Электрические станции, подстанции, линии и сети - Назначение заземлений и характеристики заземляющих устройств

ГЛАВА 16
ЗАЗЕМЛЕНИЯ И ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА СЕЛЬСКИХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК
§ 46. Назначение заземлений и характеристики заземляющих устройств

Назначение заземления и основные определения.

При работе сельских электроустановок (станций, подстанций и линий электропередачи) возможны случаи прикосновения людей и животных к токоведущим частям установок, находящимся под напряжением. Не исключены прикосновения и к частям, нормально не находящимся под напряжением, но оказавшимся под ним вследствие пробоя изоляции этих частей. В обоих случаях через тело людей и животных будет проходить электрический ток, который может вызвать смертельный исход.
Для защиты людей и животных от опасности поражения электрическим током предусматривают заземление, т. е. соединение оснований и металлических корпусов электрооборудования с землей. Заземления выполняют также для обеспечения нормальных условий работы электроустановки и для отвода грозовых разрядов в землю.
По назначению различают защитное, рабочее и грозозащитное заземления.
Защитное заземление выполняют для того, чтобы обеспечить соответствующую безопасность людей и сельскохозяйственных животных от поражения электрическим током при нарушениях изоляции элементов электроустановки. Рабочее заземление (например, заземление нейтрали трансформаторов напряжением 110 кВ) обеспечивает определенный режим работы электроустановки, а грозозащитное— отвод тока молнии от стержневых и тросовых молниеотводов и разрядников.
В общем случае под заземлением понимают преднамеренное соединение элементов электроустановки с заземляющим устройством, состоящим из заземлителей и заземляющих проводников. Заземлителем называют металлический проводник или группу электрически соединенных проводников, непосредственно соприкасающихся с землей. Их назначение — обеспечить электрическое соединение с землей. Заземлители бывают естественными и искусственными. Заземляющими проводниками называют металлические проводники, соединяющие заземляемые части электроустановки и корпуса оборудования с заземлителем.
В качестве естественных заземлителей в установках напряжением до 1000 В могут быть использованы подземные водопроводные трубы, металлические конструкции зданий и сооружений, имеющие хорошее соединение с землей. Искусственные заземлители выполняют в виде стальных стержней круглого или плоского сечения. Материалом для одиночных стержневых заземлителей может быть также угловая сталь.
Повреждение изоляции электроустановки может вызвать замыкание на землю и замыкание на корпус. Замыканием на землю называют случайное замыкание (соединение) находящихся под напряжением токоведущих частей установки непосредственно с землей. Замыканием на корпус называется электрическое соединение токоведущих частей электроустановки с заземленными основаниями и корпусами электрооборудования.
Заземлению подлежат все корпуса электрических машин, трансформаторов, выключателей, аппараты и приводы к ним, вторичные обмотки измерительных трансформаторов, каркасы распределительных щитов, шкафов и щитов управления, металлические конструкции подстанций и распределительных устройств, металлические оболочки силовых кабелей и корпусов кабельных муфт, разрядники, искровые промежутки, молниеотводы и тросы на каждой опоре.

Характеристики заземляющих устройств.

При замыкании токоведущих частей на землю через место замыкания проходит электрический ток. В зависимости от величины этого тока различают электроустановки с малыми и большими токами замыкания на землю. Если в электроустановке напряжением выше 1000 В однофазный ток замыкания на землю равен или меньше 500 А, она считается установкой с малыми токами замыкания на землю. Если указанный ток больше 500 А, считается, что установка имеет большие токи замыкания на землю.
Допустимая величина сопротивления заземляющих устройств для указанных установок принимается различной. Так, для установок с малыми токами замыкания на землю сопротивление заземляющего устройства в любое время года не должно превышать 10 Ом и, кроме того, быть не более величины Ом при использовании только для  установки выше 1000 В и не более Ом при использовании заземляющего устройства также и для установок напряжением до 1000 В. В приведенных выражениях  — расчетный ток замыкания на землю (А).
В установках с большими токами замыкания на землю наибольшее допустимое значение сопротивления заземляющих устройств равно 0,5 Ом.
Норма для сопротивлений заземляющих устройств опор линий электропередачи напряжением выше 1000 В устанавливается в зависимости от удельного сопротивления земли. Эти нормы приведены ниже.

Для электроустановок напряжением до 1000 В, работающих с глухим заземлением нейтрали, у генераторов и трансформаторов мощностью 100 кВА и менее сопротивление заземляющих устройств не должно быть больше 10 Ом, а при мощности последних выше 100 кВА — не более 4 Ом. При параллельной работе генераторов и трансформаторов учитывают их суммарную мощность.
Заземляющие устройства воздушных линий напряжением до 1000 В, предназначенные для защиты от атмосферных перенапряжений, должны иметь сопротивление заземления не выше 50 Ом.