1.14 .Лекция docx. Лекция Технологии проверки исправности заземляющих устройств Введение
 Скачать 178.68 Kb.
|
|
1.14 Лекция Технологии проверки исправности заземляющих устройств Введение В настоящем разделе даны "рекомендации по выполнению проверок и испытаний заземляющих устройств подстанций и опор ВЛ, а также пробивных предохранителей и измерению сопротивления петли фаза-нуль в установках до 1000 В с глухозаземленной нейтралью. Рекомендации разработаны с учетом указаний и положений, содержащихся в проекте Инструкции по эксплуатационному контролю заземляющих устройств подстанций напряжением 6-1150 кВ, разработанной в Новосибирском электротехническом институте группой специалистов под руководством Ю.В. Целебровского. При разработке рекомендаций учтены замечания и предложения, присланные в ОРГРЭС Челябэнерго, Иркутскэнерго, Нижновэнедго, Дальэнерго. 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Основными параметрами, характеризующими состояние заземляющих устройств (ЗУ), являются: сопротивление растеканию (для электроустановок подстанций, электростанций и опор ВЛ), соответствие их конструктивного выполнения требованиям ПУЭ, напряжение на ЗУ при отекании с него тока замыкания на землю и напряжение прикосновения (для электроустановок выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью, кроме опор ВЛ). Дополнительными характеристиками заземляющих, устройств, с помощью которых производится оценка их состояния в процессе эксплуатации, являются качество и надежность соединений элементов заземляющих устройств, соответствие сечения и проводимости элементов требованиям ПУЭ и проектным данным, интенсивность коррозионного разрушения. В соответствии с ПТЭ для контроля заземляющего устройства в установках до 1000 В с изолированной нейтралью необходимо производить проверку пробивных предохранителей, а в установках до 1000 В с глухозаземленной нейтралью измерение сопротивления петли фаза-нуль. Для измерения сопротивления заземляющих устройств и определения напряжения прикосновения существует ряд приборов, различающихся областью применения, диапазонами измеряемых значений, схемами, помехоустойчивостью, частотой измерительного тока и др. Области применения различных приборов приведены в табл. 1. Таблица 1 Приборы для измерения электрических параметров заземляющих устройств
Измерение сопротивления заземлителей подстанций, расположенных в городах, на застроенных территориях, на территории промышленных предприятий, следует выполнять, до присоединения еестественных заземлителей. Вызнано это тем, что при подключенной кабельнойсети, прокладке по территории подстанции подземных коммуникаций, различных трубопроводов и т.п. к заземлителю подстанции оказывается подключенной обширная сеть различных протяженных естественных заземлителей. При этом ни сопротивление испытуемого заземлителя, ни сопротивление всей заземляющей сети в силу ее обширных размеров достаточно точно измерить уже не представляется возможным. Сопротивление заземлителей таких подстанции можно измерить (с известными оговорками) после монтажа, капитального ремонта или переустройства заземляющих устройств до присоединения естественных заземлителей. По измеренному значению сопротивления, заземляющего устройства рассчитывается напряжение на заземляющем устройстве при стекании с него тока замыкания на землю. Расчет ведется по выражению  где Кс — сезонный коэффициент сопротивления. Рекомендации по выбору Кс даны в п. 5; Rз — измеренное значение сопротивления заземляющего устройства; /з — ток, стекающий с заземлителя в землю при однофазном замыкании на землю. Прочие (неэлектрические) характеристики заземляющих устройств, а именно качество неразъемных соединений, целость элементов, находящихся в земле, проверяются путем визуального осмотра (со вскрытием грунта в случае необходимости), простукиванием молотком. Количественная оценка степени коррозионного износа производится выборочно по участкам контролируемого элемента заземлителя путем измерения характерных его размеров. Измерения производятся штангенциркулем, глубиномером после удаления с поверхности элемента продуктов коррозии. 2. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ПОДСТАНЦИИ Измерение сопротивления производится без отсоединения грозозащитных тросов, оболочек отходящих кабелей и других естественных заземлителей. Принципиальная схема измерений приведена на рис. 1. Токовый и потенциальный электроды следует располагать на одной линии по территории, свободной от линий электропередачи и подземных коммуникаций. Расстояния от подстанции до токового и потенциального электродов выбираются в зависимости от размеров ЗУ и характерных особенностей территории вокруг подстанции. Если заземлитель подстанции имеет небольшие размеры, а вокруг него имеется обширная площадь, свободная от линий электропередачи и подземных коммуникаций, то расстояния до электродов выбираются следующим образом: rзт ³ 5Д; rзп = 0,5 rзт  Здесь Д — наибольший линейный размер РУ, характерный для данного типа заземлителя (для заземлителя в виде многоугольника — диагональ ЗУ, для глубинного заземлителя — длина глубинного электрода, для лучевого заземлителя — длина луча). Если заземлитель имеет большие размеры и отсутствует возможность размещения электродов, как указано выше, токовый электрод следует разместить на расстоянии rзт ³ 3Д. Потенциальный электрод размещается последовательно на расстоянии rзп = 0,1 rзт, 0,2 rзт, 0,3 rзт, 0,4 rзт, 0,5 rзт, 0,6 rзт, 0,7 rзт, 0,8 rзт, 0,9 rзт и производится измерение значений сопротивлении. Далее строится кривая зависимости значения сопротивления от расстояния rзп. Если кривая монотонно возрастает и имеет и средней части горизонтальный участок (как показано на рис. 2), ча истинное значение сопротивления принимается значение при rзп = 0,5 rзт. Если кривая немонотонная, что является следствием влияния различных коммуникации (подземных и надземных), измерения повторяют при расположении электродов в другом направлении от ЗУ. Если кривая сопротивления плавно возрастает, но не имеет горизонтального участка (рязниця сопротивлений, измеренных при rзп=0,4 rзт и rзп=0,6 rзт, превышает более чем на 10% значение, измеренное при rзп=0,5 rзт) и отсутствует возможность перемещения токового электрода на большее расстояние, возможен следующий выход. Проводятся две серии измерений при rзт=2Д и rзт=ЗД. Кривые наносятся на один график. Точка пересечения кривых принимается за истинное значение сопротивления заземлителя.  При использовании приборов М-416, ЭКЗ-01, ЭКО-200, АНЧ-3 кривые могут не пересечься. В этом случае рекомендуется использовать приборы МС-08, Ф-4103, ПИНП. При производстве измерений в качестве вспомогательных электродов применяют стальные стержни или трубы диаметром до 50 мм. Стержни должны быть очищены от краски, а в месте присоединения соединительных проводников и от ржавчины. Стержни забиваются или ввинчиваются в грунт на глубину 1,0-1,5 м. В случае необходимости токовый электрод выполняется из нескольких параллельно соединенных электродов, размещаемых по окружности, с расстоянием между ними 1,0-1,5 м. При выборе или сооружении токового электрода необходимо выполнить проверку соответствия сопротивления токовой цепи техническим данным прибора, с помощью которого предлагается провести измерения. Допустимое сопротивление токовой цепи (с электродом) у различных приборов имеет различные значения и зависит также от выбранного диапазона измерения сопротивления заземления. Для прибора Ф-4103, например, допустимое сопротивление токовой цепи в зависимости от выбранного диапазона измерений меняется от 1 до 6 кОм. Для проверки сопротивления токовой цепи необходимо в начале всех измерений объединить выводы Т1 и П1 прибора, соединить их с токовым электродом и провести измерения сопротивления токовой цепи. 3. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ ОПОР ВЛ Методика измерения сопротивления заземлителёй опор ВЛ без грозозащитного троса или с отсоединенным грозозащитным тросом практически мало отличается от измерения сопротивления заземлителей подстанций. Поскольку заземляющие устройства с большими размерами в плане редко применяются на опорах ВЛ, в большинстве случаев удовлетворительные результаты могут быть получены при расположении электродов по двухлучевой схеме при расстоянии между электродами, удовлетворяющем соотношениям: rзп = rзт = 1,5 Д; rтп =Д Расстояние rзп должно измеряться от края заземляющего устройства и во всех случаях должно составлять не менее 30 м от тела опоры. В случае невозможности или нецелесообразности отсоединения от тела опоры грозозащитного троса измерения сопротивления заземлителя опоры могут выполняться с помощью специально разработанных в некоторых организациях для этого приборов (импульсных и др.), с применением токоизмерительных клещей, а также по методу СибНИИЭ. Метод измерения с помощью токоизмерительных клещей заключается в измерении суммарного тока, протекающего по всем заземляющим спускам, ногам или стоикам опоры, и потенциала заземляющего спуска относительно вспомогательного электрода, помещенного в зону нулевого потенциала. Сопротивление заземлителей определяется как отношение потенциала к суммарному току. На нагруженных ВЛ 110 кВ токи, стекающие в землю по опорам, составляют от нескольких сот миллиампер до нескольких ампер. Метод СибНИИЭ основан на использовании двух потенциальных П1 и П2 и двух токовых электродов (сравнительный СЭ и вспомогательный токовый ВТ). Взаимное расположение указанных электродов и контролируемого заземляющего устройства ЗУ указано на рис. 3.  