Крепление спуска заземления к опоре

Обновлено: 04.05.2024

ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7

Глава 2.5. Воздушные линии электропередачи напряжением выше 1 кВ

Защита от перенапряжений, заземление

2.5.116. Воздушные линии 110-750 кВ с металлическими и железобетонными опорами должны быть защищены от прямых ударов молнии тросами по всей длине. ¶

Сооружение ВЛ 110-500 кВ или их участков без тросов допускается: ¶

1) в районах с числом грозовых часов в году менее 20 и в горных районах с плотностью разрядов на землю менее 1,5 на 1 км 2 в год; ¶

2) на участках ВЛ в районах с плохо проводящими грунтами (ρ≥10 3 Ом•м ); ¶

3) на участках трассы с расчетной толщиной стенки гололеда более 25 мм; ¶

4) для ВЛ с усиленной изоляцией провода относительно заземленных частей опоры при обеспечении расчетного числа грозовых отключений линии, соответствующего расчетному числу грозовых отключений ВЛ такого же напряжения с тросовой защитой. ¶

Число грозовых отключений линии для случаев, приведенных в пп.1-3, определенное расчетом с учетом опыта эксплуатации, не должно превышать без усиления изоляции трех в год для ВЛ 110-330 кВ и одного в год — для ВЛ 500 кВ. ¶

Воздушные линии 110-220 кВ, предназначенные для электроснабжения объектов добычи и транспорта нефти и газа, должны быть защищены от прямых ударов молнии тросами по всей длине (независимо от интенсивности грозовой деятельности и удельного эквивалентного сопротивления земли). ¶

2.5.117. Защита подходов ВЛ к подстанциям должна выполняться в соответствии с требованиями гл.4.2. ¶

2.5.118. Для ВЛ до 35 кВ применение грозозащитных тросов не требуется. ¶

На ВЛЗ 6-20 кВ рекомендуется устанавливать устройства защиты изоляции проводов при грозовых перекрытиях. ¶

Воздушные линии 110 кВ на деревянных опорах в районах с числом грозовых часов до 40, как правило, не должны защищаться тросами, а в районах с числом грозовых часов более 40 защита их тросами обязательна. ¶

На ВЛ 6-20 кВ на деревянных опорах по условиям молниезащиты применение металлических траверс не рекомендуется. ¶

2.5.119. Гирлянды изоляторов единичных металлических и железобетонных опор, а также крайних опор участков с такими опорами и другие места с ослабленной изоляцией на ВЛ с деревянными опорами должны защищаться защитными аппаратами, в качестве которых могут использоваться вентильные разрядники (РВ), ограничители перенапряжения нелинейные (ОПН), трубчатые разрядники (РТ) и искровые промежутки (ИП). Устанавливаемые ИП должны соответствовать требованиям, приведенным в гл.4.2. ¶

2.5.120. При выполнении защиты ВЛ от грозовых перенапряжений тросами необходимо руководствоваться следующим: ¶

1) одностоечные металлические и железобетонные опоры с одним тросом должны иметь угол защиты не более 30° , а опоры с двумя тросами — не более 20° ¶

2) на металлических опорах с горизонтальным расположением проводов и с двумя тросами угол защиты по отношению к внешним проводам для ВЛ 110-330 кВ должен быть не более 20°, для ВЛ 500 кВ — не более 25°, для ВЛ 750 кВ — не более 22°. В районах по гололеду IV и более и в районах с частой и интенсивной пляской проводов для ВЛ 110-330 кВ допускается угол защиты до 30°; ¶

3) на железобетонных и деревянных опорах портального типа допускается угол защиты по отношению к крайним проводам не более 30°; ¶

4) при защите ВЛ двумя тросами расстояние между ними на опоре должно быть не более 5-кратного расстояния по вертикали от тросов до проводов, а при высоте подвеса тросов на опоре более 30 м расстояние между тросами должно быть не более 5-кратного расстояния по вертикали между тросом и проводом на опоре, умноженного на коэффициент, равный ¶

где h — высота подвеса троса на опоре. ¶

2.5.121. Расстояния по вертикали между тросом и проводом ВЛ в середине пролета без учета отклонения их ветром по условиям защиты от грозовых перенапряжений должны быть не менее приведенных в табл.2.5.16 и не менее расстояния по вертикали между тросом и проводом на опоре. ¶

Таблица 2.5.16. Наименьшие расстояния между тросом и проводом в середине пролета. ¶

Длина пролета, м

При промежуточных значениях длин пролетов расстояния определяются интерполяцией. ¶

2.5.122. Крепление тросов на всех опорах ВЛ 220-750 кВ должно быть выполнено при помощи изоляторов, шунтированных ИП размером не менее 40 мм. ¶

На каждом анкерном участке длиной до 10 км тросы должны быть заземлены в одной точке путем устройства специальных перемычек на анкерной опоре. При большей длине анкерных пролетов количество точек заземления в пролете выбирается таким, чтобы при наибольшем значении продольной электродвижущей силы, наводимой в тросе при коротком замыкании (КЗ) на ВЛ, не происходил пробой ИП. ¶

