Монтаж заземления трансформаторных подстанций
Обновлено: 01.05.2024
Какое оборудование используется на электрических подстанциях и для чего?
Говоря об оборудовании и устройстве подстанций, у людей далёких от энергетики может возникнуть весьма резонный вопрос — зачем всё это нужно? Не проще ли сразу передавать электрическую энергию от электростанции по проводам напряжением 220 В, такого же, как и в розетках у «бытовых» потребителей?
Ответ прост — при такой передаче электрической энергии на значительные расстояния, большая её часть будет теряться. Для уменьшения потерь напряжение необходимо повышать. К примеру, для того чтобы передать мощность, равную 100 кВт при напряжении 220 В, потребуется сила тока равная 454,55 А, что неминуемо приведёт к увеличению сечения проводов линии электропередач.
Выход — увеличить напряжение. К примеру, если увеличить напряжение до 10 кВ, для передачи этой мощности потребуется сила тока, равная 10 А. Соответственно, сечение проводов будет меньше и потери электроэнергии также будут меньше.
Что такое подстанция?
Для преобразования и распределения электроэнергии применяются специальные электроустановки — электрические подстанции (определение согласно п. 37 ГОСТ 19431-84). В состав подстанций (сокращённо ПС) входят различные устройства, которые мы сейчас и рассмотрим.
Виды подстанций
Подстанции подразделяются на трансформаторные и преобразовательные подстанции. Назначение трансформаторных подстанций заключается понижении и повышении напряжения, а преобразовательных — в преобразовании переменного тока в постоянный и наоборот.
Все трансформаторные подстанции можно разделить на два вида: повышающие напряжение и понижающие напряжение. Подстанции, повышающие напряжения, как правило, устанавливают рядом электростанциями. Подстанции, понижающие напряжение, или как их ещё называют понизительные подстанции можно встретить повсеместно.
На улицах чаще всего мы видим трансформаторные пункты (ТП) или комплектные трансформаторные подстанции (КТП).
Заземление трансформаторной подстанции
Для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции должна быть применена, по крайней мере, одна из следующих защитных мер: заземление, зануление, защитное отключение, разделительный трансформатор, малое напряжение, двойная изоляция, выравнивание потенциалов.
В проекте монтажа ТП предусмотрен наружный и внутренний контур заземления. Проектом обозначены: места прокладки шин заземления и их тип; точки присоединения устройств к контуру; точки ввода в здание; размерные привязки.
Шину заземления прокладывают в каждой камере по периметру и соединяют с шинами в соседних помещениях. Монтаж контура заземления по всему периметру помещения обусловлен необходимостью выполнения заземления всех металлических частей ТП, нормально не находящихся под напряжением: обрамление проемов, люков подполья, крепежных элементов барьера и шинного моста, а также возможность подсоединения переносных заземлений.
Монтаж контура заземления внутри ТП выполняют в три этапа:
Разметка:
по чертежам проекта размечают трассу прокладки шин заземления с соблюдением размеров;
размечают места прохода шины через стены, пол (для заземления кабельных конструкций в тех подполье).
Подготовка к крепежу:
с помощью перфоратора высверливают в стене отверстия для прохода шины, а также отверстия в полу для прохода в техническое подполье. Диметр отверстия подбирают относительно устанавливаемых трубчатых гильз;
устанавливают в отверстие специальные гильзы соответствующего внутреннего диаметра под размер шины заземления;
закрепляют гильзы с помощью строительного раствора (гипс, алебастр и т. д.);
подготавливают шину и ее окончания с учетом размеченной трассы;
размечают точки крепления шин.