В качестве измерительных приборов при реализации этого метода могут быть использованы серийные измерители заземления, а также приборы из геофизических комплектов. Учитывая очень малые значения измеряемых величин может потребоваться дополнительное оснащение этих приборов специальными усилительными приставками. Описание приставок имеется в [1]. Измерения производятся трижды с включением независимого источника тока и измерительных приборов по схемам рис. 4. При этом определяются последовательно три значения R1, R2 и R3, соответствующих схемам измерения на рис. 4, а, б и в. Искомое сопротивление заземлителя опоры Rx (при использовании прибора без усилительной приставки) определяется:   4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИКОСНОВЕНИЯ Напряжение прикосновения определяется по выражению  где /з — значение тока замыкания на землю в месте измерения; Uизм/Iизм — сопротивление, измеренное прибором; R4 — сопротивление тела человека (для установок выше 1000 В с глухозаземленной нейтралью R4 = 1000 Ом); Rосн.мин — минимальное из всех измеренных на объекте значений сопротивления основания. Принципиальные схемы измерений напряжения прикосновения представлены на рис. 5. Токовый электрод размещается таким образом, чтобы возможно точнее имитировать токовую цепь, везникающую при замыкании на землю. При измерении напряжения прикосновения на территории ОРУ 110 кВ и выше, питание которого осуществляется от одной или нескольких ВЛ, токовый электрод переносится от края заземлителя не менее чем на 2Д, где Д — максимальный размер заземлителя. Если подстанция располагается на территории промышленного предприятия, на застроенной территории, то для уменьшения наводки напряжения на токовую цепь рабочим током ВЛ токовый электрод переносится не менее чем на 200 м от подстанции и в сторону от питающих ВЛ примерно на 100 м. Если измерения выполняются на ОРУ 110 кВ, с шин которого осуществляется питание нагрузки, а питание шин в свою очередь осуществляется от автотрансформатора с высшим напряжением 220-1150 кВ, токовый электрод следует присоединять к нейтрали питающего автотрансформатора. Проводники токовой и потенциальной цепей должны подключаться к заземленному оборудованию отдельными струбцинами. При этом проводник токовой цепи подсоединяется к заземляющему проводнику. Проводник потенциальной цепи может быть подсоединен к этому же заземляющему проводнику или к любой точке металлоконструкции в месте измерения, т.е. к месту возможного прикосновения.  При измерении на нерабочем месте вывод Т2 прибора присоединяется к заземляющей шинке корпуса ближайшего оборудования, по которой может протекать ток короткого замыкания. Потенциальная цепь от вывода П1 прибора подсоединяется к пластине, имитирующей стопы ног человека, размером 25х25 см2, которая располагается примерно в 1 м от оборудования. Основание под пластиной должно быть выровнено и увлажнено 250 мл воды. Пластина должна быть выполнена таким образом, чтобы при измерениях на ней мог располагаться человек, создающий необходимое давление, которое должно быть не менее 50 кгс/см2. Напряжения прикосновения необходимо измерять в контрольных точках, в которых эти значения определены расчетом при проектировании. Рекомендуется производить измерения кроме того и на всех рабочих и нерабочих местах (к рабочим относятся места, где при выполнении оперативных переключений могут возникнуть КЗ на конструкции, доступные для прикосновения производящему переключения персоналу). При измерениях на подстанциях 110 кВ и выше выводы П1 и П2 измерительного прибора должны быть шунтированы резистором 1 кОм, как это показано на рис. 5. В приборах ПИНП и ЭКО-200 этот резистор встроен. Для определения сопротивления основания собирается схема, показанная на рис. 6. Определение сопротивления основания рекомендуется проводить у каждой точки измерения. Сопротивление Rосн, измеряется мегаомметром. Напряжение прикосновения по выражению (3) рассчитывается после проведения всех измерений.  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||