Заземление и молниезащита трансформаторной подстанции

Заземление и молниезащита трансформаторной подстанции

Для передачи электроэнергии на большие расстояния используют высокое напряжение. Как правило, к потребителю приходит линия 6 (10)кВ и для снижения напряжения до 0,4кВ проектируют трансформаторные подстанции. Сейчас хочу рассмотреть заземление и молниезащиту такой ТП.

В данной теме можно выделить внешний и внутренние контуры заземления, а также мероприятия по молниезащите трансформаторной подстанции.

1 Внешний контур заземления.

В общем случае внешний контур заземления для трансформаторной подстанции состоит из замкнутого контура, представляющим собой горизонтальный заземлитель и  n-го количества вертикальных электродов. В качестве горизонтального электрода применяют полосовую сталь 4×40мм.

Общее сопротивление заземляющего контура должно быть не более 4Ом при удельном сопротивлении грунта не более 100Ом*м. При удельном сопротивлении грунта более 100Ом*м допускается увеличивать данное значение в 0,01·? раз, но не более чем в 10 раз (ПУЭ7 п. 1.7.101). Получается, чтобы получить нужное значение (4Ом) с удельным сопротивлением грунта 100Ом*м необходимо забить около 8 вертикальных электродов длиной 5 м из круга диаметром 16мм либо 10 вертикальных электродов длиной 3м из стального уголка 50×50х5мм.

Наружный контур заземления ТП

Наружный контур заземления ТП

Располагать наружный заземляющий контур следует на расстоянии не более 1м от стены ТП либо фундаментной плиты, на которой установлена трансформаторная подстанция.

Горизонтальный заземлитель из стальной полосы укладывается в траншее на глубине 0,7 м. Полоса укладывается на ребро.

2 Молниезащита трансформаторной подстанции.

Ниже представлен разрез ТП.

Разрез трансформаторной подстанции

Разрез трансформаторной подстанции


Узел молниезащиты ТП

Узел молниезащиты ТП

В случае с металлической кровлей молниезащиту трансформаторной подстанции выполняют следующим образом: с диаметрально противоположных сторон выполняют связь кровли с наружным контуром заземления, т.е. в местах ввода стальной полосы в здание ТП.  На разрезе вторая связь кровли с заземлителем не показана. В качестве проводника следует применять проволоку диаметром 8мм. В других случаях необходимо запроектировать молниеприемник на кровле здания ТП.

Проложенная полоса зземления по наружной стене здания должна быть защищена от механических повреждеий и коррозии согласно ПУЭ7 п. 1.7.130.

3 Внутренний контур заземления.

Обычно трансформаторная подстанция состоит из трех помещений: распределительное устройство 6 (10)кВ, распределительное устройство 0,4кВ и камера трансформатора. Иногда РУ объединяют в одно общее помещение.

В каждом помещении по периметру прокладывают полосу заземления, т.к. все металлические части не находящиеся под напряжением должны быть заземлены, а  это обрамление каналов, люки подполья, крепежные элементы барьеров, шинный мост, возможность присоединения переносных заземлений.

Гайка-барашек

Гайка-барашек

Крепят полосу к стене на отметке 0,4м от уровня пола при помощи дюбель-держателей либо специальных держателей К-188 через расстояние 0,6-1,0м. Все разборные соединения, предусмотренные изготовителем оборудования, присоединяют болтовым соединением, остальные соединения выполняют при помощи сварки. Для переносного заземления используют «гайку-барашек». Гибкие заземляющие перемычки выполняют проводом ПВ3, но без изоляции. Это делается для видимой целостности соединения.

Проход через стену

Проход через стену

Прокладка заземляющих и нулевых защитных проводников через стены и и перекрытия должна выполняться, как правило, с их непосредственной заделкой. Для этих целей используют гильзы. Пространство в гильзах заделывают специальным негорючим легкоудаляемым составом. После прокладки полосу красят в желто-зеленый цвет в соответствии с рисунком.

Окрашивание полосы заземления

Окрашивание полосы заземления

В помещении трансформатора земление выполняют в соответствии с рисунком, представленном ниже.

Контур заземления в помещении трансформатора

Контур заземления в помещении трансформатора

Обозначения:

1 Швеллер в стяжке пола для установки силового трансформатора.

2 Съемный оградительный барьер.

3 Предупреждающие знаки на барьере.

4 Шина заземления внутреннего контура ТП.

5 Шина заземления  для силового трансформатора.

6 Проем в стене для шин 0,4 кВ.

7 Узел крепления шин 0,4 кВ.

8 Заземление створок ворот перемычкой.

9 Вентиляционная решетка в створках ворот.

10 Маслоудерживающий борт.

11 Розетка.

12 Выключатель освещения камеры.

13 Светильник освещения.