Установка шин:
закрепляют шину к стене с помощью дюбель-шурупов или с помощью держателей по типу К-188, если это предусмотрено проектом
В помещениях сухих, без агрессивной среды, заземляющие и нулевые защитные проводники допускается прокладывать непосредственно по стенам. Во влажных, сырых и особо сырых помещениях и в помещениях с агрессивной средой заземляющие и нулевые защитные проводники следует прокладывать на расстоянии от стен не менее чем 10 мм);
выполняют сварные соединения: с металлическими частями оборудования, устройств, закладных направляющих для оборудования, а так же между шинами заземления. Выполняют болтовые соединения с оборудованием в указанных местах заводами изготовителями. В соответствии с требованиями ПУЭ вывод N на стороне 0,4 кВ силового трансформатора так же присоединяют к внутреннему контуру ТП (защитное зануление);
устанавливают при помощи сварного соединения болты переносного заземления с «гайками- барашками», болты для присоединения заземления створок ворот и дверей;
створки ворот дверей, в связи с установкой устройств телемеханики, заземляют с помощью перемычек ПГС (состав перемычки: провод ПВЗ L=400 мм, наконечник медный - 2 шт.). Провод приметают со снятой изоляцией для видимой целостности соединения;
гильзы заделывают негорючим легкоудаляемым составом;
места сварных соединений очищают и покрывают грунтом и краской для окрашивания металлов.
Монтаж наружного контура ТП выполняют по указаниям чертежей проекта: размерные привязки, тип и размер используемых горизонтальных и вертикальных заземлителей. До монтажа вертикальных заземлителей места их установки сверяют с ситуационным планом наружных сетей и проверяют отсутствие сетей снабжения (электрические, водопроводные, газопроводные и т. д.) Вертикальные заземлители устанавливают с помощью специальных устройств.
Особенности монтажных работ:
при подъеме шины заземления по наружной стене здания ее защищают углом 50x50x4 до высоты 2,5 м от уровня поверхности. Заземляющие и нулевые защитные проводники должны быть предохранены от химических воздействий. В местах перекрещивания этих проводников с кабелями, трубопроводами, железнодорожными путями, в местах их ввода в здание и в других местах, где возможны механические повреждения заземляющих и нулевых защитных проводников, эти проводники должны быть защищены).
ввод в здание шины контура наружного заземления выполняют через стену в местах указанных проектным решением;
Прокладка заземляющих и нулевых защитных проводников в местах прохода через стены и перекрытия должна выполняться, как правило, с их непосредственной заделкой. В этих местах проводники не должны иметь соединений и ответвлений;
Соединения заземляющих и нулевых защитных проводников между собой должны обеспечивать надежный контакт и выполняться посредством сварки;
места сварных соединений зачищают и покрывают краской;
горизонтальные заземлители прокладывают в земле на глубине 0,5-0,7 м от поверхности.
Заземление и молниезащита трансформаторной подстанции
5 января 2013 k-igorДля передачи электроэнергии на большие расстояния используют высокое напряжение. Как правило, к потребителю приходит линия 6 (10)кВ и для снижения напряжения до 0,4кВ проектируют трансформаторные подстанции. Сейчас хочу рассмотреть заземление и молниезащиту такой ТП.
В данной теме можно выделить внешний и внутренние контуры заземления, а также мероприятия по молниезащите трансформаторной подстанции.
1 Внешний контур заземления.
В общем случае внешний контур заземления для трансформаторной подстанции состоит из замкнутого контура, представляющим собой горизонтальный заземлитель и n-го количества вертикальных электродов. В качестве горизонтального электрода применяют полосовую сталь 4×40мм.
Общее сопротивление заземляющего контура должно быть не более 4Ом при удельном сопротивлении грунта не более 100Ом*м. При удельном сопротивлении грунта более 100Ом*м допускается увеличивать данное значение в 0,01·? раз, но не более чем в 10 раз (ПУЭ7 п. 1.7.101). Получается, чтобы получить нужное значение (4Ом) с удельным сопротивлением грунта 100Ом*м необходимо забить около 8 вертикальных электродов длиной 5 м из круга диаметром 16мм либо 10 вертикальных электродов длиной 3м из стального уголка 50×50х5мм.
Наружный контур заземления ТП
Располагать наружный заземляющий контур следует на расстоянии не более 1м от стены ТП либо фундаментной плиты, на которой установлена трансформаторная подстанция.
Горизонтальный заземлитель из стальной полосы укладывается в траншее на глубине 0,7 м. Полоса укладывается на ребро.
2 Молниезащита трансформаторной подстанции.
Ниже представлен разрез ТП.
