Оборудование подстанций

Требования, предъявляемые к заземляющим устройствам. Заземляющие устройства в электроустановках напряжением до 1000 В и выше используются для обеспечения безопасности людей и защиты электрооборудования от грозовых и коммутационных перенапряжений.

Для заземлений электроустановок различных назначений и напряжений следует применять одно общее заземляющее устройство. При этом оно должно удовлетворять требованиям, предъявляемым к такому заземлению, которое должно иметь меньшее сопротивление. Так, например, при создании общего заземляющего устройства для двух электроустановок, сопротивления заземления которых должно быть не более 4 и 10 Ом, сопротивление общего заземления должно быть не более 4 Ом.

В электроустановках с глухозаземленной нейтралью при замыканиях на заземленные части должно быть обеспечено надежное автоматическое отключение поврежденных участков сети с наименьшим временем отключения. Для этого в таких установках напряжением до 1000 В обязательна металлическая связь корпусов электрооборудования с заземленной нейтралью электроустановки. Применение заземления корпусов оборудования без металлической связи с нейтралью трансформатора запрещается.
Электроустановки напряжением до 1000 В допуска^-ютоя как с глухозаземленной, так и с изолированной нейтралью.

В четырехпроводных сетях переменного тока обязательно должно быть глухое заземление нейтрали.
Заземление электроустановок выполняется в обязательном -порядке при напряжениях 500 В и выше во всех случаях. При напряжении выше 36 В переменного и и ПО В постоянного токов защитное заземление выполняется в городских наружных установках, а также в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных.

Электроустановки можно не заземлять при номинальных напряжениях 36 В и ниже переменного тока и ПО В и ниже постоянного тока.

Необходимо заземлять следующие установки:
1) корпуса трансформаторов, аппаратов, электрических машин, светильников, пусковой аппаратуры и т. п.;
2) приводы электрических аппаратов (разъединителей, высоковольтных выключателей и др.);
3) вторичные обмотки измерительных трансформаторов тока и напряжения. При этом у трансформаторов тока, устанавливаемых в цепях напряжением 500 В и выше, вторичная обмотка одним полюсом должна быть заземлена на зажимах. У трансформаторов напряжения заземляются нулевые точки, а при соединении их обмоток в «открытый треугольник» - общая точка вторичных обмоток.
Вторичная обмотка шинных трансформаторов тока напряжением до 1000 В, у которых отсутствует изоляция между первичным витком (шиной) и сердечником, находящимся в связи с этим под напряжением, не должна заземляться. В этом случае заземляют присоединяемые к ней цепи.
Вторичные обмотки трансформаторов напряжения, соединенные в звезду или же питающие оперативные цепи защиты и автоматики с оперативным переменным током, можно заземлять через пробивной предохранитель.
4. Каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов.
5. Металлические конструкции распределительных устройств, кабельные конструкции, металлические корпуса кабельных муфт, оболочки и брони контрольных и силовых кабелей, оболочки проводов, стальные трубы электропроводки, крючки и штыри фазных голых проводов и другие металлические конструкции, связанные с установкой электрооборудования, арматуры железобетонных опор.
6. Металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников.

В электроустановках заземлению не подлежат:

1) арматура подвесных и штыри опорных изоляторов, кронштейны и осветительная арматура при установках их на деревянных опорах линий электропередачи и деревянных конструкциях открытых подстанций;
2) оборудование, установленное на заземленных металлических конструкциях; при этом опорные поверхности в месте соприкосновения оборудования с конструкцией должны быть тщательно зачищены для обеспечения между ними электрического контакта;
3) корпуса электроизмерительных приборов (амперметров, вольтметров и т. д.), реле и т. п., установленных на щитах, щитках, шкафах, а также на стенах камер распределительных устройств;
4) рельсовые пути, выходящие за территорию подстанций и распределительных устройств;
5) съемные или открывающиеся части на металлических заземленных каркасах и камерах распределительных устройств, ограждений, шкафов, дверей и т. п.

В городских электрических установках напряжением 380/220 и 220/127 В с заземленной нейтралью применяется система, при которой проводники защитного заземления и все элементы электроустановки, подлежащие заземлению, соединены с заземленной нейтралью трансформатора или генератора. При таком соединении каждое замыкание токоведущих частей на заземленные части электроустановки превращается в короткое замыкание, вызывающее отключение аварийной установки ближайшим предохранителем или автоматом.

Применение в электроустановках напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью системы «зануления» вызвано тем, что выполнение в этих установках обычного заземления оборудования не обеспечивает требуемой безопасности. Объясняется это следующим. Замыкание на корпус в электроустановке до 1000 В с заземленной нейтралью трансформатора сопровождается током.
Этот ток будет не всегда достаточным, чтобы вызвать действие автомата или предохранителя и обеспечить отключение электроустановки.

Нормальная работа системы «зануления» обеспечивается при условии соблюдения следующих основных требований:

1) достаточной величины тока отключения аварийного оборудования;
2) быстроты срабатывания отключающих устройств (автоматов предохранителей и др.);
3) немедленной ликвидацией обрыва проводников заземления;
4) сохранением номинальных значений плавких вставок и токов уставки автоматов при их заменах и ремонтах.

Сравнивая описанные способы выполнения защитных заземлений видно, что их действие заключается в одном случае в снижении тока до величины, безопасной для человека (в установках с изолированной нейтралью), а в другом - в обеспечении быстрого отключения поврежденного оборудования электроустановки (в установках с заземленной нейтралью).

Защитное заземление предотвращает опасность поражения людей, возникающую при появлении потенциала опасной величины на частях электроустановок, не находящихся под напряжением. При этом появившееся напряжение снижается до определенной безопасной величины или участок электроустановки отключается.

Появление напряжения на частях оборудования, нормально изолированных от токоведущих частей, частое явление в эксплуатации подстанций. Бывают и случаи возникновения замыканий в результате обрыва токоведущего провода и падения его на заземленное оборудование или на землю. Такие замыкания называются «замыканием на землю».

Замыкания на землю или корпус при неисправности защитного заземления - одна из наиболее частых причин несчастных случаев с теми, кто обслуживает электроустановку или случайно оказывается вблизи нее, так как эксплуатация электроустановок неизбежно связана с осмотрами и мелким ремонтом, в процессе которых обслуживающий персонал находится в непосредственной близости от работающего оборудования или прикасается к нему.

Основной защитной мерой в электроустановках является устройство защитных заземлений. Защитным заземлением называется устройство для обеспечения безопасности, в котором нормально не находящиеся под напряжением металлические части оборудования соединены с землей с помощью заземляющих проводников и заземлителйй. Такое устройство можно рассматривать как защитное заземление только в том случае, если оно выполнено с соблюдением соответствующих требований и норм.

В электроустановках с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В применяется защитное заземление, назначением которого является создание между металлическим корпусом защищаемого оборудования и землей электрического соединения достаточно малого сопротивления. Благодаря этому при прикосновении к оборудованию с поврежденной изоляцией через человека пройдет ток, величина которого не будет опасной для него.

При повреждении изоляции заземленного оборудования или электроустановки ее металлические части оказываются присоединенными к линии. При этом, в случае прикосновения к ним, для тока открываются два пути: через тело прикоснувшегося и через заземление. Чем меньше будет сопротивление цепи заземления, тем большая часть тока будет проходить по этой цепи.

При достаточно малом сопротивлении заземления почти весь ток замыкания проходит через заземление и только небольшая, а поэтому и неопасная для человека часть тока проходит через тело прикоснувшегося.