Заземляющие устройства трансформаторных подстанций.
При устройстве заземлений стараются максимально использовать естественные заземлители, о чем было сказано выше. Такие заземлители надежно соединяют с искусственными для получения необходимой величины общего сопротивления заземляющего устройства. Основным типом заземлителей являются сложные заземлители, состоящие из контура в виде стальной полосы, соединяющего вертикально забитые в землю трубы или стержни уголкового сечения. Для заземляющих проводников и заземлителей используют круглые стальные стержни диаметром не менее 5 мм при их прокладке внутри зданий и не менее 6 мм при прокладке снаружи или в земле. Прямоугольные полосы должны иметь сечение не менее 24 мм2 при толщине 3 мм для внутренних заземляющих проводок и не менее 48 мм2 и 4 мм соответственно при прокладке снаружи или в земле. При использовании уголков толщина их полок должна быть не менее 2 мм для зданий; 2,5 мм для наружных установок и не менее 4 мм при их расположении непосредственно в земле. Толщина стенок стальных газопроводных труб должна быть не менее 2,5 мм при их использовании в качестве элементов заземления внутри и снаружи здания и не менее 3,5 мм при их прокладке в земляных траншеях.
Рис. 149. Схема заземляющего устройства мачтовой подстанции:
а — общий вид, б — разрез; 1— стойки опоры, 2 — горизонтальный заземлитель, 3 — электрод заземления
При выполнении заземлений следят за тем, чтобы каждый заземляемый элемент установки был присоединен к заземлителю или к заземляющей магистрали через отдельное ответвление. Последовательное включение в заземляющий провод нескольких частей заземляемого оборудования категорически запрещается, так как при нарушении контакта в одном элементе вся цепь заземления прерывается. В цепях заземляющих устройств не допускается применение каких-либо отключающих приборов и устройств, а также установка предохранителей.
На низковольтных мачтовых трансформаторных подстанциях заземляют нейтраль и корпус трансформатора, цоколи изоляторов, разъединителя и предохранителей, разрядники, привод разъединителя, металлический шкаф распределительного низковольтного щита. Все соединения заземляющего устройства выполняются сваркой. Длина сварного шва берется равной двойной ширине при прямоугольной полосе или шести диаметрам при круглом сечении заземляющих проводников.
На рис. 149 приводится пример (общий вид и разрез) заземляющего устройства мачтовой подстанции на А-образных деревянных опорах с трансформатором мощностью от 160 до 250 кВА. Напомним, что по действующим правилам сопротивление заземляющего устройства такой подстанции не должно превышать 4 Ом.
Заземляющий контур подстанции выполнен из стали круглого сечения диаметром 10 мм. Он укладывается в виде квадрата вокруг подстанции с охватом стоек опор в каждую сторону от их оси по 7,5 м (рис. 149, а). Глубина заложения электродов и горизонтальных заземлителей должна быть не менее 0,7 м (рис. 149, б). Соединение горизонтальных заземлителей между собой и электродами выполняют сваркой внахлестку на длину не менее 60 мм. В качестве электродов заземления могут быть использованы отрезки угловой стали длиной 2,5 м, которые также необходимо соединить сваркой с горизонтальным заземлителем, выполненным из круглой стали или полосы.
Устройство заземлений районных трансформаторных подстанций сводится к сооружению наружного заземляющего и внутреннего контуров заземления. Для наружного контура размечают и откапывают траншеи согласно проекту, причем разметку трассы контура выполняют электрики, а земляные работы—рабочие землекопы. Расстояние от стен здания подстанции до траншей наружного контура должно быть не менее 2—2,5 м. Глубину траншеи принимают равной 0,7 м. Подготовленные электроды из угловой стали сечением 50 X 50 X 5 мм длиной 2,5 м или круглой стали диаметром 12 мм, длиной 5 м забивают в землю так, чтобы их концы выступали над дном траншеи на 200—250 мм. После этого в траншеях прокладывают горизонтальные заземлители и приваривают их к вертикальным электродам. После сварки отрезков горизонтальных заземлителей траншею засыпают землей и утрамбовывают.