Разрез трансформаторной подстанции
Узел молниезащиты ТП
В случае с металлической кровлей молниезащиту трансформаторной подстанции выполняют следующим образом: с диаметрально противоположных сторон выполняют связь кровли с наружным контуром заземления, т.е. в местах ввода стальной полосы в здание ТП. На разрезе вторая связь кровли с заземлителем не показана. В качестве проводника следует применять проволоку диаметром 8мм. В других случаях необходимо запроектировать молниеприемник на кровле здания ТП.
Проложенная полоса зземления по наружной стене здания должна быть защищена от механических повреждеий и коррозии согласно ПУЭ7 п. 1.7.130.
3 Внутренний контур заземления.
Обычно трансформаторная подстанция состоит из трех помещений: распределительное устройство 6 (10)кВ, распределительное устройство 0,4кВ и камера трансформатора. Иногда РУ объединяют в одно общее помещение.
В каждом помещении по периметру прокладывают полосу заземления, т.к. все металлические части не находящиеся под напряжением должны быть заземлены, а это обрамление каналов, люки подполья, крепежные элементы барьеров, шинный мост, возможность присоединения переносных заземлений.
Крепят полосу к стене на отметке 0,4м от уровня пола при помощи дюбель-держателей либо специальных держателей К-188 через расстояние 0,6-1,0м. Все разборные соединения, предусмотренные изготовителем оборудования, присоединяют болтовым соединением, остальные соединения выполняют при помощи сварки. Для переносного заземления используют «гайку-барашек». Гибкие заземляющие перемычки выполняют проводом ПВ3, но без изоляции. Это делается для видимой целостности соединения.
Проход через стену
Прокладка заземляющих и нулевых защитных проводников через стены и и перекрытия должна выполняться, как правило, с их непосредственной заделкой. Для этих целей используют гильзы. Пространство в гильзах заделывают специальным негорючим легкоудаляемым составом. После прокладки полосу красят в желто-зеленый цвет в соответствии с рисунком.
Окрашивание полосы заземления
В помещении трансформатора земление выполняют в соответствии с рисунком, представленном ниже.
Контур заземления в помещении трансформатора
1 Швеллер в стяжке пола для установки силового трансформатора.
2 Съемный оградительный барьер.
3 Предупреждающие знаки на барьере.
4 Шина заземления внутреннего контура ТП.
5 Шина заземления для силового трансформатора.
6 Проем в стене для шин 0,4 кВ.
7 Узел крепления шин 0,4 кВ.
8 Заземление створок ворот перемычкой.
9 Вентиляционная решетка в створках ворот.
10 Маслоудерживающий борт.
12 Выключатель освещения камеры.
13 Светильник освещения.
14 Сети освещения 220 В.
Узел А – точка присоединения переносного заземления. К шине заземления с помощью сварки присоединяют болт М8, комплектуют его двумя широкими шайбами М8 и «гайкой-барашек» М8.
Узел В – точка соединения шин заземления. До крепления на место установки шины, ее окончание, которое будет присоединяться с помощью сварки, подготавливают в виде «утки».
Узел С – точка соединения шины заземления к металлическим конструкциям. До крепления на место установки шины, ее окончание, которое будет присоединяться с помощью сварки, подготавливают в виде «утки» с учетом размера А металлоконструкции.
Предупреждающие знаки барьера
Для безопасного осмотра силового трансформатора при эксплуатации предусматривается оградительный барьер, который окрашивают в красный цвет. На барьере размещают запрещающие плакаты. Барьер устанавливается на высоте 1,2м от уровня пола и на расстоянии 0,5м от двери.
Заземление силового трансформатора
В основном все наши сети с глухозаземленной нейтралью, поэтому нам необходимо присоединить нулевую шину трансформатора к нашему заземляющему контуру. Металлический корпус силового трансформатора присоединяется к контуру заземления при помощи гибкой перемычки.
На рисунке показано заземление силового трансформатора, где:
1 Гибкая заземляющая перемычка.
2 Шина заземления.
3 Шина зануления трансформатора.
4 Ошиновка 0,4кВ трансформатора.
5 Болт заземления трансформатора.
В технических подпольях внутренний контур заземления выполняют в соответствии с рисунком.
Электрические станции, подстанции, линии и сети - Выполнение заземляющих устройств
Заземляющие устройства трансформаторных подстанций.
