РАЗДЕЛ 2.
КАНАЛИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
2.5.63. ВЛ 110—500 кВ с металлическими и железобетонными опорами должны быть защищены от прямых ударов молнии тросами по всей длине линии.
1) в районах с числом грозовых часов в году менее 20;
2) на отдельных участках ВЛ в районах с плохо проводящими грунтами ( r і 10 3 Ом . м);
3) на участках трассы с расчетной толщиной стенки гололеда более 20 мм.
Усиления изоляции для случаев, приведенных в п. 1-3, не требуется.
При отсутствии данных о среднегодовой продолжительности гроз можно пользоваться картой районирования территории СССР по числу грозовых часов в году (рис. 2.5.13-2.5.16).
Защита подходов ВЛ к подстанциям должна выполняться в соответствии с требованиями гл. 4.2.
2.5.64. Для ВЛ до 35 кВ применения грозозащитных тросов не требуется. ВЛ 110 кВ на деревянных опорах, как правило, не должны защищаться тросами.
2.5.66. 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 с двумя тросами для целей грозозащиты — не более 20°.
2. На металлических опорах с горизонтальным расположением проводов и с двумя тросами угол защиты по отношению к внешним проводам должен быть не более 20°; в III, IV и особом районах по гололеду, а также в районах с частой пляской проводов допускается угол защиты до 30°.
3. На железобетонных и деревянных опорах портального типа угол защиты по отношению к крайним проводам допускается не более 30°.
4. При защите ВЛ двумя тросами расстояние между ними должно быть не более пятикратного расстояния по вертикали от тросов до проводов.
2.5.67. 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. 2.5.19 и не менее расстояния по вертикали между тросом и проводом на опоре.
При промежуточных значениях длин пролетов расстояния определяются интерполяцией.
2.5.68. Крепление тросов на всех опорах ВЛ 220—500 кВ должно быть выполнено при помощи изолятора, шунтированного искровым промежутком размером 40 мм.
| Длина пролета, м | Наименьшее расстояние между тросом и проводом по вертикали, м |
| 100 | 2,0 |
| 150 | 3,2 |
| 200 | 4,0 |
| 300 | 5,5 |
| 400 | 7,0 |
| 500 | 8,5 |
| 600 | 10,0 |
| 700 | 11,5 |
| 800 | 13,0 |
| 900 | 14,5 |
| 1000 | 16,0 |
| 1200 | 18,0 | 1500 | 21,0 |
Наименьшее допустимое изоляционное расстояние по воздуху от токоведущих до заземленных частей ВЛ
| Расчетное условие | Наименьшее изоляционное расстояние, см, при напряжении ВЛ, кВ | |||||||
| до 10 | 20 | 15 | 110 | 150 | 220 | 330 | 500 | |
| Грозовые перенапряжения для изоляторов: | ||||||||
| штыревых | 15 | 25 | 35 | — | — | — | — | — |
| подвесных | 20 | 35 | 40 | 100 | 130 | 180 | 260 | 320 |
| Внутренние перенапряжения | 10 | 15 | 30 | 80 | 110 | 160 | 215 | 300 |
| Рабочее напряжение | — | 7 | 10 | 25 | 35 | 55 | 80 | 115 |
| Обеспечение безопасного подъема на опору | — | — | 150 | 150 | 200 | 250 | 350 | 450 |
Требования к заземляющим устройствам опор ВЛ | Измерение сопротивлений заземления опор ВЛ | Архивы
Таблица 2.5.19. Наибольшее сопротивление заземляющих устройств опор ВЛ
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.
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.
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.
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 кв. мм, а для однопроволочных спусков диаметр должен быть не менее 10 мм (сечение 78,5 кв. мм). 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.
ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ, ЗАЗЕМЛЕНИЕ | ВОЗДУШНЫЕ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1 кВ | КАНАЛИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Способы заземления
Для каждого вида электроопор в ПУЭ разработаны условия и способы заземления. Существует 3 вида столбов линии электропередачи:
В п. 6.1.45 ПУЭ указано, что железобетонные и металлические опоры в сетях с изолированной нейтралью должны быть подключены к заземлителю, в сетях с заземленной нейтралью — к PE (PEN) проводнику.
Важно! Деревянные опоры заземляются только, если они установлены в населенном пункте с одноэтажными строениями и их высота превышает высоту строений.
Заземление железобетонных опор осуществляется двумя способами:
- В сетях с изолированной нейтралью при наличии специальных выпусков в качестве заземляющих магистралей (проводников) применяют продольную арматуру конструкции. При ее отсутствии проводником служит прут диаметром не менее 10 мм или многожильный провод сечением не менее 35 кв. мм. Один конец проводника соединяется с заземлителем, второй — с заземляемыми элементами.