Изолированное крепление троса рекомендуется выполнять стеклянными подвесными изоляторами. ¶

На подходах ВЛ 220-330 кВ к подстанциям на длине 1-3 км и на подходах ВЛ 500-750 кВ на длине 3-5 км, если тросы не используются для емкостного отбора, плавки гололеда или связи, их следует заземлять на каждой опоре (см. также 2.5.192). ¶

На ВЛ 150 кВ и ниже, если не предусмотрена плавка гололеда или организация каналов высокочастотной связи на тросе, изолированное крепление троса следует выполнять только на металлических и железобетонных анкерных опорах. ¶

На участках ВЛ с неизолированным креплением троса и током КЗ на землю, превышающим 15 кА, а также на подходах к подстанциям заземление троса должно быть выполнено с установкой перемычки, шунтирующей зажим. ¶

При использовании тросов для устройства каналов высокочастотной связи они изолируются от опор на всем протяжении каналов высокочастотной связи и заземляются на подстанциях и усилительных пунктах через высокочастотные заградители. ¶

Количество изоляторов в поддерживающем тросовом креплении должно быть не менее двух и определяться условиями обеспечения требуемой надежности каналов высокочастотной связи. Количество изоляторов в натяжном тросовом креплении следует принимать удвоенным по сравнению с количеством изоляторов в поддерживающем тросовом креплении. ¶

Изоляторы, на которых подвешен трос, должны быть шунтированы искровым промежутком. Размер ИП выбирается минимально возможным по следующим условиям: ¶

1) разрядное напряжение ИП должно быть ниже разрядного напряжения изолирующего тросового крепления не менее чем на 20%; ¶

2) ИП не должен перекрываться при однофазном КЗ на землю на других опорах; ¶

3) при перекрытиях ИП от грозовых разрядов должно происходить самопогасание дуги сопровождающего тока промышленной частоты. ¶

На ВЛ 500-750 кВ для улучшения условий самопогасания дуги сопровождающего тока промышленной частоты и снижения потерь электроэнергии рекомендуется применять скрещивание тросов. ¶

Если на тросах ВЛ предусмотрена плавка гололеда, то изолированное крепление тросов выполняется по всему участку плавки. В одной точке участка плавки тросы заземляются с помощью специальных перемычек. Тросовые изоляторы шунтируются ИП, которые должны быть минимальными, выдерживающими напряжение плавки и иметь разрядное напряжение меньше разрядного напряжения тросовой гирлянды. Размер ИП должен обеспечивать самопогасание дуги сопровождающего тока промышленной частоты при его перекрытии во время КЗ или грозовых разрядов. ¶

2.5.123. На ВЛ с деревянными опорами портального типа расстояние между фазами по дереву должно быть не менее: 3 м – для ВЛ 35 кВ; 4 м – для ВЛ 110 кВ; 4,8 м – для ВЛ 150 кВ; 5 м – для ВЛ 220 кВ. ¶

В отдельных случаях для ВЛ 110-220 кВ при наличии обоснований (небольшие токи КЗ, районы со слабой грозовой деятельностью и т.п.) допускается уменьшение указанных расстояний до значения, рекомендованного для ВЛ напряжением на одну ступень ниже. ¶

На одностоечных деревянных опорах допускаются следующие расстояния между фазами по дереву: 0,75 м – для ВЛ 3-20 кВ; 2,5 м – для ВЛ 35 кВ при условии соблюдения расстояний в пролете согласно 2.5.94. ¶

2.5.124. Кабельные вставки в ВЛ должны быть защищены по обоим концам кабеля от грозовых перенапряжений защитными аппаратами. Заземляющий зажим защитных аппаратов, металлические оболочки кабеля, корпус кабельной муфты должны быть соединены между собой по кратчайшему пути. Заземляющий зажим защитного аппарата должен быть соединен с заземлителем отдельным проводником. ¶

Не требуют защиты от грозовых перенапряжений: ¶

1) кабельные вставки 35-220 кВ длиной 1,5 км и более в ВЛ, защищенные тросами; ¶

2) кабельные вставки в ВЛ напряжением до 20 кВ, выполненные кабелями с пластмассовой изоляцией и оболочкой, длиной 2,5 км и более и кабелями других конструкций длиной 1,5 км и более. ¶

2.5.125. Для ВЛ, проходящих на высоте до 1000 м над уровнем моря, изоляционные расстояния по воздуху от проводов и арматуры, находящейся под напряжением, до заземленных частей опор должны быть не менее приведенных в табл.2.5.17. Допускается уменьшение изоляционных расстояний по грозовым перенапряжениям, указанных в табл.2.5.17, при условии снижения общего уровня грозо-упорности ВЛ не более чем на 20%. Для ВЛ 750 кВ, проходящих на высоте до 500 м над уровнем моря, расстояния, указанные в табл.2.5.17, могут быть уменьшены на 10% для промежутка «провод шлейфа — стойка анкерно-угловой опоры», «провод-оттяжка» и на 5% для остальных промежутков. Наименьшие изоляционные расстояния по внутренним перенапряжениям приведены для следующих значений расчетной кратности: 4,5 – для ВЛ 6-10 кВ; 3,5 – для ВЛ 20-35 кВ; 3,0 – для ВЛ 110-220 кВ; 2,7 – для ВЛ 330 кВ; 2,5 – для ВЛ 500 кВ и 2,1 – для ВЛ 750 кВ. ¶