При устройстве заземлений стараются максимально использовать естественные заземлители, о чем было сказано выше. Такие заземлители надежно соединяют с искусственными для получения необходимой величины общего сопротивления заземляющего устройства. Основным типом заземлителей являются сложные заземлители, состоящие из контура в виде стальной полосы, соединяющего вертикально забитые в землю трубы или стержни уголкового сечения. Для заземляющих проводников и заземлителей используют круглые стальные стержни диаметром не менее 5 мм при их прокладке внутри зданий и не менее 6 мм при прокладке снаружи или в земле. Прямоугольные полосы должны иметь сечение не менее 24 мм2 при толщине 3 мм для внутренних заземляющих проводок и не менее 48 мм2 и 4 мм соответственно при прокладке снаружи или в земле. При использовании уголков толщина их полок должна быть не менее 2 мм для зданий; 2,5 мм для наружных установок и не менее 4 мм при их расположении непосредственно в земле. Толщина стенок стальных газопроводных труб должна быть не менее 2,5 мм при их использовании в качестве элементов заземления внутри и снаружи здания и не менее 3,5 мм при их прокладке в земляных траншеях.
Рис. 149. Схема заземляющего устройства мачтовой подстанции:
а — общий вид, б — разрез; 1— стойки опоры, 2 — горизонтальный заземлитель, 3 — электрод заземления
При выполнении заземлений следят за тем, чтобы каждый заземляемый элемент установки был присоединен к заземлителю или к заземляющей магистрали через отдельное ответвление. Последовательное включение в заземляющий провод нескольких частей заземляемого оборудования категорически запрещается, так как при нарушении контакта в одном элементе вся цепь заземления прерывается. В цепях заземляющих устройств не допускается применение каких-либо отключающих приборов и устройств, а также установка предохранителей.
На низковольтных мачтовых трансформаторных подстанциях заземляют нейтраль и корпус трансформатора, цоколи изоляторов, разъединителя и предохранителей, разрядники, привод разъединителя, металлический шкаф распределительного низковольтного щита. Все соединения заземляющего устройства выполняются сваркой. Длина сварного шва берется равной двойной ширине при прямоугольной полосе или шести диаметрам при круглом сечении заземляющих проводников.
На рис. 149 приводится пример (общий вид и разрез) заземляющего устройства мачтовой подстанции на А-образных деревянных опорах с трансформатором мощностью от 160 до 250 кВА. Напомним, что по действующим правилам сопротивление заземляющего устройства такой подстанции не должно превышать 4 Ом.
Заземляющий контур подстанции выполнен из стали круглого сечения диаметром 10 мм. Он укладывается в виде квадрата вокруг подстанции с охватом стоек опор в каждую сторону от их оси по 7,5 м (рис. 149, а). Глубина заложения электродов и горизонтальных заземлителей должна быть не менее 0,7 м (рис. 149, б). Соединение горизонтальных заземлителей между собой и электродами выполняют сваркой внахлестку на длину не менее 60 мм. В качестве электродов заземления могут быть использованы отрезки угловой стали длиной 2,5 м, которые также необходимо соединить сваркой с горизонтальным заземлителем, выполненным из круглой стали или полосы.
Устройство заземлений районных трансформаторных подстанций сводится к сооружению наружного заземляющего и внутреннего контуров заземления. Для наружного контура размечают и откапывают траншеи согласно проекту, причем разметку трассы контура выполняют электрики, а земляные работы—рабочие землекопы. Расстояние от стен здания подстанции до траншей наружного контура должно быть не менее 2—2,5 м. Глубину траншеи принимают равной 0,7 м. Подготовленные электроды из угловой стали сечением 50 X 50 X 5 мм длиной 2,5 м или круглой стали диаметром 12 мм, длиной 5 м забивают в землю так, чтобы их концы выступали над дном траншеи на 200—250 мм. После этого в траншеях прокладывают горизонтальные заземлители и приваривают их к вертикальным электродам. После сварки отрезков горизонтальных заземлителей траншею засыпают землей и утрамбовывают.
