Глава пятьдесят третья
ЗАЗЕМЛЕНИЕ ОПОР ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ
НАПРЯЖЕНИЕ ПРИКОСНОВЕНИЯ
Во время нормальной работы линии передачи на любой металлической опоре при исправной изоляции никаких токов по опоре не проходит, потенциал ее частей равен нулю, т. е. равен потенциалу земли.
Прикосновение при таком состоянии к опоре безопасно. Однако, при грозовых разрядах при коротком замыкании на линии или плохом состоянии изоляции по опоре может пройти более или менее значительный ток. Этот ток повышает потенциал различных точек опоры по отношению к земле на различную величину. При больших токах потенциал опоры может приобрести величину, опасную для жизни человека,
Разность потенциалов между двумя точками в цепи тока заземления, которых одновременно может коснуться человек, называется напряжением прикосновения.
ШАГОВОЕ НАПРЯЖЕНИЕ
Высокий потенциал опоры в свою очередь обуславливает высокий потенциал земли вокруг опоры, распределяющийся по некоторой кривой, как показано на фиг. 281.
Потенциал земли в точке С больше потенциала в точке D, и если случится, что ноги человека расположатся в этих точках, то при достаточной разности потенциалов через тело человека от одной нога к другой потечет ток, опасный для организма.
Разность потенциалов между ногами человека называется потовым напряжением.
ЗАЗЕМЛЕНИЕ ОПОР
Чтобы не создавать опасность от напряжения прикосновения или шагового напряжения, в населенных местах и на переходах опоры дополнительно заземляются.
Для этого вокруг опор в земле укладываются заземлители в виде колец и лучей из полосовой или круглой стали на глубине 0,5—1,0 м и забитых в землю труб, электрически связанных между собой и с опорами.
Фиг. 281. Распределение потенциала вокруг опоры.
На участках линий, проходящих по населенным местам1, сопротивление заземлений опор не должно превышать 10 ом.
Это требование относится к металлическим опорам, а также к заземлениям разрядников, защитных искровых промежутков и к заземлениям тросов и молниеотводов, устанавливаемым на опорах.
Деревянные опоры, не имеющие устройств для защиты от грозовых перенапряжений, не заземляются.
При наличии на опорах защитных тросов сопротивление опоры может быть больше 10 ом; однако, результирующее сопротивление с учетом параллельно соединенных тросами заземлений соседних опор не должно превосходить 10 ом.
В ненаселенных местах сопротивление заземления опор не нормируется.
Для сооружения искусственного заземления применяют: а) вертикально забитые стальные трубы или стержни. Толщина стенок труб должна быть не менее 3,5 мм (число труб или стержней должно быть не менее двух), диаметр трубы — не менее 37 мм (1,5');
- стальные ленты толщиной не менее 4 м и площадью поперечного сечения не менее 100 мм2.
При грунтах, в которых можно ожидать усиленной коррозии, следует применять омедненные или оцинкованные проводники и трубы.
В целях снижения сопротивления растеканию трубы следует располагать на расстоянии друг от друга не менее чем на 2,5—3 м.
Число колец и труб, а также протяженность лучей зависят от удельного сопротивления грунта и определяются расчетом в проекте.
Сопротивление почвы, в которую предполагается помещать искусственные заземлители, дано в табл. 139.
В плохо проводящих грунтах с целью снижения сопротивления заземлителей можно применять искусственную обработку земли (поваренной солью, содой и т. д.).
Таблица 139
Фиг. 282. Детали заземляющего устройства.
Фиг. 283. Заземление деревянных опор 110 кВ.
Указанные в таблице величины являются средними для грунтов с содержанием влаги от 10 до 20% от веса грунта.
Ввиду того, что удельное сопротивление грунта зависит от очень многих факторов, его следует определять у каждой заземляемой опоры непосредственно измерением и учитывать сезонные колебания сопротивления.
Замеры рекомендуется производить в периоды наименьшей проводимости почвы; летом — при наибольшем просыхании и зимой — при наибольшем промерзании почвы.
