антикоррозийное покрытие. Обычно это стальная оцинкованная проволока соответствующего диаметра.

Железобетонные столбы

Устройство заземления ВЛ зависит от материала опор. В случае железобетонной конструкции все выступающие сверху и снизу элементы арматуры должны быть присоединены к PEN-проводнику (нулевая шина), который впоследствии играет роль заземления. К нему же следует присоединить крюки, кронштейны и другие металлоконструкции, находящиеся на опоре. Все это в равной степени относится и к металлическим мачтам ВЛ.

Деревянные столбы

С деревянными опорами ВЛ дело обстоит несколько иначе. Ввиду диэлектрических свойств древесины, каждая из мачт не нуждается в отдельном устройстве заземления. Оно устанавливается лишь при наличии на мачте молниеотвода или повторного заземления. Кроме того, металлическая оболочка кабеля соединяется с PEN-шиной линии в местах перехода ВЛ в кабельную линию.

Малоэтажная застройка

Все виды опор должны быть оборудованы устройствами заземления, если речь идет о населенных пунктах с малоэтажной застройкой (1 или 2 этажа).

Расстояние между такими мачтами зависит от среднегодового значения часов, в которые случается гроза. Если эта величина не превышает 40, то промежутки между опорами с громоотводами должны составлять менее 200 м. В противном случае это расстояние сокращается до 100 м. Кроме того, обязательному заземлению подлежат опоры, представляющие ветвление от ВЛ к объектам с потенциально массовым скоплением людей, клубы или дома культуры, например.

Установка заземлителей

Заземление ВЛ осуществляется вертикальными или горизонтальными заземлителями. В первом случае это стальные штыри, закопанные или забитые в землю, а во втором представляют собой полосы металла, расположенные параллельно земле под ее поверхностью. Последний вариант применяют для грунта с высоким удельным сопротивлением. После закапывания контура землю трамбуют для обеспечения лучшего ее контакта с металлом. Затем производится измерение сопротивления у заземления опор ВЛ. Оно является произведением значения, полученного прямым измерением, на коэффициент, зависящий от типа и размера заземлителя, а также климатической зоны (есть специальные таблицы).

Особенности подстанций

Все ранее описанное относится и к подстанциям, несмотря на то, что они находятся под крышей. Исключение составляет лишь то, что там довольно часто или постоянно находятся люди, а, следовательно, к их заземлению предъявляются особые требования.

В общем случае заземление подстанции состоит из следующих элементов:

внутренний контур;
внешний контур;
устройство молниезащиты объекта.

Внутренний контур заземления подстанции обеспечивает простое и надежное соединение с землей всех устройств, находящихся внутри подстанции. Для этого по периметру всех помещений объекта на высоте 40 см от пола дюбелями закрепляют стальную полосу. Контуры всех помещений, а также и их составные части соединяются сваркой или резьбовыми соединениями, если таковые предусмотрены. Все металлические части, непредназначенные для прохождения тока (корпуса приборов, ограждения, люки и подобное тому), соединяются с этой шиной. Подобные полосы оснащаются резьбовыми соединениями с шайбами увеличенной ширины и гайками типа «барашек». Это позволяет получить надежное переносное заземление. Нулевая шина силового трансформатора, учитывая схему с глухозаземленной нейтралью, соединяется с полученным контуром.

Внешний контур

Внешний контур заземления также является замкнутым. Он представляет собой горизонтальный заземлитель из стальной полосы, связывающий определенное количество вертикальных штырей. Глубина залегания этой конструкции должна быть не менее 70 см от поверхности, причем полоска ставится ребром.

Требуется расположение устройства по периметру здания не превышая расстояния 1 м от его стен или фундаментной плиты. Общее сопротивление контура не может превышать 40 Ом, если удельное сопротивление почвы менее 1 кОм*м в соответствии с ПУЭ.

Если подстанция имеет металлическую крышу, то ее заземляют, соединив с внешним контуром стальной проволокой диаметром 8 мм. Соединение производится с двух сторон объекта, диаметрально противоположных между собой. Требования ПУЭ предписывают защитить эту шину снижения на внешней стене здания от коррозии и механических повреждений.

Расчет заземляющего устройства подстанции выполняется для определения сопротивления распространения тока системы в землю.