При прокладке внутреннего контура заземления все соединения выполняют сваркой. Заземляющие полосы при их креплении к стенам зданий закрепляют скобами, устанавливая их на расстоянии 0,85— 1,0 м друг от друга. Если необходимо выполнить проход заземляющих проводников через стены, их заключают в отрезки стальных труб. Присоединения заземляющих проводников к конструкциям выполняют сваркой, а к аппаратам — при помощи надежного болтового соединения или сваркой. После монтажа внутреннего заземления все проводники и детали заземления окрашивают черным лаком, оставляя незакрашенными места, предназначенные для присоединения временных (переносных) заземлений.
Заземления опор воздушных линий электропередачи.
Для защиты людей от поражения электрическим током опоры воздушных линий электропередачи заземляют. Значения сопротивлений заземляющих устройств опор линий электропередачи напряжением выше 1000 В были приведены в предыдущем параграфе.
Для линий напряжением до 1000 В наибольшее допустимое значение сопротивления заземления составляет 50 Ом для устройств защиты от атмосферных перенапряжений и 30 Ом для защиты от атмосферных перенапряжений людей и животных, находящихся в зданиях.
Заземлению подлежат опоры всех типов, на которых устанавливают крюки, штыри, кронштейны и металлические оттяжки опор, закрепленные нижним концом на высоте не более 2,5 м от земли.
В сельских сетях напряжением 380/220 В, работающих с глухо- заземленной нейтралью, кроме основного заземления нейтрали источника питания, должно быть выполнено также повторное заземление нулевого провода. Повторное заземление на линиях напряжением 0,4 кВ выполняют через каждые 250 м, а также на концах воздушной линии и ответвлений, превышающих 200 м. Сопротивление повторных заземлений нулевого провода воздушной сети принимают в зависимости от мощности трансформатора или генератора, питающего данную сеть. Так, при мощности трансформатора 100 кВА и ниже сопротивление заземляющего устройства каждого из повторных заземлений не должно превышать 30 Ом, при наличии не менее трех таких заземлений на линии. Если мощность питающего сеть трансформатора более 100 кВА, то величина сопротивления каждого из повторных заземлений не должна быть выше 10 Ом.
Присоединять заземляющие провода к заземлителям повторных заземлений необходимо надежным болтовым соединением, чтобы иметь возможность отсоединить и проверить каждый заземлитель в отдельности. Во всех остальных случаях спуски заземляющих проводов присоединяются к заземлителям электросваркой.
Рис. 150. Схемы заземляющих устройств:
а — для заземления низковольтных опор с приставками, б, в — для заземления железобетонных опор линий напряжением 10 кВ; 1 — опора, 2— стойки, 3—подкос
Рис. 151. Выполнение защитного заземления крюков низковольтной опоры: а — присоединение заземляющего спуска сваркой, б — плашечными зажимами
Заземляющие устройства опор воздушных линий выполняют в виде ввернутых в землю на глубину 5—10 м заземлителей из круглой стали диаметром 12 мм и выше. Углубляют такие заземлители, ввинчивая электросверлилку с редуктором или вращательный механизм, изготовленный на базе мотоагрегата «Дружба». Для удобства вворачивания на конец стержня приваривают две половинки шайб, изогнув их лопасти по винтовой линии. Электроды можно погружать в грунт также ударным способом, пользуясь различного рода отбойными молотками, вибромолотом типа ВМ-2 или вручную.
Схемы заземляющих устройств опор воздушных линий электропередачи показаны на рис. 150. Для низковольтных линий сопротивление заземления до 30 Ом обеспечивается устройством заземления из двух электродов длиной до 5 м каждый, как это показано на рис. 150, а. Заземляющие устройства ВЛ помещают на глубину не менее 0,5 м, а в пахотных землях — не менее 1 м.
Для достижения требуемой величины сопротивления заземления 10 Ом при расчетном сопротивлении грунта, равном 50 Ом · м применяют один заземлитель длиной 3 м и соединительную полосу длиной 5 м (рис. 150, б), а для величины сопротивления заземлителя 15 Ом при сопротивлении грунта 250 Ом·м — три заземлителя, расположенных на расстоянии 10 м друг от друга (рис. 150, в).
Для заземления арматуры, расположенной на опорах, по ним прокладывают заземляющие спуски, присоединяемые к заземлителям. Сечения заземляющих спусков для воздушных линий напряжением 6—10 кВ должно быть не менее 35 мм2, а диаметр спусков для линий напряжением до 1000 В — 6 мм. Присоединение крюков низковольтной линии к заземляющим спускам с помощью сварки или плашечных зажимов показано на рис. 151.