Таблица 2.5.17. Наименьшее изоляционное расстояние по воздуху (в свету) от токоведущих до заземленных частей опоры. ¶

Наименьшее изоляционное расстояние, см, при напряжении ВЛ, кВ

Грозовые перенапряжения для изоляторов:

Обеспечение безопасного подъема на опору без отключения ВЛ

* В знаменателе — промежуток «провод шлейфа — стойка анкерно-угловой опоры», в числителе — все промежутки, кроме промежутка «провод — опора» для средней фазы, который должен быть не менее 480 см. ¶

При других, более низких значениях расчетной кратности внутренних перенапряжений допустимые изоляционные расстояния по ним пересчитываются пропорционально. ¶

Изоляционные расстояния по воздуху между токоведущими частями и деревянной опорой, не имеющей заземляющих спусков, допускается уменьшать на 10%, за исключением расстояний, выбираемых по условию безопасного подъема на опору. ¶

При прохождении ВЛ в горных районах наименьшие изоляционные расстояния по рабочему напряжению и по внутренним перенапряжениям должны быть увеличены по сравнению с приведенными в табл.2.5.17 на 1% на каждые 100 м выше 1000 м над уровнем моря. ¶

2.5.126. Наименьшие расстояния на опоре между проводами ВЛ в месте их пересечения между собой при транспозиции, ответвлениях, переходе с одного расположения проводов на другое должны быть не менее приведенных в табл.2.5.18. ¶

Таблица 2.5.18. Наименьшее расстояние между фазами на опоре. ¶

Наименьшее изоляционное расстояние, см, при напряжении ВЛ, кВ

Наибольшее рабочее напряжение

* При значениях расчетной кратности внутренних перенапряжений менее 2,1 допустимые изоляционные расстояния пересчитываются пропорционально. ¶

2.5.127. Дополнительные требования к защите от грозовых перенапряжений ВЛ при пересечении их между собой и при пересечении ими различных сооружений приведены в 2.5.229, 2.5.238, 2.5.267. ¶

2.5.128. На двухцепных ВЛ 110 кВ и выше, защищенных тросом, для снижения количества двухцепных грозовых перекрытий допускается усиление изоляции одной из цепей на 20-30% по сравнению с изоляцией другой цепи. ¶

2.5.129. На ВЛ должны быть заземлены: ¶

1) опоры, имеющие грозозащитный трос или другие устройства молниезащиты; ¶

2) железобетонные и металлические опоры ВЛ 3-35 кВ; ¶

3) опоры, на которых установлены силовые или измерительные трансформаторы, разъединители, предохранители и другие аппараты; ¶

4) металлические и железобетонные опоры ВЛ 110-500 кВ без тросов и других устройств молниезащиты, если это необходимо по условиям обеспечения работы релейной защиты и автоматики. ¶

Деревянные опоры и деревянные опоры с металлическими траверсами ВЛ без грозозащитных тросов или других устройств молниезащиты не заземляются. ¶

Сопротивления заземляющих устройств опор, приведенных в п.1, при их высоте до 50 м должны быть не более приведенных в табл.2.5.19; при высоте опор более 50 м — в 2 раза ниже по сравнению с приведенными в табл.2.5.19. На двухцепных и многоцепных опорах ВЛ, независимо от напряжения линии и высоты опор, рекомендуется снижать сопротивления заземляющих устройств в 2 раза по сравнению с приведенными в табл.2.5.19. ¶

Таблица 2.5.19. Наибольшее сопротивление заземляющих устройств опор ВЛ. ¶

Удельное эквивалентное сопротивление грунта ρ, Ом•м

Наибольшее сопротивление заземляющего устройства, Ом

Более 100 до 500

Более 500 до 1000

Более 1000 до 5000

Допускается превышение сопротивлений заземления части опор по сравнению с нормируемыми значениями, если имеются опоры с пониженными значениями сопротивлений заземления, а ожидаемое число грозовых отключений не превышает значений, получаемых при выполнении требований табл.2.5.19 для всех опор ВЛ. ¶

Для опор горных ВЛ, расположенных на высотах более 700 м над уровнем моря, указанные в табл.2.5.19 значения сопротивлений заземления могут быть увеличены в 2 раза. Сопротивления заземляющих устройств опор, указанных в п.2 для ВЛ 3-20 кВ, проходящих в населенной местности, а также всех ВЛ 35 кВ должны быть не более приведенных в табл.2.5.19: для ВЛ 3-20 кВ в ненаселенной местности в грунтах с удельным сопротивлением ρ до 100 Ом•м — не более 30 Ом, а в грунтах с ρ выше 100 Ом•м — не более 0,3 ρ Ом. ¶