Конструктивное выполнение деталей заземляющих устройство дано на фиг. 282.
Присоединение заземляющих проводов к заземлителям и все прочие соединения заземляющей проводки осуществляются сваркой.
Сварка заземляющей проводки производится внахлестку.
Фиг. 284. Заземление металлических узкобазых опор 110 кВ,
Длина сварочного шва должна равняться двойной ширине прямоугольных полос, или шестикратному диаметру круглых проводов. На фиг. 283, 284, 285 указано несколько типов дополнительных заземлителей металлических и деревянных опор.
На деревянных опорах для присоединения заземления к защитному тросу по ногам опоры прокладываются спуски (или стержни заземления) из троса или круглого железа сечением не меньше сечения защитного троса (фиг. 286). Соединение производится на высоте 2,5—3 м от уровня земли.
Фиг. 285. Заземление при помощи труб опор 220 кВ.
Для присоединения спусков к защитному тросу и к заземлению применяются болтовые зажимы, указанные на фиг. 287.
Назначение зажимов следующее:
Зажим КЗ-1 служит для присоединения спусков к защитному тросу.
Зажим КЗ-2 служит для присоединения спусков к заземлителю из круглой стали.
Зажим КЗ-3 служит для присоединения спусков к заземлителю из полосовой стали.
Зажимы должны быть оцинкованы. Перед присоединением следует контактные поверхности на концах соединяемых элементов тщательно очистить. Гайки болтов, стягивающие обе половинки зажима, должны быть затянуты до отказа.
Заземлитель, укрепленный на ногах опоры выше уровня земли защищается от возможных повреждений.
Фиг. 286. Прокладка стержней заземления на деревянной опоре.
УСТРОЙСТВО ЗАЗЕМЛЕНИЙ
Устройство заземлений состоит из рытья траншей, укладки заземляющего контура, забивки труб, соединения отдельных элементов заземления между собой и присоединения их к опоре.
До начала работ, в соответствии с ведомостью заземления опор, содержащей список опор, подлежащих дополнительному заземлению, на базах строительства заготовляется нужное число колец и лучей и, согласно ведомости, развозится по соответствующим пикетам линии.
Устройство заземлений производится специальной бригадой.
Отдельное звено производит соединение элементов заземления между собой и присоединение их к опоре. Обычно соединения производятся электросваркой, для чего звено имеет при себе передвижной электросварочный агрегат.
Присоединение заземления к металлическим опорам производится приваркой к поясному утолку. К спускам деревянных опор присоединение производится при помощи зажимов КЗ-2 или КЗ-3. Сами спуски могут быть проложены по ногам опоры до или после установки опоры. В первом случае эта работа производится плотниками непосредственно после сборки опоры. Они прокладывают конец троса или круглого железа вдоль ног опоры и закрепляют его скобочками.
Фиг. 287. Зажимы КЗ-1, КЗ-2 и КЗ-3.
При устройстве спуска после установки опоры работа производится в такой же последовательности, но выполняется монтером-верхолазом.
Набор инструментов и механизмы для работ по устройству заземлений приведены в табл. 140.
На каждой опоре после окончания работ по устройству заземления бригадиром заполняется журнал работ.
Таблица 140
Набор инструмента и механизмов при работах по устройству заземлений
234. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ ОПОР
Замеры сопротивления заземления производятся измерителем сопротивления заземления (фиг. 288).
На расстоянии 20 и 40 м от опоры вдоль или поперек линии забивается зонд S и вспомогательное заземление Н (фиг. 289).
В качестве зонда и вспомогательного заземления применяются ломы или газовые трубы, длиной 1,5 м, которые забиваются в землю на глубину 1 м.
Зажимы прибора присоединяются:
- — к поясному уголку опоры;
- — к зонду S и
- — к вспомогательному заземлению Н.
Все соединения производятся изолированным проводом ШРГН или ПРН, сечением не менее 1 мм2. Места присоединения проводов тщательно зачищаются от грязи, краски и т. п.
Фиг. 288. Измеритель сопротивления заземления.
Фиг. 289. Измерение сопротивления заземления заземлителя контурного типа.