Заземление подстанций
Если в процессе использования электроэнергии возникает возможность удара током, то необходимо проведение обязательного заземления. Данное правило регламентировано законодательством России и обязательно к исполнению.
Электрическая подстанция – это особо опасный объект, который всегда требует заземления.
Что такое контур заземления
Вокруг каждого объекта, в котором присутствует электроэнергия, создается контур заземления. Он разрабатывается, согласовывается, утверждается и после этого реализуется. Обычные жители многоквартирного дома даже не задумывается о наличии вокруг строения данного контура. Дело в том, что он создается и вводится в эксплуатацию еще до сдачи дома.
Для чего необходим контур заземления? В первую очередь, для безопасности людей, живущих в здании, работающих в организации. Приведем очень простой пример. В квартире работает стиральная машина. Во время отжима она вибрирует. Не исключено, что в этот момент провод может отсоединиться от розетки и коснуться металлического корпуса. В этом случае возникает риск удара током, сила которого не совместима с человеческой жизнью. Однако сопротивление силы тока у организма человека гораздо выше, чем у проведенного заземления. Следовательно, ток пройдет по пути заземления. В автомате отключится электроэнергия для сохранения целостности стиральной машины, а человек не пострадает от удара током, так как всю нагрузку на себя примет контур заземления. Вы сохраните свое здоровье, а современная система электроэнергии, отключенная автоматически, сохранит целостность стиральной машины.
Правила заземления утверждаются Министерством энергетики России. Более подробно с ними можно ознакомиться в Приказе от 08.07.2002г.
Заземление трансформаторных подстанций
Обратим внимание на заземление трансформаторных подстанций. Оно состоит из двух важных частей:
Проектная документация предусматривает не только места прохождения данного заземления, но и технические параметры, места привязки, иные критерии, которые обязательно учитывать в процессе работы. К моменту проведения заземления все документы должны быть утверждены в официальных инстанциях. Вся работа производится в соответствии с данными, указанными в них. Для упрощения монтажа и создания точной работы разметку территории производят в соответствии с чертежами, приложенными к проекту. Во время работы на подстанцию наносят отметки, которые обозначают прохождение шин в данном месте. С помощью перфоратора просверливается отверстие. Стенки отверстий укрепляются с применением металлических гильз. Шины крепятся непосредственно к подстанции с помощью дюбелей или фиксаторов. Этот этап обозначен в документации.
Также возможен следующий вариант: до стены подстанции прокладываются изолирующие материалы.
Сварка применяется для работы с неподвижными частями. Если к изолирующему контуру примыкают подвижные элементы, то они соединяются с применением гибких перемычек. Для работы используются только провода, не имеющие изоляцию. Это позволяет грамотно, корректно и в полном объёме проводить работы по проверке целостности соединения, контролировать общее техническое состояние подстанции.
Все сварные швы необходимо дополнительно обрабатывать от окисления. Для этого на месте сварки производят грунтовку, наносят лакокрасочный слой.
Наружное заземление создается с применением горизонтальных и вертикальных частей. Вся работа производится в соответствии с утвержденной документацией. Отклонение от нее недопустимо.
Расчет стоимости
Стоимость заземления подстанций рассчитать достаточно просто. Для этого существует онлайн калькулятор. Обычно он размещается на сайтах компаний, оказывающих данные услуги. Введите в калькулятор параметры, которые вам известны, и рассчитайте примерную цену. Но необходимо учитывать, что реальная стоимость может быть незначительно скорректирована как в большую, так и в меньшую сторону. Она будет известна после того, как специалист компании приедет к вам на объект, произведет все необходимые измерения и вычисления.
Загляните на карту сайта Электронщик , буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Делитесь информацией в соцсетях, ставьте лайки, если вам понравилось - это поможет развитию канала
Заземление трансформаторной подстанции
Чтобы защитить людей от поражения током из-за повреждения изоляции кабеля или шин, нужно применить хотя бы одну защитную меру: зануление, заземление, защитное отключение, подключение разделительного трансформатора или выравнивание потенциалов.