- В сетях с заземленной нейтралью арматура и опора подключаются к нулевому проводу при помощи перемычки из неизолированного проводника. При соединении используются ответвительные болтовые зажимы. Для соединения проводника с опорой применяют болтовой зажим или проушину на столбе или траверсе.
Металлические опоры устанавливают чаще, они имеют перед деревянными и железобетонными следующие преимущества:
Заземление металлических опор осуществляется так же, как и ж/б мачт. Заземляющим проводником может служить корпус опоры. Заземляемые элементы соединяются с опорой, а основание опоры — с заземлителем.
Таблица 2.5.19. Наибольшее сопротивление заземляющих устройств опор ВЛ Приказ Минэнерго России от 20.05.2003 N 187 (ред. от 20.12.2017) Об утверждении глав правил устройства электроустановок (вместе с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Издание седьмое. Раздел 2. Передача электроэнергии. Главы 2.4, 2.5)
- 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.
Как происходит сама процедура
Монтаж заземления (повторное или нет) для ВЛ (0,4, 6-10, 20 и 35 кв), сети электропередач или опор наружного освещения осуществляется следующим образом:
- 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
Железобетонные опоры
Железобетонные опоры это прямоугольные или трапециевидные конструкции из арматуры и бетона. Маркируются железобетонные опоры, как СВ. Далее идет номер маркировки, который обозначает длину опоры. Например, опора СВ 95 имеет длину 9,5 метров.
На опорах СВ сверху и снизу приварена арматура для осуществления повторного заземления PEN проводника.
Повторное заземление, называется повторным, потому что этот провод уже заземлен на КТП.
Трансформатор с глухозаземленной нейтралью (TN-C-S) предполагает, что по ВЛИ тянутся два или четыре провода СИП. Один или три провода фазные, плюс PEN проводник (он несущий). Разделяется PEN проводник на нулевой рабочий провод (N) и нулевой защитный провод (PE) проводник на столбе, если на нем вы ставите ВУ (вводное устройство) или в щите в доме.
Напомню, что разделяется PEN проводник на нулевой рабочий провод (N) и нулевой защитный провод (PE) проводник на столбе, если на нем вы ставите ВУ (вводное устройство) или в щите в доме.
Согласно ПУЭ повторное заземление ВЛИ это заземление PEN или PE проводника ВЛИ электропередач.
| Сопротивление заземляющего устройства, Ом | |
| До 100 | До 10 |
| 100-500 | » 15 |
| 500-1000 | » 20 |
| 1000-5000 | » 30 |
| Более 5000 | 6·10 |
Применение системы TN-C-S
Повторное заземление на деревянной опоре
Для повторного заземления на деревянной опоре монтируется заземляющий спуск. Заземляющий спуск делается, из металлического прута по опоре, который приваривается к штыревому электроду, вбитому в землю. Прут лучше взять из оцинкованной стали, если он толще 6 мм или из черной стали с антикоррозийным слоем, если он тоньше 6 мм.
Для работ понадобится сам прут, кувалда для его забивания, набор гаечных ключей (или сварка), отрезная болгарка на аккумуляторах. Выбрать болгарку на аккумуляторе нужно по диаметру отрезного круга и наличию двух зарядных батарей. Для работы вам не понадобиться электрическое подключение, что очень удобно в данном контексте.
Аналогично делается повторное заземления железобетонного столба без арматурного выпуска.
На деревянной опоре, где выполнено повторное заземление PEN проводника, нужно заземлить все металлические крюки и штыри опоры. Если на деревянной или железобетонной опоре нет повторного заземления PEN проводника, то крюки и штыри заземлять не нужно (2-4-41 ПУЭ).
Всё металлическое электрооборудование, расположенное на столбах (молниезащита, шиты ВУ, защита от перенапряжений и т.п.) должны заземляться отдельными проводами. Сопротивление повторного заземления не должно превышать 30 Ом (в варианте глухозаземленной нейтрали трансформатора).
Повторное заземление PEN проводника ВЛИ не отменяет устройство заземления частного дома с монтажом контура заземления возле или вокруг дома.
Советы практика
В завершении приведу предписание технического надзора. Где нужно сделать повторное заземление на участке ВЛИ от ТП до дома, длинной 800 метров.
В этом варианте, повторное заземление нужно сделать:
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.7.32. 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.
1.7.33. Заземление или зануление электроустановок следует выполнять:
1) при напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока — во всех электроустановках (см. также 1.7.44 и 1.7.48);
2) при номинальных напряжениях выше 42 В, но ниже 380 В переменного тока и выше 110 В, но ниже 440 В постоянного тока — только в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках.