Эта величина зависит от характеристик грунта, габаритов и конструкции заземляющего устройства и других факторов. Методика достаточно объемна и требует особого рассмотрения. Но стоит отметить, что чаще всего идут от противного. Имея требуемое сопротивление и определенный сортамент стали, например, определяют габариты заземлителя, количество горизонтальных электродов и глубину залегания в известном типе грунта.

Заземляющие устройства подстанций или ВЛ, равно как и заземление электростанции, играют исключительно важную роль в их эксплуатации. Кроме обеспечения нормальной работы этих объектов, они обеспечивают безопасность здоровья и жизни для людей, их обслуживающих.

ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ОПОР ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ НАПРЯЖЕНИЕМ

0,38; 6; 10; 20 кВ

данный раздел подготовлен согласно типового проекта СЕРИЯ 3.407-150

В серию включены конструкции заземлителей, предназначенных для заземления опор, а также опор с установленным на них оборудованием на ВЛ 0,38, 6, 10, 20 кВ в соответствии с требованиями главы 1.7 и других глав ПУЭ.

Предусмотрены следующие конструкции заземлителей: вертикальные, горизонтальные (лучевые), вертикальные в сочетании с горизонтальными, замкнутые горизонтальные (контурные), контурные в сочетании с вертикальными и горизонтальными (лучевыми).

Конструктивное выполнение заземляющих и нулевых защитных проводников, проложенных на опорах ВЛ, принимаются в соответствии с действующими типовыми проектами и проектами повторного применения опор BЛ.

Конструкции данной серии должны применяться проектировщиками, монтажниками и эксплуатационниками при сооружений и реконструкции ВЛ 0,38, 6, 10 и 20 кВ.

В настоящей серии не рассматриваются заземлители в районах северной строительно - климатической зоны (подрайоны IА, IБ, IГ и IД по СИиП 2.01.01-82) и в районах распространения скальных грунтов.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО РАСЧЕТУ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ

Исходными данными при проектировании заземляющих устройств ВЛ являются параметры электрической структуры земли и требования по величинам сопротивления заземления.

Удельные сопротивления грунтов r и толщина слоёв грунта с различными значениями r могут быть получены непосредственно при измерениях по трассе проектируемой ВЛ или по данным замеров удельных сопротивлений аналогичных грунтов в районе трассы ВЛ, на площадках подстанций и т.д.

При отсутствии данных прямых измерений удельного сопротивления грунта проектировщикам следует пользоваться полученными от изыскателей геологическим разрезом грунта по трассе и обобщёнными значениями удельных сопротивлений различных грунтов, приведёнными в таблице.

Обобщенные значения удельных сопротивлений грунтов

ВЫБОР СЕЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЗАЗЕМЛИТЕЛЯ

На основании исследований проведённых СИБНИИЭ установлено, что сопротивление растеканию практически не зависит от размеров и конфигурации поперечного сечения заземлителя. В то же время элементы заземлителя, имеющие круглое сечение, значительно долговечнее эквивалентных по сечению плоских проводников, ибо при одинаковой скорости коррозии остающееся сечение последних снижается значительно быстрее. В связи с этим для заземлителей ВЛ целесообразно применять только круглую сталь.

КОНСТРУКТИВНОЕ ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МОНТАЖУ

Заземлители ВЛ предусмотрены из круглой стали: горизонтальные диаметром 10 мм, вертикальные - 12мм, что вполне достаточно на расчетный срок службы в условиях слабой и средней коррозии.

В случае усиленной коррозии должны быть приняты меры, повышающие долговечность заземлителей.

В качестве вертикальных заземлителей могут быть использованы также угловая сталь и стальные трубы. При этом их размеры должны соответствовать требованиям ПУЭ.

Учитывая, что предельная глубина погружения вертикальных заземлитёлей (электродов) при существующих в настоящее время механизмах в достаточно мягким грунтах 20 м, в настоящей серии они предусмотрены длиной 3, 5, 10, 15 и 20м.

В грунтах с малыми удельными сопротивлениями (при до 10 ОмЧм) предусматривается использование только нижнего заземляющего выпуска - стержневого электрода длиной порядка 2 м, поставляемого комплектно с железобетонной стойкой.

При монтаже заземлителей следует соблюдать требования строительных норм и правил и ГОСТ 12.1.030-81.