При этом наиболее предпочтительным вариантом является заземление трансформаторной подстанции (ТП). В проекте монтажа любой ТП предусматриваются наружный и внутренний контуры заземления.
Рисунок 1. Комплексная схема заземления трансформаторной подстанции Шина заземления должна прокладываться по периметру камеры и соединяться с шинами во всех соседних помещениях. Прокладка контура заземления по периметру обусловлена необходимостью заземления абсолютно всех металлических частей подстанции, даже не находящихся под напряжением.
Заземление трансформаторной подстанции выполняется в три основных этапа:
- Разметка. Согласно проекту размечается трасса для прокладки заземления, размечаются места прохода проводников через стены.
- Подготовка к монтажу. Высверливаются отверстия для прокладки шин сквозь стены и прочие монтажные отверстия. В них устанавливаются специальные гильзы, внутренний диаметр которых позволяет пропустить через них шину заземления.
- Монтаж шин. Провода заземления крепятся к стене при помощи дюбель-шурупов или специальных держателей. Концы проводов соединяются с контуром заземления и заземляемыми приборами/конструкциями с помощью сварного или болтового соединения.
Стоит отметить, что в сухих и не имеющих агрессивной среды помещениях заземление трансформаторной подстанции можно выполнять, прокладывая защитные проводники непосредственно по стенам. Во влажных и сырых помещениях заземляющие защитные проводники нужно прокладывать на небольшом расстоянии от стен (минимум 10 мм).
Заземление трансформатора
Заземление нейтрали трансформатора на трансформаторных подстанциях (рабочее и защитное) чаще всего выполняется вместе. Рабочее или «глухое» заземление нейтрали трансформатора выполняется для того, чтобы обеспечить нормальный рабочий режим. Кроме того, рабочее заземление трансформатора становится частью защитного заземления или зануления сети. Организация защитного заземления имеет целью повышение безопасности эксплуатации оборудования и людей, входящих с ним в соприкосновение в случаях повреждения изоляции кабелей под напряжением.
Рисунок 1. Заземление корпуса трансформатора В трансформаторных подстанциях (ТП) заземлять необходимо все металлические детали электрооборудования, номинально не пребывающие под напряжением (фланцы изоляторов, бак трансформатора, рамы выключателей нагрузки, приводов, сам корпус трансформатора тока и все остальное). Кроме того, заземление трансформатора предусматривает подключение к системе заземления всех опорных металлоконструкций, стальных каркасов и прочего. При этом заземление трансформаторов тока дополнительно предусматривает отдельное заземление их вторичных обмоток.
В качестве заземлителей применяются ввинчиваемые в землю стальные стержни диаметром не менее 12 мм. Их длина должна составлять не менее 4 м (для стальных уголков или труб — не менее 2,5 м). Горизонтальные заземлители лучше выполнять из полосовой стали толщиной от 4 мм. Оптимальная глубина закладки верхних концов для вертикальных заземлителей составляет около 0,8 м от уровня земли. Только при условии достаточно глубокой забивки заземляющих электродов заземление трансформатора будет надежным и полноценным.
Отдельно стоит отметить, что в отличие от трансформаторов напряжения, где заземляется только сам трансформатор, заземление трансформаторов тока должно подразумевать подсоединение к защитному контуру и их вторичных обмоток. При этом если есть несколько трансформаторов тока, допускается заземление их вторичных обмоток одним проводником.
Как выполнить заземление трансформаторной подстанции?
Основным назначением трансформаторной подстанции является приём, преобразования напряжения и распределения электроэнергии в потребительских системах электроэнергии. С учётом этого заземление является архиважной мерой по защите электрооборудования и электроустановок при опасных напряжениях и токах, которые могут возникнуть при поломках и неправильной эксплуатации. Нередко проектировщики задаются вопросом, как выполнить заземления ТП, особенно если география расположения объекта – каменистый грунт. Рассмотрим реальный расчёт заземления трансформаторной подстанции, выполненный нашим техническим центром!
Объект: Объектом установки защитного заземления являются ТП 35/10 кВ. Грунт в месте расположения ТП 35/10 кВ – каменистый грунт с суглинистым твёрдым заполнителем. Удельное сопротивление грунта принимается равным 1000 Ом∙м.
