Электроустановки напряжением выше 1000 В представляют повышенную опасность для обслуживающего персонала и требуют особо жёсткого подхода к организации защитного заземления․ В данной статье рассмотрим:
- Классификацию сетей по режиму нейтрали
- Нормативные предельные значения сопротивления и напряжения прикосновения
- Конструктивные особенности заземляющих устройств
- Технологию монтажа, эксплуатации и контроля
Классификация сетей и выбор схемы заземления
1․1 Сети с эффективно заземлённой нейтралью
Для сетей 6–110 кВ с глухозаземлённой нейтралью применяется заземление корпусов оборудования к нейтрали источника через защитные нулевые проводники (PE-шины)․ Основные требования:
- Сопротивление повторного заземления нулевого проводника не более 4 Ом (для сетей до 1000 В совместно эксплуатируемых с ВЛ выше 1 кВ)․
- Заземляющий контур подстанции должен обеспечивать напряжение прикосновения не более 50 В при продолжительности тока 1 с (ГОСТ 12․1․030-81)․
1․2 Сети с изолированной нейтралью
В сетях 6–35 кВ с изолированной нейтралью или заземлённой через дугогасящие реакторы/резисторы действует следующая логика:
- Корпуса оборудования заземляются на собственное заземляющее устройство (ЗУ), не связанное с нейтралью․
- Допускается объединение ЗУ разных электроустановок, если выполняются все предъявляемые к ним требования (п․ 1․7․3 ПУЭ)․
- Напряжение прикосновения ограничивается до 100 В при продолжительности до 0,2 с (п․ 1․7․91)․
Нормативные предельные значения
| Тип сети | Предельное сопротивление, Ом | Напряжение прикосновения, В | Примечание |
|---|---|---|---|
| Сеть >1000 В с глухозаземлённой нейтралью | 0,5–4 | ≤ 50 | Повторные заземления 4 Ом |
| Сеть >1000 В с изолированной/резонансной нейтралью | 10–250 /I3 | ≤ 100 (0,2 с) | I3 – ток однофазного замыкания на землю |
| Сеть постоянного тока >1000 В | 2–50 | ≤ 60 | Требуется контроль изоляции |
Конструкция заземляющего устройства
3․1 Материалы и геометрия
- Вертикальные заземлители: стальные трубы Ø 32–50 мм, длиной 2,5–3 м, присоединённые к горизонтальной полосе 40 × 4 мм․
- Горизонтальные заземлители: полосовая сталь, медные или оцинкованные проводники минимальным сечением не менее 75 мм²․
- В районах вечной мерзлоты применяются подводные заземлители или многоуровневые конструкции с дренажем․
3․2 Проверка сопротивления
Измерения проводятся методом трёх точек или с помощью измерителя сопротивления заземления (clamp-on)․ Периодичность:
- До ввода в эксплуатацию – однократно;
- Ежегодно – при эксплуатации РУ выше 1000 В;
- После ремонта, удлинения контура или замены грунта – внеочередно․
Порядок установки и снятия переносных заземлений
4․1 Подготовительные мероприятия
- Оформление наряда-допуска․
- Проверка отсутствия напряжения двумя независимыми приборами․
- Опускание в диэлектрических перчатках изолирующей штанги с установочным заземляющим ножом․
4․2 Последовательность операций
Установка:
- Сначала соединяют все фазы короткозамыкающим шиной (для ВЛ ≥110 кВ – длиной до 8 м)․
- Затем подсоединяют общий проводник к заземляющему устройству․
- Фиксируют положение нарядом-допуском и передают в дежурную службу․
Снятие: в обратном порядке, строго с проверкой комплектности․
Особые случаи
5․1 Объединённое заземление
Электроустановки разного напряжения (например, 0,4 кВ и 110 кВ) могут использовать общее заземляющее устройство, если оно удовлетворяет всем предъявляемым требованиям:
- Сопротивление ≤ 0,5 Ом – для 110 кВ;
- Напряжение прикосновения ≤ 50 В – для 0,4 кВ;
- Отсутствие увеличения перенапряжений на оборудовании 0,4 кВ при замыканиях на землю в сети 110 кВ․
5․2 Заземление в районах вечной мерзлоты
Для обеспечения требуемого сопротивления применяют:
- Глубинные заземлители до 30 м;
- Химические заземлители с наполнением соли и глины вокруг электрода;
- Закрытые контуры внутри зданий с тёплым полом․
Практический пример расчёта
Исходные данные: РУ 35 кВ, изолированная нейтраль, расчётный ток однофазного замыкания 25 А, требуемое напряжение прикосновения ≤ 100 В․
- Определяем допустимое сопротивление заземляющего устройства:
- Rз ≤ 100 В / 25 А = 4 Ом․
- Выбираем 12 вертикальных заземлителей длиной 3 м в сопротивлении грунта 100 Ом·м․
- Расчёт по формуле ГОСТ 12․1․030-81 даёт Rз = 3,8 Ом – соответствует норме․
Правильно спроектированное и эксплуатируемое заземляющее устройство в электроустановках выше 1000 В:
- Снижает напряжение прикосновения до безопасных значений․
- Обеспечивает надёжную работу защит от перенапряжений․
- Уменьшает риск электрического возгорания и поражения персонала․
Ежегодные измерения, контроль состояния грунта и своевременный ремонт заземлителей – обязательные условия бесперебойной и безопасной эксплуатации электрических сетей любого класса напряжения․