Для разработки траншей при прокладке горизонтальных заземлителей возможно применение экскаватора типа ЭТЦ -161 на базе трактора беларусь МТЗ-50. Они могут укладываться так же с помощью монтажного плуга. При этот следует учитывать необходимость рытья котлованов размером 80х80х60 см в местах погружения вертикальных заземлитёлей и последующего их присоединения с помощью сварки к горизонтальному заземлителю.

Вертикальные заземлители погружаются методом вибрирования или засверливания, а также, забивкой или закладкой в готовые скважины.

Погружение вертикальных электродов производится с тем расчетом, чтобы верх их был на 20см выше дна траншей.

Затем прокладываются горизонтальные заземлители. Производится отгиб концов вертикальных заземлителей в местах примыкания их к горизонтальному заземлителю по направлению оси траншеи.

Соединение заземлителей между содой следует выполнять сваркой в нахлёстку. При этом длина нахлёстки должна быть равна шести диаметрам заземлителя. Сварку следует выполнять по всему периметру нахлёстки. Узлы соединения заземлителей приведены в разделах ЭС37 и ЭС38 .

Для защиты от коррозии сборные стыки следует покрывать битумным лаком.

Засыпка траншей производится бульдозером на базе трактора Беларусь МТЗ-50.

В разделе ЭС42 приведены объёмы земляных работ в случае рытья траншей при механизированной и ручной копке.

При выполнении проекта ВЛ в частности заземлителей необходимо учитывать возможности мехколонны, которая будет строить данную линию с точки зрения оснащения еe механизмами.

После устройства заземлителей производятся контрольные замеры их сопротивления. В случае, если сопротивление превышает нормируемое значение, добавляются вертикальные заземлители для получения требуемой величины сопротивления.

ПРИСОЕДИНЕНИЕ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ К ОПОРАМ

Присоединение заземлителей к специальным заземляющим выпускам (деталям) железобетонных стоек опор и заземляющим спускам деревянных опор может быть кок сварным, так и болтовым. Контактные соединения должны соответствовать классу 2 по ГОСТ 10434-82.

В месте присоединения заземлителей к заземляющим спускам на деревянных опорах ВЛ 0,38 кВ предусматриваются дополнительные отрезки из круглой стали диаметром 10 мм, а заземляющие спуски на деревянных опорах ВЛ 6, 10 и 20 кВ выполняемые из круглой стали диаметром не менее 10 мм, присоединяются непосредственно к заземлителю.

Наличие болтового соединения заземляющего спуска с заземлителем обеспечивает возможность осуществления контроля заземляющих устройств опор ВЛ без подъема на опору и отключения линии.

При наличии приборов для контроля заземлителей соединение заземляющего спуска с заземлителем может выполняться неразъёмным.

Контроль и измерения заземлителей должны проводиться в соответствии с "Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей".

В связи с тем, что инженерные методы расчёта заземлителей разработаны для двухслойной структуры грунта, расчётная многослойная электрическая структура грунта приводится к эквивалентной двухслойной структуре. Метод приведения зависит от характера изменения удельных сопротивлений слоев расчётной структуры по глубине и глубины заложения заземлителя.

В однородном грунте и в грунте с убывающим по глубине удельным сопротивлением (порядка в 3 и более раза) наиболее целесообразными являются вертикальные заземлители.

Если нижележащие слои грунта имеют значительно более высокие значения удельных сопротивлений, чем верхние, или когда погружение вертикальных заземлителей затруднено или невозможно из-за плотности грунтов, в качестве искусственных заземлителей рекомендуется применять горизонтальные (лучевые) заземлители.

Если вертикальные заземлители не обеспечивают нормированных значений сопротивления, то дополнительно к вертикальным прокладываются горизонтальные, т. е. применяются комбинированные заземлители.

По эквивалентной двухслойной структуре и предварительно выбранной конструкции заземлителя определяется .

Для найденного и для нормированного сопротивления заземляющего устройства по ПУЭ подбирается соответствующий тип заземлителя данной серии.

Ниже приведена таблица подбора чертежей заземлителей.

Расчёты заземлителей выполнены на ЭВМ по программе, разработанной Западно - Сибирским отделением института "Сельэнергопроект".

Внимание: согласно ПУЭ 7-е изд. заземляющие проводники для повторных заземлений PEN-проводника должны иметь размеры не менее приведенных в табл. 1.7.4.

Таблица 1.7.4. Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле

Таблица подбора чертежей заземлителей