Решение: В соответствии с ПУЭ п.1.7.96, 1.7.97 и 1.7.104 для электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью (35-10 кВ) сопротивление ЗУ не должно превышать 4 Ом.
Комплекс мероприятий по обеспечению необходимых требований к заземляющему устройству представлен двумя вариантами:
Вариант 1. Электролитическое заземление.
Для обеспечения нормируемого сопротивления ЗУ предлагается к применению электролитическое заземление ZANDZ, специально предназначенное для использования в вечномерзлых и каменистых грунтах.
Выполняется установка пяти комплектов электролитического заземления ZANDZ ZZ-100-102. Комплекты устанавливаются на расстоянии 6,5 метров при параллельной установке для приемлемого коэффициента использования и оптимального объема распределения электролита в грунте.
Комплекты электролитики объединяются горизонтальным электродом из коррозионностойкой полосы стальной омедненной сечением 4х30 мм, глубина заложения 0,5 м.
До стены здания прокладывается горизонтальный электрод длиной 4 м.
Рисунок 1. Схема расположения элементов заземляющего устройства
Расчёт сопротивления заземляющего устройства:
1). Сопротивление комплекта ZZ-100-102:
где C – безразмерный коэффициент, описывающий содержание электролита в окружающем грунте;
ρ – удельное сопротивление грунта, Ом·м;
L – длина заземлителя, м;
d – диаметр заземлителя, м;
T– заглубление - расстояние от поверхности земли до заземлителя, м;
2). Сопротивление горизонтального электрода:
где ρ – удельное сопротивление грунта, Ом·м;
b - ширина полосы горизонтального электрода, м;
h - глубина заложения горизонтальной сетки, м;
Lгор — длина горизонтального электрода, м;
3). Полное сопротивление заземляющего устройства:
где n – количество комплектов;
kисп – коэффициент использования;
Расчётное сопротивление заземляющего устройства составляет 7,48 Ом, что меньше требуемого сопротивления 8 Ом, полученного путём увеличения нормы 4 Ом в 2 раза.
Перечень необходимых материалов
Вариант 2. Модульное заземление
Выполняется горизонтальная сетка габаритами 60x60 м, шаг ячейки 10 м. Сетка выполнена из коррозионностойкой полосы стальной омеднённой сечением 4х30 мм, глубина заложения 0,5 м.
До стены здания прокладывается горизонтальный электрод длиной 10 м.
Рисунок 2. Схема расположения элементов заземляющего устройства
Расчёт сопротивления заземляющего устройства:
1). 1). Сопротивление горизонтального электрода:
где ρ – удельное сопротивление грунта, Ом·м;
b - ширина полосы горизонтального электрода, м;
h - глубина заложения горизонтальной сетки, м;
Lгор — длина горизонтального электрода, м;
2). Полное сопротивление заземляющего устройства:
где n – количество комплектов;
kисп – коэффициент использования;
Расчётное сопротивление заземляющего устройства составляет 7,91 Ом, что меньше требуемого сопротивления 8 Ом, полученного путём увеличения нормы 4 Ом в 2 раза.
Перечень необходимых материалов
| № п/п | Рис. | Артикул | Изделие | Кол-во |
| 1. |  | GL-11075-50 | GALMAR Полоса омеднённая (30*4 мм / S 120 мм²; бухта 50 метров) | 17 |
| 2. |  | ZZ-005-064 | ZANDZ Зажим для подключения проводника (до 40 мм) | 50 |
| 3. |  | ZZ-007-030 | ZANDZ Лента гидроизоляционная | 17 |
Исходя из результатов расчётов и экономической целесообразности, оптимальным выбором является заземление, выполненное на основе комплектов электролитического заземления. Стоимость материалов этого варианта в 1,5 раза ниже, чем стоимость вариант с компонентами модульного заземления. При составлении сметы на организацию заземления следует также учитывать стоимость и работ по монтажу.
Ищете квалифицированных монтажников и проектировщиков? Вы найдёте их здесь! Эксперты нашего клуба всегда рады помочь в решении даже самых сложных проблем.
Если у вас возникли дополнительные вопросы по выбору и расчётам заземления, свяжитесь с нами, мы обязательно поможем!
Смотрите также:
Читайте также: