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
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
а — общий внешний вид, б — вариант заземления крюков
К деревянной опоре после контура (заземлитель 1 и 2) подводят соединяющую полосу (2) и спуск (3). Здесь спуск монтируют часто (шаг — 300 мм), скрепляя скобами. При этом спуск, а точнее его верхняя часть (4), будет выступать над опорой, выполняя роль молниеотвода. На рисунке (б) представлено заземление для металлической опоры в сети электропередач или наружного освещения. Контур защиты от перенапряжения здесь также будет соединяться со спуском (1). Но в этой ситуации спуск будет присоединен сваркой перемычки (2) или болтовыми зажимами, которые направляют нулевой потенциал земли на нулевой провод (3) и крюк (4).
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
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.
- при наличии электроустановок с глухозаземленной нейтралью повторное заземление как защита от перенапряжения нужно устанавливать не очень часто (шаг — километр линии);
- любое последующее повторное заземление обязано иметь сопротивление до 10 Ом (максимум). При наличии установки с мощностью более 100 кВА. Если мощность установки будет ниже, тогда сопротивление обязано быть до 30 Ом (максимум);
- для опор ВЛ нужно выполнять заземляющие устройства, если необходима повторная защита от перенапряжения. Допускается использовать конструкции для предохранения от перенапряжений природного происхождения (молнии). В данной ситуации сопротивление для заземляющего устройства должно браться не выше 30 Ом;
- любые металлические конструкции должны подключаться к специальным РЕN-проводникам;
- при наличии железобетонных опор специальные РЕN-проводники необходимо подсоединять к арматуре подкосов и стоек опор;
- При установке СИП, имеющих изолированные несущие проводники, защите от перенапряжения опоры (железобетонных и металлических деревянных, для ВЛ) не подлежат. Здесь повторное заземление нужно для штырей и крюков. Это делается для того, чтобы сформировать предохранение от перенапряжений атмосферного происхождения.
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.
Источник
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.
—> Рисунок 1 — Средства грозозащиты воздушных линий электропередачи:
а) искровой промежуток; б) вентильный разрядник; в) ОПН; г) длинно-искровой разрядник
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).
Источник