14 Сети освещения 220 В.

Узел А – точка присоединения переносного заземления. К шине заземления с помощью сварки присоединяют болт М8, комплектуют его двумя широкими шайбами М8 и «гайкой-барашек» М8.

Узел В –  точка соединения шин заземления. До крепления на место установки шины, ее окончание, которое будет присоединяться с помощью сварки, подготавливают в виде «утки».

Узел С – точка соединения шины заземления к металлическим конструкциям. До крепления на место установки шины, ее окончание, которое будет присоединяться  с помощью сварки, подготавливают в виде «утки» с учетом размера А металлоконструкции.

Предупреждающие знаки барьера

Предупреждающие знаки барьера

Для безопасного осмотра силового трансформатора при эксплуатации предусматривается оградительный барьер, который окрашивают в красный цвет. На барьере размещают запрещающие плакаты. Барьер устанавливается на высоте 1,2м от уровня пола и на расстоянии 0,5м от двери.

Заземление силового трансформатора

Заземление силового трансформатора

В основном все наши сети с глухозаземленной нейтралью, поэтому нам необходимо присоединить нулевую шину трансформатора к нашему заземляющему контуру. Металлический корпус силового трансформатора присоединяется к контуру заземления при помощи гибкой перемычки.

На рисунке показано заземление силового трансформатора, где:

1 Гибкая заземляющая перемычка.

2 Шина заземления.

3 Шина зануления трансформатора.

4 Ошиновка 0,4кВ трансформатора.

5 Болт заземления трансформатора.

В технических подпольях внутренний контур заземления выполняют в соответствии с рисунком.

Контур заземления в техническом подполье

Контур заземления в техническом подполье

 

Обозначения на изображении:

1 Люк через перекрытие в техническое подполье.

2 Лестница.

3 Гильзовый переход через перекрытие для шины заземления.

4 Шина заземления внутреннего контура ТП.

5 Кабельная стойка с полками.

6 Гильзовый переход через перекрытие для кабелей.

8 Силовой кабель электроснабжения.

К.В. Шубаков.  Монтаж типовых, городских трансформаторных подстанций.
Советую почитать:

Комментариев: 37 “Заземление и молниезащита трансформаторной подстанции”

  1. Александр Иванович:

    Спасибо за обновление знаний

  2. Гульбахрам:

    Спасибо!  вроде все и так знаешь, но кое-какие мелочи напомнили

  3. Денис:

    Спасибо, очень познавательно и обстоятельно написано.

     

  4. Алексей:

    Контур заземления делается НЕ ДАЛЕЕ 1м от фундамента, см.ПУЭ. Если я не прав — киньте ссылку на норму. Но похоже, что я прав. )))

    • k-igor:

      Какой пункт ПУЭ?

      • Алексей:

        1.7.90

         

        • k-igor:

          Не согласен. Этот пункт относится к выравниванию потенциалов. У нас разве есть требование выполнять выравнивание потенциалов в земле для КТП? Это ведь выполняется внутри ТП.

          • Алексей:

            С этими нормами мне проектный институт мозг выел чайной ложечкой. При строительстве здания ТП указали в привязке расстояние от контура заземления и молниезащиты до фундамента ТП не более 1 метра и применили п.1.7.90 ПУЭ. В этой статье пишут:" не БЛИЖЕ 1метра..." Где взять другую норму? Проектанты упёрлись, а крыть нечем. Если есть АГРУМЕНТ кроме не согласия — буду благодарен. А то контур переделывать уж больно не охота.

  5. k-igor:

    Алексей, вы же делаете заземление и главное, чтобы сопротивление заземлителя было не более 4 Ом. В том же пункте написаны требования к выравниванию потенциалов... и он никак не относится к вам.

    В данном случае проектировщики не правы!!! Пусть они вам докажут, что вы что-то нарушили. Я таких норм не видел.

  6. Дмитрий:

    Пусть они вам докажут, что вы что-то нарушили. Я таких норм не видел.

     ПУЭ п. 1.7.98.

    1.7.98. Для подстанций напряжением 6-10/0,4 кВ должно быть выполнено одно общее заземляющее устройство, к которому должны быть присоединены:

    1) нейтраль трансформатора на стороне напряжением до 1 кВ;

    2) корпус трансформатора;

    3) металлические оболочки и броня кабелей напряжением до 1 кВ и выше;

    4) открытые проводящие части электроустановок напряжением до 1 кВ и выше;

    5) сторонние проводящие части.

     

    Вокруг площади, занимаемой подстанцией, на глубине не менее 0,5 м и на расстоянии не более 1 м от края фундамента здания подстанции или от края фундаментов открыто установленного оборудования должен быть проложен замкнутый горизонтальный заземлитель (контур), присоединенный к заземляющему устройству.

