Требования к заземляющим устройствам

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 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".

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.

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