При прокладке внутреннего контура заземления все соединения выполняют сваркой. Заземляющие полосы при их креплении к стенам зданий закрепляют скобами, устанавливая их на расстоянии 0,85— 1,0 м друг от друга. Если необходимо выполнить проход заземляющих проводников через стены, их заключают в отрезки стальных труб. Присоединения заземляющих проводников к конструкциям выполняют сваркой, а к аппаратам — при помощи надежного болтового соединения или сваркой. После монтажа внутреннего заземления все проводники и детали заземления окрашивают черным лаком, оставляя незакрашенными места, предназначенные для присоединения временных (переносных) заземлений.
Заземления опор воздушных линий электропередачи.
Для защиты людей от поражения электрическим током опоры воздушных линий электропередачи заземляют. Значения сопротивлений заземляющих устройств опор линий электропередачи напряжением выше 1000 В были приведены в предыдущем параграфе.
Для линий напряжением до 1000 В наибольшее допустимое значение сопротивления заземления составляет 50 Ом для устройств защиты от атмосферных перенапряжений и 30 Ом для защиты от атмосферных перенапряжений людей и животных, находящихся в зданиях.
Заземлению подлежат опоры всех типов, на которых устанавливают крюки, штыри, кронштейны и металлические оттяжки опор, закрепленные нижним концом на высоте не более 2,5 м от земли.
В сельских сетях напряжением 380/220 В, работающих с глухо- заземленной нейтралью, кроме основного заземления нейтрали источника питания, должно быть выполнено также повторное заземление нулевого провода. Повторное заземление на линиях напряжением 0,4 кВ выполняют через каждые 250 м, а также на концах воздушной линии и ответвлений, превышающих 200 м. Сопротивление повторных заземлений нулевого провода воздушной сети принимают в зависимости от мощности трансформатора или генератора, питающего данную сеть. Так, при мощности трансформатора 100 кВА и ниже сопротивление заземляющего устройства каждого из повторных заземлений не должно превышать 30 Ом, при наличии не менее трех таких заземлений на линии. Если мощность питающего сеть трансформатора более 100 кВА, то величина сопротивления каждого из повторных заземлений не должна быть выше 10 Ом.
Присоединять заземляющие провода к заземлителям повторных заземлений необходимо надежным болтовым соединением, чтобы иметь возможность отсоединить и проверить каждый заземлитель в отдельности. Во всех остальных случаях спуски заземляющих проводов присоединяются к заземлителям электросваркой.
Рис. 150. Схемы заземляющих устройств:
а — для заземления низковольтных опор с приставками, б, в — для заземления железобетонных опор линий напряжением 10 кВ; 1 — опора, 2— стойки, 3—подкос
Рис. 151. Выполнение защитного заземления крюков низковольтной опоры: а — присоединение заземляющего спуска сваркой, б — плашечными зажимами
Заземляющие устройства опор воздушных линий выполняют в виде ввернутых в землю на глубину 5—10 м заземлителей из круглой стали диаметром 12 мм и выше. Углубляют такие заземлители, ввинчивая электросверлилку с редуктором или вращательный механизм, изготовленный на базе мотоагрегата «Дружба». Для удобства вворачивания на конец стержня приваривают две половинки шайб, изогнув их лопасти по винтовой линии. Электроды можно погружать в грунт также ударным способом, пользуясь различного рода отбойными молотками, вибромолотом типа ВМ-2 или вручную.
Схемы заземляющих устройств опор воздушных линий электропередачи показаны на рис. 150. Для низковольтных линий сопротивление заземления до 30 Ом обеспечивается устройством заземления из двух электродов длиной до 5 м каждый, как это показано на рис. 150, а. Заземляющие устройства ВЛ помещают на глубину не менее 0,5 м, а в пахотных землях — не менее 1 м.
Для достижения требуемой величины сопротивления заземления 10 Ом при расчетном сопротивлении грунта, равном 50 Ом · м применяют один заземлитель длиной 3 м и соединительную полосу длиной 5 м (рис. 150, б), а для величины сопротивления заземлителя 15 Ом при сопротивлении грунта 250 Ом·м — три заземлителя, расположенных на расстоянии 10 м друг от друга (рис. 150, в).
Для заземления арматуры, расположенной на опорах, по ним прокладывают заземляющие спуски, присоединяемые к заземлителям. Сечения заземляющих спусков для воздушных линий напряжением 6—10 кВ должно быть не менее 35 мм2, а диаметр спусков для линий напряжением до 1000 В — 6 мм. Присоединение крюков низковольтной линии к заземляющим спускам с помощью сварки или плашечных зажимов показано на рис. 151.