    Из «Новостей электротехники».

    Замкнутый контур, прокладываемый вокруг трансформаторной подстанции, предназначен для выравнивания потенциалов в земле на прилегающей к подстанции территории (для снижения шагового напряжения и напряжения при прикосновении к проводящей оболочке трансформаторной подстанции).  

    Он может быть использован в качестве единственного заземлителя, если его сопротивление растеканию тока удовлетворяет одновременно двум условиям (п. 1.796 и 1.7.101 ПУЭ).

    • k-igor:

      Аргумент, только вот «Новости электротехники» это не нормативный документ.

      • Дмитрий:

        Не понял, а п. 1.7.98 ПУЭ (до 1 м) это не нормативный документ?

        Или у Вас гл.1.7 еще 6-го издания?

        Абзац «Вокруг площади, занимаемой подстанцией...» (выделен жирным) относится к п.1.7.98 ПУЭ.

  7. Дмитрий:

    ПУЭ (7-е изд.)

    1.7.98. Для подстанций напряжением 6-10/0,4 кВ должно быть выполнено одно общее заземляющее устройство, к которому должны быть присоединены:

    1) нейтраль трансформатора на стороне напряжением до 1 кВ;

    2) корпус трансформатора;

    3) металлические оболочки и броня кабелей напряжением до 1 кВ и выше; 4) открытые проводящие части электроустановок напряжением до 1 кВ и выше;

    5) сторонние проводящие части.

     Вокруг площади, занимаемой подстанцией, на глубине не менее 0,5 м и на расстоянии не более 1 м от края фундамента здания подстанции или от края фундаментов открыто установленного оборудования должен быть проложен замкнутый горизонтальный заземлитель (контур), присоединенный к заземляющему устройству.

    • k-igor:

      Согласен, я подумал этот абзац из журнала вы взяли.

      Вопрос другой возникает, а распространяется ли этот пункт на нашу ТП, которая имеет глухозаземленную нейтраль?

  8. Дмитрий:

    У КТП на стороне ВН нейтраль изолированная, на стороне НН — глухозаземленная.

    • k-igor:

      Дмитрий, я это понимаю... вот и спрашиваю как в таком случае трактовать требования. Почему такого пункта нет в разделе с глухозаземленной нейтралью?

  9. Дмитрий:

    Для НН установок выравнивание потенциалов в земле, как правило,

    не требуется (треб-ся для спец. установок). Поэтому в разделе для глухозаземленной нейтрали этого нет.

    В разделе для ВВ установок с изолированной нейтралью описаны случаи, когда используется одно общее ЗУ для разных типов нейтрали например, см. п. 1.7.97). Здесь учитываются требования как для ВВ, так и для НН.

    При замыкании по стороне ВН шаговое напряжение будет более значительным, чем при КЗ на стороне НН. Вдобавок время действия защит на стороне ВН значительно больше (может доходить до нескольких секунд). Поэтому для ВВ установок делают выравнивание потенциалов в земле.

    • k-igor:

      Полностью согласен, а я на это и не обращал внимания, всегда писал 1м и все. Буду теперь писать не более 1м.

      Надо внимательно читать, а не через строчку)))

  10. Дмитрий:

    Мы ставим 1 м

    (чтобы было одинаково с обычными зданиями, там отмостка не позволит ближе сделать). 

  11. Young_Energy:

    Подскажите новичку, пожалуйста. У  заземлителя есть основной параметр — сопротивление расстеканию эл. тока. Подскажите пожалуйста, почему этот параметр не получается найти в каталогах фирм-производителей систем заземлений?  Диаметры стержней,вес и размеры указывают, а сопротивление нет. Я плохо ищу или задаю глупый вопрос дилетанта?)))   На данном этапе, я учусь делать расчет заземляющего контура. И более опытные специалисты посоветовали, во время расчетов,  при ориентировочном подборе диаметра стержня, ориентироваться на  готовые каталоги (мол, там уже и диаметры ходовые есть, ну и заодно посмотришь какое они  сопротивление, при заданном диаметре, в своих каталогах указывают). Я правильно понимаю, что этого параметра нет и не может быть в каталогах, потому что он зависит от удельного сопротивления грунта, (который везде разный) или же существуют какие-то обобщающие таблицы?

    • k-igor:

      Да, чтобы рассчитать сопротивление расстеканию эл. тока нужно знать конфигурацию заземляющего устройства и удельное сопротивление грунта. Это не каталожное значение.

    • Salabus:

      Таблицы с удельным сопротивлением грунта — есть. Погугли, найдешь (если расчет умозрительный). Если нужно сделать реально рабочий контур(ы) — выясняется только эмпирически. Представь себе, что у тебя под ногами — 2 м сухого (относительно) песка, метр влажного песка, а потом — пласт глины, или суглинка. В результате ты можешь до полного офонарения заколачивать 2-х метровые электроды, либо 3-х метровые — всего лишь до опупения. Или можешь взять 4-х метровые электроды и загнать их всего штуки 3-4 для потребного результата. Про гораздо большую стабильность «глубокого» контура я даже не говорю. Так что если надо что-то рабочее придумать для конкретного места в количестве больше 1 контура — берешь штырь метра 4, лестницу, отбойник и генератор (если 220 нет), загоняешь на метр — берешь сопротивление. Еще на метр — еще сопротивление. и таким образом получаешь картину вглубь, исходя из которой строишь планы по материалам и трудозатратам. Если контуров 1-2, такие пляски, конечно, ленивы. Но если кроме ТП надо землить нейтраль по всей линии, концевые, абонентские столбы и пр. — т.е. контуров 20-30-40 — имеет смысл потратить на это пол-дня.

  12. Алексей:

    Подскажите из какого норм. документа взяты нормы по окрашиванию полосы заземления в желто зеленый цвет не одинаковой ширины.

  13. Дмитрий:

    Подскажите нормативный документ «Предупреждающие знаки на барьере.» и другие знаки в ТП?

  14. Андре:

    Игорь, добрый день!

    Подскажите, а разве не легче с точки зрения монтажа заземление корпуса трансформатора выполнять стальной шиной, а зануление шины PEN делать гибкой перемычкой?

  15. k-igor:

    Возможно гибкая шина применена специально, т.к. возможна вибрация трансформатора.

  16. Елена:

    Добрый день! Вы пишете полоса заземления внутри помещения окрашена в желто-зеленый цвет согласно рисунка... У нас на предприятии (может мы совсем древние) она (полоса) внутри РУ-0,4кВ и РУ-6кВ окрашена в черный цвет. Можете дать нормативный документ?

  17. Елена:

    ПТЭЭП

    2.7.7. Открыто проложенные заземляющие проводники должны быть предохранены от коррозии и окрашены в черный цвет.

  18. k-igor:

    Посмотрите: ГОСТ Р 50462-92:

    Примечания:

    1. Совмещенный нулевой и нулевой защитный проводник (PEN-проводник) обозначают одним из следующих способов:

    — зелено-желтым цветом по всей длине и светло-голубым на концах;

    — светло-голубым цветом по всей длине и зелено-желтым на концах.

    Неизолированные проводники, используемые в качестве нулевых защитных проводников, должны быть окрашены полосами одинаковой ширины зеленого и желтого цветов шириной от 15 до 100 мм, прилегающими друг к другу, либо по всей длине каждого проводника, либо в каждом отсеке или блоке, либо в любом доступном месте. В случае использования клейкой ленты следует применять только двухцветную ленту.

    Для изолированных проводников комбинация зеленого и желтого цветов должны быть такой, чтобы для каждого участка длиной 15 мм изолированного проводника один из этих цветов покрывал по крайней мере 30 и не более 70% поверхности проводника, причем другой цвет должен покрывать остальную часть поверхности.

  19. Елена:

    Хорошо, тогда к чему относится ПТЭЭП п.2.7.7? и в ТКП 181-2009 п.5.8.7 "Открыто проложенные неизолированные защитные проводники должны быть предохранены от коррозии и покрашены в черный цвет".? Хочу разобраться ...)))

  20. ВЛадислав:

    а в чем проблема окрасить металл черным цветом, обеспечив защиту от коррозии, удовлетворив ПТЭЭП 2.7.7. и нанести в некоторых местах желто-зеленый окрас, обеспечив требование гост 50462? при этом нет надобности целиком всю полосу красить в ж/з цвет!

  21. ВЛадислав:

    Igor у меня вопрос. вы пишете: "Крепят полосу к стене на отметке 0,4м от уровня пола"

    у меня несколько вопросов.

    1) что за норматив такой регламентирует именно 0,4 от пола?

    2) а если я хочу на расстоянии 100 мм от пола, мне что — нельзя? кто запретит?

    Да, и сразу хочется отметить, что если речь про "Крепят полосу к стене на отметке 0,4м от уровня пола" шла для влажных и особо влажных помещений, то неплохо было бы так и писать... а то не ясно...

  22. k-igor:

    В чем проблема закрепить полосу на 0,4м? Вся информация взята из книги:(вечером напишу). Где это в нормах указано — сходу не отвечу, надо искать, может и нету... Возможно в типовых проектах указано 0,4м.

  23. pum:

    Владиславу. 1) По поводу высоты закрепления полосы: типовой А10-93 лист 22 регламентирует высоту 0,4-0,6м 2) Обширная тема о значимости и обязательности применения нормативов, серий и т.п.

Написать комментарий

Копирование информации без согласия автора запрещено!