Если при этом указатель b отклоняется от нулевого положения, то вращением кнопки d стрелка устанавливается опять на нуль. После установки стрелки на нуль вращают рукоятку индуктора примерно со скоростью 2—3 об/сек и одновременно вращают поворотную кнопку е, пока стрелка указателя снова не установится на нуле.
Указатель кнопки е показывает непосредственно на шкале сопротивление заземления опоры. Смотря по установке переключателя шкалы С на 25 ом или 250 ом, в расчет принимаются соответственно внешняя или внутренняя шкала.
При измерениях сопротивления заземления опор с протяженными заземлителями электроды S и Н забиваются на значительно большие расстояния от опоры и в направлении, перпендикулярном к наиболее длинному заземлителю.
В случае выхода двух перпендикулярных лучей электроды S и Н забиваются под углом 45о к линии электропередачи (фиг. 290).
ЗАМЕР УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА
На расстоянии 5 л от опоры забивается на глубину 1 м контрольный заземлитель Т (фиг. 291).
К этому заземлителю присоединяют зажим 1 прибора; зажимы 2 и 3 остаются присоединенными к зонду S и вспомогательному заземлению Н. Замер производится ранее указанным методом. Полученная при замере величина сопротивления заземления контрольного заземлителя Т, равная R ом, подставляется в формулу для определения удельного сопротивления грунта:
Фиг. 291. Измерение удельного сопротивления грунта.
236. ЗАМЕР НАПРЯЖЕНИЯ ПРИКОСНОВЕНИЯ И ШАГОВОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Фиг. 292. Измерение напряжения прикосновения и шагового напряжения.
Для измерения напряжения прикосновения (фиг. 292) зонд S переносят в точку 1 на расстоянии шага от опоры (0,8 м), забивают его на глубину 1 м и производят, замер сопротивления заземления по ранее описанной схеме, причем зажим 2 прибора присоединяется к зонду S, а зажимы 1 и 3 — соответственно к опоре и вспомогательному заземлению. Если R1 — полученная при замере величина сопротивления заземления, то напряжение прикосновения будет равно
где I — наибольшая величина тока, проходящего через опору при коротком замыкании одного провода на опору.
Для определения шагового напряжения зонд S забивается в точке 2 на расстоянии двух шагов (1,6 л) от опоры, и производится замер по ранее описанной схеме.
Если R2 — полученная величина сопротивления заземления, то шаговое напряжение будет равно:
Замеры напряжения прикосновения и шагового напряжения производятся при неотсоединенном тросе, при замерах же сопротивления заземления трос должен быть изолирован.
Необходимо периодически производить проверку прибора.
Для этого кнопку а ставят на 20 см.
При вращении рукоятки стрелка указателя b должна стоять на нуле, если указатель кнопки е показывает на шкале сопротивления 20 ом; при этом безразлично, приключены ли заземление, зонд и вспомогательный заземлитель или нет.
Результаты замеров вносятся в ведомость измерения (табл. 141).
Таблица 141
Ведомость измерения сопротивления заземления опор и грунтов на линии
Графы 2—5 ведомости заполняются по данным проекта.
Графа 6 заполняется только в том случае, если дополнительный заземлитель присоединен к опоре (металлической) во время замера.
В графе 7 указывается, был ли смонтирован защитный трос во время замеров и каким образом он был изолирован от опоры.
Для определения характера грунта (графы 8 и 9) около опоры вырывается яма глубиной около 0,5 м.
Графы 13 и 15 заполняются только в том случае, если первый замер дал величину сопротивления заземления опоры более 10 ом для металлических опор, 15 ом — для деревянных опор линий 110 кВ и 10 ом — для деревянных опор линий 30 кВ.
В последнем случае делают повторные замеры.
В графу 17 заносятся данные проверки прибора.
Графа 18 не заполняется при измерениях; в нее заносятся результаты последующего расчета удельного сопротивления грунта. Набор инструмента для замера заземлений приведен в табл. 142.
Таблица 142
Набор инструмента при замерах сопротивлений