Заземление или зануление электроустановок не требуется при номинальных напряжениях до 42 В переменного тока и до 110 В постоянного тока во всех случаях, кроме указанных в 1.7.46, п. 6, и в гл. 7.3 и 7.6.
1.7.34. Заземление или зануление электрооборудования, установленного на опорах ВЛ (силовые и измерительные трансформаторы, разъединители, предохранители, конденсаторы и другие аппараты), должно быть выполнено с соблюдением требований, приведенных в соответствующих главах ПУЭ, а также в настоящей главе.
Сопротивление заземляющего устройства опоры ВЛ, на которой установлено электрооборудование, должно соответствовать требованиям:
1) 1.7.57-1.7.59 — в электроустановках выше 1 кВ сети с изолированной нейтралью;
2) 1.7.62 — в электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью;
3) 1.7.65 — в электроустановках до 1 кВ с изолированной нейтралью;
В трехфазных сетях до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью и в однофазных сетях с заземленным выводом источника однофазного тока установленное на опоре ВЛ электрооборудование должно быть занулено (см. 1.7.63).
1.7.36. Для заземления электроустановок различных назначений и различных напряжений, территориально приближенных одна к другой, рекомендуется применять одно общее заземляющее устройство.
Для объединения заземляющих устройств различных электроустановок в одно общее заземляющее устройство следует использовать все имеющиеся в наличии естественные, в особенности протяженные, заземляющие проводники.
Заземляющее устройство, используемое для заземления электроустановок одного или различных назначений и напряжений, должно удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к заземлению этих электроустановок: защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции, условиям режимов работы сетей, защиты электрооборудования от перенапряжения и т. д.
1.7.37. Требуемые настоящей главой сопротивления заземляющих устройств и напряжения прикосновения должны быть обеспечены при наиболее неблагоприятных условиях.
Удельное сопротивление земли следует определять, принимая в качестве расчетного значения, соответствующее тому сезону года, когда сопротивление заземляющего устройства или напряжение прикосновения принимает наибольшие значения.
Повторное заземление на деревянной опоре
Применение системы TN-S
Система ТN-S наилучшая с точки зрения электробезопасности, но самая дорогостоящая. При ее обустройстве необходимо прокладывать от трансформаторной подстанции пять жил при трехфазном и три жилы — при однофазном электропитании. Это увеличивает финансовые затраты по сравнению с системами TN-C и TN-C-S. Повторному заземлению подлежит РЕ проводник.
На опорах воздушных линий электропередач необходимо повторно заземлять PEN-проводник, идущий от трансформаторной подстанции. Это нужно делать, чтобы повысить электробезопасность участков ВЛ и для надежной работы автоматических выключателей. Количество повторных заземлений на трассе воздушной линии определяется проектом электроснабжения.
Такое устройство обязательно применяется на опорах в конце воздушных линий электропередач, на опорах перед вводом в промышленное здание или частный дом, перед ответвлением от трассы ВЛ протяженностью более 200 м. Для монтажа используется подземная часть опоры. Если ее недостаточно, применяется дополнительный контур заземления, обычно состоящий из одного или двух заземлителей.
Спуск с верхнего конца опоры осуществляется проволокой диаметром 6 или 8 мм. Кроме PEN-провода, нужно заземлить все металлические элементы конструкции опоры. Сопротивление этого вида заземления не должно быть больше 30 Ом.
После установки заземлителей обязательно контролируют сопротивление заземляющего устройства специальными приборами. Наличие такого заземления делает безопасным эксплуатацию опор уличного освещения.
Воздушные линии электропередач
- ТN-C, когда нулевой рабочий проводник N объединен с нулевым защитным проводником РЕ.
- TN-S, когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводник на подстанции разделены.
- TN-C-S, когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводники на подстанции объединены, а при вводе в здание электроустановки разделяются на два проводника.
Совместимость с устройствами отключения
УЗО или дифавтомат реагирует на токи утечки в нагрузке. При появлении утечки в изоляции или при повышении влажности появляются токи утечки. При превышении определенного значения тока утечки УЗО обесточивает защищаемую цепь. Дифференциальный автомат обесточивает цепь при появлении в нагрузке короткого замыкания.
Применение устройства вторичного заземления нулевого провода влияет на время срабатывания автоматических выключателей. Чем ниже показатель сопротивления заземления, тем быстрее и надежнее сработает автоматический выключатель, а значит, выше безопасность человека при аварийных ситуациях в электрических сетях.