Сопротивления заземляющих устройств опор ВЛ 110 кВ и выше, указанных в п.3, должны быть не более приведенных в табл.2.5.19, а для ВЛ 3-35 кВ не должны превышать 30 Ом. ¶

Сопротивления заземляющих устройств опор, указанных в п.4, определяются при проектировании ВЛ. ¶

Для ВЛ, защищенных тросами, сопротивления заземляющих устройств, выполненных по условиям молниезащиты, должны обеспечиваться при отсоединенном тросе, а по остальным условиям — при неотсоединенном тросе. ¶

Сопротивления заземляющих устройств опор ВЛ должны обеспечиваться и измеряться при токах промышленной частоты в период их наибольших значений в летнее время. Допускается производить измерение в другие периоды с корректировкой результатов путем введения сезонного коэффициента, однако не следует производить измерение в период, когда на значение сопротивления заземляющих устройств оказывает существенное влияние промерзание грунта. ¶

Место присоединения заземляющего устройства к железобетонной опоре должно быть доступно для выполнения измерений. ¶

2.5.130. Железобетонные фундаменты опор ВЛ 110 кВ и выше могут быть использованы в качестве естественных заземлителей (исключение 2.5.131 и 2.5.253) при осуществлении металлической связи между анкерными болтами и арматурой фундамента и отсутствии гидроизоляции железобетона полимерными материалами. ¶

Битумная обмазка на железобетонных опорах и фундаментах не влияет на их использование в качестве естественных заземлителей. ¶

2.5.131. При прохождении ВЛ 110 кВ и выше в местности с глинистыми, суглинистыми, супесчаными и тому подобными грунтами с удельным сопротивлением ρ≤1000 Ом·м следует использовать арматуру железобетонных фундаментов, опор и пасынков в качестве естественных заземлителей без дополнительной укладки или в сочетании с укладкой искусственных заземлителей. В грунтах с более высоким удельным сопротивлением естественная проводимость железобетонных фундаментов не должна учитываться, а требуемое значение сопротивления заземляющего устройства должно обеспечиваться только применением искусственных заземлителей. ¶

Требуемые сопротивления заземляющих устройств опор ВЛ 35 кВ должны обеспечиваться применением искусственных заземлителей, а естественная проводимость фундаментов, подземных частей опор и пасынков (приставок) при расчетах не должна учитываться. ¶

2.5.132. Для заземления железобетонных опор в качестве заземляющих проводников следует использовать те элементы напряженной и ненапряженной продольной арматуры стоек, металлические элементы которых соединены между собой и могут быть присоединены к заземлителю. ¶

В качестве заземляющего проводника вне стойки или внутри может быть проложен при необходимости специальный проводник. Элементы арматуры, используемые для заземления, должны удовлетворять термической стойкости при протекании токов КЗ. За время КЗ стержни должны нагреваться не более чем на 60 °C. ¶

Оттяжки железобетонных опор должны использоваться в качестве заземляющих проводников дополнительно к арматуре. ¶

Тросы, заземляемые согласно 2.5.122, и детали крепления гирлянд изоляторов к траверсе железобетонных опор должны быть металлически соединены с заземляющим спуском или заземленной арматурой. ¶

2.5.133. Сечение каждого из заземляющих спусков на опоре ВЛ должно быть не менее 35 мм 2 , а для однопроволочных спусков диаметр должен быть не менее 10 мм (сечение 78,5 мм 2 ). Количество спусков должно быть не менее двух. ¶

Для районов со среднегодовой относительной влажностью воздуха 60% и более, а также при средне- и сильноагрессивных степенях воздействия среды заземляющие спуски у места их входа в грунт должны быть защищены от коррозии в соответствии с требованиями строительных норм и правил. ¶

В случае опасности коррозии заземлителей следует увеличивать их сечение или применять оцинкованные заземлители. ¶

На ВЛ с деревянными опорами рекомендуется болтовое соединение заземляющих спусков; на металлических и железобетонных опорах соединение заземляющих спусков может быть выполнено как болтовым, так и сварным. ¶

2.5.134. Заземлители опор ВЛ, как правило, должны находиться на глубине не менее 0,5 м, а в пахотной земле — 1 м. В случае установки опор в скальных грунтах допускается прокладка лучевых заземлителей непосредственно под разборным слоем над скальными породами при толщине слоя не менее 0,1 м. При меньшей толщине этого слоя или его отсутствии рекомендуется прокладка заземлителей по поверхности скалы с заливкой их цементным раствором. ¶

Заземление опор на линиях электропередач

Также, как и в других элементах электрической цепи системы на воздушных линиях электропередачи могут возникать повреждения с нарушением рабочей изоляции. Обрыв провода, перекрытие или пробой изоляторов и т. п. причины могут вызвать протекание тока через поврежденную опору, а в некоторых случаях и через соседние с ней. Данный процесс сопровождается появлением потенциала на опоре, а, следовательно, и напряжений прикосновения и шаговых напряжений. Для защиты людей, находящихся вблизи с поврежденной опорой, опоры присоединяются к специальным заземляющим устройствам для уменьшения сопротивления растеканию тока в земле. На деревянных опорах потенциал практически не может появиться, поэтому для них даже при наличии металлических траверс защитное заземление не выполняется. Защитное заземление на опорах ВЛ напряжением выше 330 кВ также не выполняется в силу наличия быстродействующих защит и существенного усложнения заземляющего устройства для обеспечения безопасных величин напряжения прикосновения и шага.

Кроме того, заземление опор выполняется при наличии средств молниезащиты. Главным средством молниезащиты на ВЛ является подвеска грозозащитного троса. Заземляющее устройство предназначается для отвода в землю импульсных токов, возникающих в результате прямого удара молнии в опоры или грозозащитные тросы, а также для снижения напряжения на изоляции линии при этом. Так же к заземляющему устройству подключаются защитные искровые промежутки, трубчатые и вентильные разрядники, ограничители перенапряжений, длинно-искровые и мультикамерные разрядники и т.д.

Также, заземляются металлические и железобетонные опоры ВЛ 110-500 кВ без средств молниезащиты, если это необходимо по условиям обеспечения работы релейной защиты и автоматики.

В качестве заземляющих спусков на ВЛ используют конструкции металлических опор или продольную арматуру железобетонных опор. По деревянным и ж/б опорам при отсутствии специальных выпусков арматуры заземляющие спуски прокладывают круглой сталью диаметром не менее 10 мм или многожильным проводом сечением не менее 35 мм 2 . Количество спусков должно быть не менее двух. Один конец заземляющего спуска присоединяют к заземлителю, а второй к заземляемому элементу. На металлических опорах заземляемые элементы присоединяют к опоре, а ствол опоры внизу соединяют с заземлителем.

Рисунок 2 — Подключение заземляемых элементов к заземлителю на металлических опорах

Правила устройства электроустановок регламентируют наибольшее сопротивление заземляющего устройства опор в зависимости от удельного сопротивления грунта, высоты опор, количества цепей ВЛ, числа грозовых отключений, высоты расположения ВЛ над уровнем моря, типа местности (населенная/ненаселенная) по которой проходит ВЛ. Значения сопротивления должны обеспечиваться в летнее время, т.е. без учёта промерзания грунта.

Для опор ВЛ напряжением до 35 кВ сопротивление заземляющего устройства должно обеспечиваться только за счёт искусственных заземлителей. Для опор ВЛ 110 кВ в грунтах с удельным сопротивлением до 1000 Ом∙м в качестве естественных заземлителей могут быть использованы железобетонные фундаменты опор (сборные, монолитные, сваи, набивные). При этом фундаменты не должны иметь гидроизоляции полимерными материалами и необходимо обеспечить металлическую связь между анкерными болтами и арматурой фундамента.

Искусственные заземлители опор представляют собой металлические проводники, которые находятся в непосредственном соприкосновении с землей. Конструктивные решения, принимаемые при проектировании заземляющего устройства, зависят от типа фундамента опоры. Расположение и линейные размеры искусственных заземлителей должны быть согласованы с величиной удельного сопротивления грунта и расположением стоек опоры. Для создания многочисленных путей току молнии или повреждения, стекающему с опоры в землю, и обеспечения достаточного полного использования проводимости растеканию единичных заземлителей рекомендуется выполнять заземляющее устройство в виде групп заземлителей, расположенных около каждой стойки опоры.

Рисунок 3 — Различные конфигурации заземляющего устройства

В зависимости от удельного сопротивления грунта и типов фундамента целесообразно применение тех или иных конструктивных исполнений заземляющих устройств.

В случаях, когда проводимость нижних слоев грунта значительно ниже верхних, а также при использовании свайных фундаментов рекомендуется установка вертикальных электродов. Они хорошо отводят импульсные токи грозовых разрядов. Глубинные заземлители занимают небольшую площадь и за счёт большой глубины обеспечивают малую величину сопротивления растеканию тока. При проектировании глубинных заземлителей важно правильно выбрать расчётное значение удельного сопротивления грунта с учётом его неоднородности, а также определить оптимальную длину единичного электрода.

Когда проводимость поверхностных слоев грунта достаточно высока можно применять горизонтальные протяжённые заземлители. Также данное решение применяется в каменистых и скальных грунтах, когда невозможно заглубить вертикальные заземлители. На участках с очень высоким удельным сопротивлением грунта может быть эффективно применение непрерывных горизонтальных электродов, соединяющих несколько опор (так называемые противовесы).

Как правильно делать заземления опорных конструкций

В современном мире освещение окружает нас повсеместно: и дома и на улице. Причем роль наружного типа освещения очень важна в городах и селах, ведь оно позволяет избегать множества проблем в вечернее и ночное время суток.
При создании наружного типа освещения одним из важных этапов монтажа является заземление опор.

В ходе заземления для опор наружного типа освещения, необходимо понимать и знать основные правила, которые регламентируются соответствующей документацией (например, ПУЭ). Особенно важна данная процедура для воздушных линий (ВЛ) и сети опор наружного типа освещения. Обо всем, что касается этой процедуры, мы поговорим в данной статье.

Для чего нужно

Опоры системы наружного освещения

Заземление для сети опор наружного типа освещения или ВЛ (0,4, 6-10, 20 и 35 кв) играет большое значение, поскольку препятствует риску получения электротравмам при соприкосновении с элементами конструкции в ситуации, когда произошло повреждение изоляции кабеля. При наличии заземления на металлической опоре сети наружного типа освещения или ВЛ, напряжение «разливается» по земле, тем самым становясь безопасным для людей. Данный показатель зависит от того, какое сопротивление имеет почва, в которой установлена опора ВЛ (0,4, 6-10, 20 и 35 кв). В результате, даже если где-то и произошло нарушение изоляции ВЛ, конструкции останутся безопасными.

При штатных условиях работы штыревые изоляторы, смонтированные на опорах, будут обеспечивать надежную изоляцию всех проводов от конструкционных элементов. Но бывают ситуации, когда напряжение в сети
значительно превышает то напряжение, на которое была рассчитана ВЛ (0,4, 6-10, 20 и 35 кв). В такой ситуации перенапряжения возможен пробой изоляции ВЛ и, как следствие, выход сети из строя.
Для того чтобы ограничить значение перенапряжения и повысить безопасность, необходимо понизить сопротивление для «растекания тока». С этой целью и устанавливают на ВЛ (0,4, 6-10, 20 и 35 кв) и подпорах наружного типа освещения защитное заземление.

Особенности процедуры

Заземление металлических опор

Контур заземления формируют исходя из того, из чего была изготовлена опора. На сегодняшний день применяется три варианта конструкций:

железобетонные. Здесь при наличии сети заземленной нейтралью, вместе с арматурой конструкций, защиту оформляют через подсоединение к заземленному проводу (нулевому) специального проводника. Последний должен идти диаметром от 6 мм (не менее);
деревянные. На деревянных подпорах штыри и крюки не заземляют;

Обратите внимание! Заземление на деревянных опорах ставят только тогда, когда линия электропередач или системы наружного освещения проходит по населенным пунктам, где имеются одно- и двухэтажные постройки. Населенный пункт в такой ситуации также не должен иметь излишне возвышающихся труб (экранированных), деревьев и т.д. Тут появляется потребность в защите сети от перенапряжений атмосферного порядка с помощью заземляющих устройств. Их сопротивление – до 30 Ом (не более).

металлические опоры. Здесь защита делается по аналогии с железобетонными конструкциями. Такие опоры встречаются чаще всего. Они постепенно вытесняют из обихода деревянные и даже железобетонные опоры.

При заземлении ВЛ (0,4, 6-10, 20 и 35 кв) необходимо учитывать и расстояние между соседними опорами. Обычно расстояние между ними составляет 100 или 200 м. Это параметр определяется среднегодовым числом гроз, характерным для данной местности.
Обязательно следует делать заземление опор (повторное или нет), имеющих ответвление к сооружениям, где находится большое количество людей.
Для предохранения от перенапряжения применяются две разновидности заземлителей:

вертикальные штыри, которые зарываются в землю вертикально;
горизонтальные пластины. Такие заземлители как правило применяются для каменистых почв.

Вид заземлителей предопределяется типом грунтов в месте монтирования опор ВЛ (0,4, 6-10, 20 и 35 кв) или наружного освещения.

Как происходит сама процедура

роем траншею (около 0,5 м). Глубина траншеи до 1 м нужна для пахотной земли. Отмерять глубину нужно от начала опор;
длина траншеи, а также количество заземлителей должны быть указаны в проекте для сооружения ВЛ (0,4, 6-10, 20 и 35 кв);
затем выполняем погружение заземлителей, формируя контур;
далее происходит обварка (или прутом или полоской);
после этого делается защита сварочных стыков от возможной коррозии.

После контура заземления проводится установка заземляющего спуска. Он выполняется из стального прутка или полоски и обладает теми же размерами, что и соединение, установленное между заземлителями. Контур защиты подсоединяется к спуску снизу. Спуск сверху подводится к металлическим нетокопроводящим частям конструкции опоры.
Эта процедура хорошо видна на рисунке.

Заземление на опоре (деревянной):
а — общий внешний вид, б — вариант заземления крюков

а — общий внешний вид, б — вариант заземления крюков

Требования ПУЭ

ПУЭ является регламентирующей документацией, на которую следует опираться при реализации защитных заземляющих мероприятий (повторное оно или нет) опор сети электропередач или наружного освещения. Контур заземления следует всегда устанавливать по этим правилам, чтобы избежать проблем в дальнейшем.
В ПУЭ изложены такие рекомендации:

при наличии электроустановки с глухозаземленной нейтралью прежде всего следует заземлить нулевые провода начала ВЛ;

Заземление на каждой опоре

Обратите внимание! Контур заземления в данной ситуации не нужно устанавливать у первой опоры. Это обуславливается тем, что здесь нулевой провод будет наглухо подсоединен к нулевой точке источника питания.

Защитное заземление:
1 – места для сварки; 2 – сам заземлитель; 3 – проводник к заземлителю.

Следуя этим рекомендациям, установка защиты от перенапряжения, вне зависимости от того, повторное оно или нет, пройдет качественно. Также удастся подобрать правильное сопротивление для каждого варианта опор.

Особенности

При формировании заземления для BЛ до 1 кВ следует придерживаться следующих нюансов:

при наличии сети с заземленной нейтралью делается перемычка из неизолированного проводника для арматуры опор (железобетонных/металлических). Ее присоединяют к нулевому проводу посредством болтовых зажимов (ответвительных);
контактные соединения перемычки перед ее установкой необходимо хорошо очистить и покрыть вазелином;
при наличии сети с изолированной нейтралью для этих же опор установку защиты проводят путем подключения специальных заземляющих устройств. В данном случае сопротивление этих конструкций не должно преступать планку в 50 Ом;
заземление конструкций для создания системы наружного освещения при наличии кабельного питания осуществляется через металлическую оболочку кабеля. Это происходит, если имеется заземленная нейтраль.

В других ситуациях все определяется типами систем, опорами и другими составляющими.

Заключение

При создании заземления на различных типах опор, входящих в систему наружного освещения или ВЛ, необходимо в обязательном порядке руководствоваться установленными правилами и рекомендациями, приведенных в ПУЭ. Только так можно добиться качественного и правильного заземления, которое будет защищать опоры от повреждения изоляции кабелей и предотвращать рисковые ситуации, когда людей может бить током при прикосновении к опорам.

Заземление железобетонных опор — необходимые меры для безопасности ЛЭП

Для того чтобы обеспечить безопасность персонала, работающего с опорами линий электропередач, необходимо осуществить заземление железобетонных опор. Воздушные линии электропередач, которые установлены на железобетонных опорах, должны иметь заземление арматуры, штырей и крюков фазных проводов. Сопротивление устройства для заземления при этом не должно превышать значение в 50 Ом.

Заземление железобетонных опор: материалы и особенности

У опор воздушных линий заземляют арматуру, после чего осуществляют повторное заземление нулевого провода (рис. 1).

При этом и заземляющие и нулевые проводники должны иметь определенный диаметр –не менее 6 мм.

Воздушные линии напряжением от 6 до 10 кВ обязательно должны иметь заземленные опоры, на которых установлены: устройства для защиты от грозы, трансформаторы и предохранители. Устройства заземления включают в себя заземлители и спуски, которые соединяют заземлители с элементами опоры.

Для железобетонных опор напряжением 6-10 кВ в качестве заземляющих спусков используется арматура стоек, а если опоры имеют оттяжки, они также применяются в качестве заземляющих проводников к арматуре. Спуски, прокладываемые по опоре для заземления, должны обладать сечением не менее 35 мм 2 либо иметь диаметр не меньше 10 мм. Обрыв спуска может привести к серьезным последствиям и не только представлять опасность для жизни людей, но и повредить опору (рис. 2) в случае повреждения изоляции проводки.

Сопротивление устройств для заземления ЖБ-опор

Заземление железобетонных опор обязательно должно обеспечивать установленные параметры сопротивления. В ненаселенной местности, где опоры установлены в грунте с сопротивлением до 100 Ом/м, сопротивление устройств не должно превышать 30 Ом, а в грунтах с большим сопротивлением – 0,3 Ом. В населенных местностях при сопротивлении грунта до 100 Ом/м, сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 10 Ом. В целом сопротивление заземляющего устройства зависит не только от грунта, но и от количества и вида заземлителей, а также их расположения и заглубления.

Заземление опор

Воздушные линии электропередач в результате обрыва проводов, нарушения рабочей изоляции могут стать причиной электротравм технического персонала и населения. Протекание тока через опоры ВЛ сопровождается появлением потенциала на опоре и возникновении опасных для жизни напряжения прикосновения и шагового напряжения в радиусе десяти метров от столба.

Защитить людей от поражения электротоком помогает защитное заземление – умышленное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей опор, которые могут оказаться под напряжением, с землей или заземляющим устройством.

Воздушные линии электропередач прокладывают на металлических, железобетонных и деревянных столбах. Заземление опор ВЛ выполняется согласно Правилам устройства электроустановок:

Опоры из металла и железобетона для линий напряжением 0,4–35 кВ в электросетях с изолированной нейтралью должны подключаться к заземлителю, в электросетях с заземленной нейтралью - к PEN-проводнику, который выполняет роль нулевого рабочего и защитного проводника (п. 2.4.39 ПУЭ).
Деревянные столбы заземляются только на линиях, ведущих к школам, детсадам, больницам, крупным складам, фермам и агрокомплексам (п. 2.4.46 ПУЭ).
Несущие конструкции с грозозащитным тросом и устройствами грозозащиты оборудуются устройствами заземления.

Заземление опор освещения и воздушных линий электропередач делается на каждой опоре, кроме первой, нулевой провод которой наглухо присоединяется к нулевой точке источника питания.

Конструкция заземляющего устройства

Заземляющие устройства опор состоят из заземляющей магистрали и заземлителей.

Заземлители делятся на:

естественные – арматура железобетонных фундаментов, нулевой провод кабелей, проложенных в земле, стальные трубы водопровода с толщиной стенок более трех с половиной мм, рельсы;
искусственные – стальные уголки и пластины толщиной четыре мм, металлические прутки диаметром десять мм, оцинкованные или омедненные стальные пруты диаметром более шести мм.

Способ монтажа проводников зависит от состава и удельного сопротивления грунта:

Вертикальные заземлители устанавливают, если проводимость верхних слоев выше, чем нижних, и выполняют из металлических прутков длиной 3 метра, которые вдавливаются или ввинчиваются в землю на глубину два с половиной метра. В заземляющем контуре проводники соединяют горизонтальными металлическими полосками сваркой внахлест.
Горизонтальные заземлители используют при высоком сопротивлении верхних слоев или каменистом грунте и изготавливают из стальных полос и уголков, которые размещают на глубине от 0,5 до 1 метра.

Проверка сопротивления заземления

После монтажа заземляющей защиты проверяется сопротивление заземления опор воздушных линий, которое должно быть больше 50 Ом.

Проверка сопротивления заземления ВЛ до 1 кВ проводится раз в 6 лет, ВЛ выше 1 кВ не реже одного раза в 12 лет.

Устройство и эксплуатация заземления опор освещения и воздушных линий должно выполняться в соответствии с требованиями ПУЭ и ПТЭЭП, только в этом случае оно может реально защитить человека от поражения электротоком при повреждении рабочей изоляции опор.

Заземление стальных опор: нужно ли и как выполнить?

Требования к заземлению опор: изолированная и заземленная нейтраль

Заземление выступает обязательным этапом установки опор освещения согласно требованиям ПУЭ 7. Этому вопросу в документе посвящено несколько разделов: глава 6.1. и глава 1.7.

В главе 1.7 ПУЭ 7 приводятся требования к заземляющим устройствам электроустановок в сетях с двумя видами нейтрали. Опоры разделены по категориям сетей с напряжением ниже и выше 1 кВ.

Так, заземление стальных опор может осуществляться с помощью:

Изолированной нейтрали, которая подсоединена к заземлителю через другие приборы или вовсе не имеет с ним контакта. Ее используют везде, где требуется обеспечить повышенную безопасность или нет возможности сделать нормальное заземление. Чаще всего она применяется в сети со средним классом напряжение 1-35 кВ.
Заземленной нейтрали, которая в отличие от предыдущей имеет соединение с самим заземлителем. Ее используют при напряжении в сети от 110 кВ.

Разница между нейтралями

При изолированной нейтрали опасность тока при одновременном касании одного из проводов и трубопровода очень низкая. Если один проводник коснется токопроводящих частей, то сеть ввиду малых токов утечки продолжит работать. Это дает время на поиск и устранение повреждений.

При той же ситуации, но уже с заземленной нейтралью, для человека могут наступить серьезные последствия. Но такая нейтраль позволяет получить большие токи ОЗЗ (однофазного замыкания на землю) и отключить релейную защиту. Поврежденный участок при коротком замыкании быстро и надежно отключается в автоматическом режиме.

Как заземляют опоры освещения

Заземление металлических опор – это соединение заземляемых устройств с корпусом столба, а его основания – с заземлителем. В конструкции заземляющего устройства присутствуют заземляющая магистраль и заземлитель, которые соединяют с помощью сварки.

Магистралью могут выступать:

уголки с полками толщиной 4 мм;
стальные пруты диаметром от 10 мм;
оцинкованные стальные пруты с диаметром от 10 мм;
стальные полосы толщиной не менее 4 мм.

Это минимальные размеры магистралей, которые корректируются с учетом типа грунтов в местности, где устанавливаются опоры. В заземленных нейтралях воздушных линий до 1 кВ используют нулевой провод, который по тем же опорам прокладывают в месте с фазными линиями. Опору подключают к нему посредством перемычки, а подсоединение – при помощи болтовых зажимов.

Для изолированных нейтралей заземляющим устройством может выступать провод из нескольких жил с общей площадью сечения от 35 мм2 или прут диаметром от 10 мм. Для заземления столба с одной стороны проводник соединяют с опорой, а со второй – с заземлителем. В процессе могут использоваться 2 вида электродов:

Читайте также: