АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ФИРМА ПО НАЛАДКЕ, СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И СЕТЕЙ ОРГРЭС"

СБОРНИК МЕТОДИЧЕСКИХ ПОСОБИЙ ПО КОНТРОЛЮ СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Раздел 11

Методы контроля состояния заземляющих устройств

СЛУЖБА ПЕРЕДОВОГО ОПЫТА ОРГРЭС

Москва 1997

УДК 621.311

Составлено АО "Фирма ОРГРЭС" под редакцией Ф.Л. КОГАНА

Исполнитель А.И. ЛЕВКОВСКИЙ

В настоящее время методы испытаний электрооборудования и методы измерения значений параметров, по которым производится оценка его состояния, описываются в различной справочной и технической литературе, что неудобно для практического использования персоналом энергопредприятий.

По запросу ОРГРЭС энергообъединения и энергопредприятия России активно поддержали предложение о необходимости разработки Методических пособий по контролю состояния оборудования электрических сетей.

Разработанный ОРГРЭС Сборник состоит из следующих разделов.

Раздел 1. Испытания изоляции электрооборудования. Общие методы.

Раздел 2. Методы контроля состояния силовых трансформаторов, автотрансформаторов, шунтирующих и дугогасящих реакторов.

Раздел 3. Методы, контроля состояния измерительных трансформаторов тока и напряжения.

Раздел 4. Методы контроля состояния коммутационных аппаратов.

Раздел 5. Методы контроля состояния токопроводов, сборных шин и ошиновок, опорных и подвесных изоляторов.

Раздел 6. Методы контроля состояния конденсаторов.

Раздел 7. Методы контроля состояния вентильных разрядников, ограничителей перенапряжений, трубчатых разрядников.

Раздел 8. Методы контроля состояния вводов, проходных изоляторов.

Раздел 9. Методы контроля качества электроизоляционных жидкостей.

Раздел 10. Методы контроля состояния стационарных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей.

Раздел П. Методы контроля состояния заземляющих устройств.

Раздел 12. Методы контроля состояния воздушных линий электропередачи.

Раздел 13. Методы контроля состояния кабельных линий.

В Сборнике представлено большинство известных методов контроля оборудования, рекомендуемых к использованию на энергопредприятиях, за исключением методов контроля с помощью инфракрасной техники и хроматографического анализа газов, растворенных в масле маслонаполненных аппаратов.

Газохроматографический анализ трансформаторного масла в настоящее время проводится на энергопредприятиях в соответствии с действующими "Методическими указаниями по диагностике развивающихся дефектов по результатам хроматографического анализа газов, растворенных в масле силовых трансформаторов:

РД.34.46.302-89". Научно-исследовательские работы по дальнейшему развитию и расширению области применения газовой хроматографии продолжаются и с учетом их результатов намечается выпуск методических указаний по газохроматографическому анализу других видов маслонаполненного оборудования высокого напряжения.

Что касается тепловизионного контроля различных видов оборудования и их составных частей, то в настоящее время ведутся работы по анализу и обобщению методов контроля с помощью различных приборов инфракрасной техники, применяемых в энергообъединениях. По завершении этой работы ОРГРЭС сможет выпустить повобие по применению этих методов.

В некоторых разделах Сборника наряду с прогрессивными и эффективными методами контроля приведены давно известные, в определенной степени устаревшие методы по сравнению с теми, которые, например, применяются за рубежом, поскольку Сборник базируется на имеющихся в энергообъединениях аппаратуре и приспособлениях. Вместе с тем в Сборник впервые включены методы контроля состояния маслонаполненного оборудования под рабочим напряжением. Эти методы достаточно проверены на многих энергопредприятиях.

С выпуском данного Сборника появится возможность осуществлять контроль состояния электрооборудования по единым методикам. Это повысит степень достоверности результатов контроля, позволит производить их анализ, давать объективную оценку контролируемому оборудованию. Накопление результатов измерений дает возможность разработать в будущем более обоснованные браковочные нормы. Сборник может служить для обучения постоянно обновляемого персонала энергопредприятий.

Каждый раздел Сборника выпускается отдельно. По заказу энергообъединения (энергопредприятия) разделы могут быть скомплектованы в единый сборник в необходимом наборе.

Фирма ОРГРЭС просит энергообъединения и энергопредприятия присылать отзывы и предложения для корректировки Сборника при его последующих изданиях по адресу: 105023, Москва, Семеновский пер., д. 15.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

1. Общие положения

2. Измерение сопротивления заземляющего устройства подстанции

3. Измерение сопротивления заземлителей опор ВЛ

4. Определение напряжений прикосновения

5. Выбор сезонного коэффициента сопротивления заземлителя

6. Проверка состояния заземляющего устройства.

7. Проверка состояния пробивных предохранителей

8. Проверка сопротивления петли фаза-нуль

9. Меры безопасности при контроле заземляющих устройств

10. Оформление результатов измерений и испытаний

Список использованной литературы

 

Введение

В настоящем разделе даны "рекомендации по выполнению проверок и испытаний заземляющих устройств подстанций и опор ВЛ, а также пробивных предохранителей и измерению сопротивления петли фаза-нуль в установках до 1000 В с глухозаземленной нейтралью.

Рекомендации разработаны с учетом указаний и положений, содержащихся в проекте Инструкции по эксплуатационному контролю заземляющих устройств подстанций напряжением 6-1150 кВ, разработанной в Новосибирском электротехническом институте группой специалистов под руководством Ю.В. Целебровского.

При разработке рекомендаций учтены замечания и предложения, присланные в ОРГРЭС Челябэнерго, Иркутскэнерго, Нижновэнедго, Дальэнерго.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Основными параметрами, характеризующими состояние заземляющих устройств (ЗУ), являются: сопротивление растеканию (для электроустановок подстанций, электростанций и опор ВЛ), соответствие их конструктивного выполнения требованиям ПУЭ, напряжение на ЗУ при отекании с него тока замыкания на землю и напряжение прикосновения (для электроустановок выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью, кроме опор ВЛ).

Дополнительными характеристиками заземляющих, устройств, с помощью которых производится оценка их состояния в процессе эксплуатации, являются качество и надежность соединений элементов заземляющих устройств, соответствие сечения и проводимости элементов требованиям ПУЭ и проектным данным, интенсивность коррозионного разрушения.

В соответствии с ПТЭ для контроля заземляющего устройства в установках до 1000 В с изолированной нейтралью необходимо производить проверку пробивных предохранителей, а в установках до 1000 В с глухозаземленной нейтралью измерение сопротивления петли фаза-нуль.

Для измерения сопротивления заземляющих устройств и определения напряжения прикосновения существует ряд приборов, различающихся областью применения, диапазонами измеряемых значений, схемами, помехоустойчивостью, частотой измерительного тока и др.

Области применения различных приборов приведены в табл. 1.

Таблица 1

Приборы для измерения электрических параметров заземляющих устройств

Характеристика объекта

Измеряемый параметр

Сопротивление заземлителя (R3)

Напряжение прикосновения (Uпр)

на территории электроустановки

вне территории электроустановки

проверка наличия металлосвязи

Подстанция 6-10/0,4 кВ, расположенная в городе или на территории промышленного предприятия

МС-08

М-416

Ф-4103

ЭКЗ-01

ПИНП

ЭКЗ-01

АНЧ-3

ЭКЗ-01

АНЧ-3

ПИНП

ЭКО-200

ЭКЗ-01

АНЧ-3

Подстанция 6-10/0,4 кВ отдельностоящая, питающаяся от ВЛ 6-10 кВ

МС-08

М-416

Ф-4103

ЭКЗ-01

Ф-4103

ПИНП

ЭКЗ-01

АНЧ-3

ЭКЗ-01

АНЧ-3

ПИНП

ЭКЗ-01

ЭКО-200

АНЧ-3

Подстанция 35/6-10 кВ глубокого ввода в кабельной сети

МС-08

М-416

Ф-4103

ЭКЗ-01

ПИНП

ЭКЗ-01

ЭКО-200

АНЧ-3

ЭКЗ-01

ЭКО-200

АНЧ-3

ПИНП

АНЧ-3

Подстанция 35/6-10 кВ отдельностоящая, питающаяся от ВЛ 35 кВ

МС-08

М-416

Ф-4103

ЭКЗ-01

ПИНП

АНЧ-3

ЭКЗ-01

АНЧ-3

ПИНП

ЭК3-01

ЭКО-200

АНЧ-3

Подстанция 110-220 кВ глубокого ввода, расположенная на застроенной территории

МС-08

Ф-4103

ПИНП

АНЧ-3

ПИНП

ЭКЗ-01

ЭКО-200

АНЧ-3

ЭКЗ-01

ЭКО-200

АНЧ-3

ПИНП

ЭКЗ-01

ЭК0-200

АНЧ-3

Подстанция 110 кВ с незаземленной нейтралью и 110-1150 кВ с током в нейтрали (в рабочем режиме) до 1 А

МС-08

Ф-4103

ПИНП

ЭКЗ-01

ЭКО-200

АНЧ-3

ПИНП

ЭКЗ-01

ЭК0.200

АНЧ-3

ЭКЗ-01

ЭКО-200

АНЧ-3

ПИНП

ЭКЗ-01

ЭКО-200

АНЧ-3

Подстанция 110-1150 кВ с током в нейтрали от 1 до 10 А

Ф-4103

ПИНП

АНЧ-3

ПИНП

АНЧ-3

АНЧ-З

ЭКЗ-01

ЭКО-200

ПИНП

АНЧ-3

Опоры ВЛ 6-1150 кВ при отсутствии грозозащитного троса или его изолированной подвески

Ф-4103

МС-08

М-416

АНЧ-3

-

-

-

Опоры ВЛ 35-110 кВ с присоединенным грозозащитным тросом

[1]

Измерение сопротивления заземлителей подстанций, расположенных в городах, на застроенных территориях, на территории промышленных предприятий, следует выполнять, до присоединения еестественных заземлителей. Вызнано это тем, что при подключенной кабельнойсети, прокладке по территории подстанции подземных коммуникаций, различных трубопроводов и т.п. к заземлителю подстанции оказывается подключенной обширная сеть различных протяженных естественных заземлителей. При этом ни сопротивление испытуемого заземлителя, ни сопротивление всей заземляющей сети в силу ее обширных размеров достаточно точно измерить уже не представляется возможным. Сопротивление заземлителей таких подстанции можно измерить (с известными оговорками) после монтажа, капитального ремонта или переустройства заземляющих устройств до присоединения естественных заземлителей.

По измеренному значению сопротивления, заземляющего устройства рассчитывается напряжение на заземляющем устройстве при стекании с него тока замыкания на землю. Расчет ведется по выражению

где Кс — сезонный коэффициент сопротивления. Рекомендации по выбору Кс даны в п. 5;

Rз — измеренное значение сопротивления заземляющего устройства;

/з — ток, стекающий с заземлителя в землю при однофазном замыкании на землю.

Прочие (неэлектрические) характеристики заземляющих устройств, а именно качество неразъемных соединений, целость элементов, находящихся в земле, проверяются путем визуального осмотра (со вскрытием грунта в случае необходимости), простукиванием молотком. Количественная оценка степени коррозионного износа производится выборочно по участкам контролируемого элемента заземлителя путем измерения характерных его размеров. Измерения производятся штангенциркулем, глубиномером после удаления с поверхности элемента продуктов коррозии.

2. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ПОДСТАНЦИИ

Измерение сопротивления производится без отсоединения грозозащитных тросов, оболочек отходящих кабелей и других естественных заземлителей.

Принципиальная схема измерений приведена на рис. 1. Токовый и потенциальный электроды следует располагать на одной линии по территории, свободной от линий электропередачи и подземных коммуникаций. Расстояния от подстанции до токового и потенциального электродов выбираются в зависимости от размеров ЗУ и характерных особенностей территории вокруг подстанции.

Если заземлитель подстанции имеет небольшие размеры, а вокруг него имеется обширная площадь, свободная от линий электропередачи и подземных коммуникаций, то расстояния до электродов выбираются следующим образом:

rзт ³ 5Д;

rзп = 0,5 rзт

Здесь Д — наибольший линейный размер РУ, характерный для данного типа заземлителя (для заземлителя в виде многоугольника — диагональ ЗУ, для глубинного заземлителя — длина глубинного электрода, для лучевого заземлителя — длина луча).

Если заземлитель имеет большие размеры и отсутствует возможность размещения электродов, как указано выше, токовый электрод следует разместить на расстоянии rзт ³ 3Д. Потенциальный электрод размещается последовательно на расстоянии rзп = 0,1 rзт, 0,2 rзт, 0,3 rзт, 0,4 rзт, 0,5 rзт, 0,6 rзт, 0,7 rзт, 0,8 rзт, 0,9 rзт и производится измерение значений сопротивлении. Далее строится кривая зависимости значения сопротивления от расстояния rзп. Если кривая монотонно возрастает и имеет и средней части горизонтальный участок (как показано на рис. 2), ча истинное значение сопротивления принимается значение при rзп = 0,5 rзт. Если кривая немонотонная, что является следствием влияния различных коммуникации (подземных и надземных), измерения повторяют при расположении электродов в другом направлении от ЗУ.

Если кривая сопротивления плавно возрастает, но не имеет горизонтального участка (рязниця сопротивлений, измеренных при rзп=0,4 rзт и rзп=0,6 rзт, превышает более чем на 10% значение, измеренное при rзп=0,5 rзт) и отсутствует возможность перемещения токового электрода на большее расстояние, возможен следующий выход. Проводятся две серии измерений при rзт=2Д и rзт=ЗД. Кривые наносятся на один график. Точка пересечения кривых принимается за истинное значение сопротивления заземлителя.

При использовании приборов М-416, ЭКЗ-01, ЭКО-200, АНЧ-3 кривые могут не пересечься. В этом случае рекомендуется использовать приборы МС-08, Ф-4103, ПИНП.

При производстве измерений в качестве вспомогательных электродов применяют стальные стержни или трубы диаметром до 50 мм. Стержни должны быть очищены от краски, а в месте присоединения соединительных проводников и от ржавчины. Стержни забиваются или ввинчиваются в грунт на глубину 1,0-1,5 м. В случае необходимости токовый электрод выполняется из нескольких параллельно соединенных электродов, размещаемых по окружности, с расстоянием между ними 1,0-1,5 м.

При выборе или сооружении токового электрода необходимо выполнить проверку соответствия сопротивления токовой цепи техническим данным прибора, с помощью которого предлагается провести измерения. Допустимое сопротивление токовой цепи (с электродом) у различных приборов имеет различные значения и зависит также от выбранного диапазона измерения сопротивления заземления. Для прибора Ф-4103, например, допустимое сопротивление токовой цепи в зависимости от выбранного диапазона измерений меняется от 1 до 6 кОм.

Для проверки сопротивления токовой цепи необходимо в начале всех измерений объединить выводы Т1 и П1 прибора, соединить их с токовым электродом и провести измерения сопротивления токовой цепи.

3. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ ОПОР ВЛ

Методика измерения сопротивления заземлителёй опор ВЛ без грозозащитного троса или с отсоединенным грозозащитным тросом практически мало отличается от измерения сопротивления заземлителей подстанций.

Поскольку заземляющие устройства с большими размерами в плане редко применяются на опорах ВЛ, в большинстве случаев удовлетворительные результаты могут быть получены при расположении электродов по двухлучевой схеме при расстоянии между электродами, удовлетворяющем соотношениям:

rзп = rзт = 1,5 Д; rтп =Д

Расстояние rзп должно измеряться от края заземляющего устройства и во всех случаях должно составлять не менее 30 м от тела опоры.

В случае невозможности или нецелесообразности отсоединения от тела опоры грозозащитного троса измерения сопротивления заземлителя опоры могут выполняться с помощью специально разработанных в некоторых организациях для этого приборов (импульсных и др.), с применением токоизмерительных клещей, а также по методу СибНИИЭ.

Метод измерения с помощью токоизмерительных клещей заключается в измерении суммарного тока, протекающего по всем заземляющим спускам, ногам или стоикам опоры, и потенциала заземляющего спуска относительно вспомогательного электрода, помещенного в зону нулевого потенциала. Сопротивление заземлителей определяется как отношение потенциала к суммарному току. На нагруженных ВЛ 110 кВ токи, стекающие в землю по опорам, составляют от нескольких сот миллиампер до нескольких ампер.

Метод СибНИИЭ основан на использовании двух потенциальных П1 и П2 и двух токовых электродов (сравнительный СЭ и вспомогательный токовый ВТ).

Взаимное расположение указанных электродов и контролируемого заземляющего устройства ЗУ указано на рис. 3.

В качестве измерительных приборов при реализации этого метода могут быть использованы серийные измерители заземления, а также приборы из геофизических комплектов. Учитывая очень малые значения измеряемых величин может потребоваться дополнительное оснащение этих приборов специальными усилительными приставками. Описание приставок имеется в [1].

Измерения производятся трижды с включением независимого источника тока и измерительных приборов по схемам рис. 4. При этом определяются последовательно три значения R1, R2 и R3, соответствующих схемам измерения на рис. 4, а, б и в.

Искомое сопротивление заземлителя опоры Rx (при использовании прибора без усилительной приставки) определяется:

 

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИКОСНОВЕНИЯ

Напряжение прикосновения определяется по выражению

где /з — значение тока замыкания на землю в месте измерения;

Uизм/Iизм — сопротивление, измеренное прибором;

R4 — сопротивление тела человека (для установок выше 1000 В с глухозаземленной нейтралью R4 = 1000 Ом);

Rосн.мин — минимальное из всех измеренных на объекте значений сопротивления основания.

Принципиальные схемы измерений напряжения прикосновения представлены на рис. 5.

Токовый электрод размещается таким образом, чтобы возможно точнее имитировать токовую цепь, везникающую при замыкании на землю.

При измерении напряжения прикосновения на территории ОРУ 110 кВ и выше, питание которого осуществляется от одной или нескольких ВЛ, токовый электрод переносится от края заземлителя не менее чем на 2Д, где Д — максимальный размер заземлителя.

Если подстанция располагается на территории промышленного предприятия, на застроенной территории, то для уменьшения наводки напряжения на токовую цепь рабочим током ВЛ токовый электрод переносится не менее чем на 200 м от подстанции и в сторону от питающих ВЛ примерно на 100 м.

Если измерения выполняются на ОРУ 110 кВ, с шин которого осуществляется питание нагрузки, а питание шин в свою очередь осуществляется от автотрансформатора с высшим напряжением 220-1150 кВ, токовый электрод следует присоединять к нейтрали питающего автотрансформатора.

Проводники токовой и потенциальной цепей должны подключаться к заземленному оборудованию отдельными струбцинами. При этом проводник токовой цепи подсоединяется к заземляющему проводнику. Проводник потенциальной цепи может быть подсоединен к этому же заземляющему проводнику или к любой точке металлоконструкции в месте измерения, т.е. к месту возможного прикосновения.

При измерении на нерабочем месте вывод Т2 прибора присоединяется к заземляющей шинке корпуса ближайшего оборудования, по которой может протекать ток короткого замыкания.

Потенциальная цепь от вывода П1 прибора подсоединяется к пластине, имитирующей стопы ног человека, размером 25х25 см2, которая располагается примерно в 1 м от оборудования. Основание под пластиной должно быть выровнено и увлажнено 250 мл воды. Пластина должна быть выполнена таким образом, чтобы при измерениях на ней мог располагаться человек, создающий необходимое давление, которое должно быть не менее 50 кгс/см2.

Напряжения прикосновения необходимо измерять в контрольных точках, в которых эти значения определены расчетом при проектировании. Рекомендуется производить измерения кроме того и на всех рабочих и нерабочих местах (к рабочим относятся места, где при выполнении оперативных переключений могут возникнуть КЗ на конструкции, доступные для прикосновения производящему переключения персоналу).

При измерениях на подстанциях 110 кВ и выше выводы П1 и П2 измерительного прибора должны быть шунтированы резистором 1 кОм, как это показано на рис. 5. В приборах ПИНП и ЭКО-200 этот резистор встроен.

Для определения сопротивления основания собирается схема, показанная на рис. 6. Определение сопротивления основания рекомендуется проводить у каждой точки измерения. Сопротивление Rосн, измеряется мегаомметром.

Напряжение прикосновения по выражению (3) рассчитывается после проведения всех измерений.

 

5. ВЫБОР СЕЗОННОГО КОЭФФИЦИЕНТА СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛИТЕЛЯ

При определении сопротивления заземляющего устройства, расчете напряжения на заземляющем устройстве используется сезонный коэффициент сопротивления заземлителя.

Сезонный коэффициент сопротивления обычно указывается в проекте подстанции. При наличии проектных данных значение сезонного коэффициента Кс принимается таким, каким он указан в проекте.

При отсутствии проектных данных сезонный коэффициент выбирается ориентировочно по табл. 2. Сезонный коэффициент сопротивления зависит от:

Значения сезонных коэффициентов сопротивления, отсутствующие в табл. 2, определяются путем интерполяции.

Таблица 2

Сезонные коэффициенты сопротивления заземлителей

Значение корня квадратного из площади подстанции Ö S, м

Электрическое строение грунта

Кр по табл. 3

Сезонные коэффициенты в географических районах

Европейская часть южнее 48-й параллели

Европейская часть и Западная Сибирь между 48 и 57-й параллелями, Ленинградская, Новгородская, Сахалинская обл., Приморский край

Остальная территория России

при длине вертикальных электродов, м

0

30

50

0

30

50

0

30

50

 

 

 

 

 

 

10

Грунтовые воды

3

1,4

1,3

1,0

1,5

1,5

1,1

1,1

1,9

1,2

20

1,9

1,5

1,1

2,8

2,1

1,1

5,4

4,8

1,4

50

2,0

1,6

1,1

4,0

2,2

1,1

10

8,5

1,4

Однородный

3

1,1

1,1

1,0

1,4

1,1

1,0

2,0

1,4

1,0

20

1,4

1,1

1,0

4,4

1,2

1,0

9,2

5,9

1,0

50

1,8

1,1

1,0

9,5

1,3

1,0

22

14

1,0

Подстилающие породы, скальные

3

1,2

1,0

1,0

2,3

1,0

1,0

2,7

2,6

1,0

20

2,9

1,1

1,0

13

1,1

1,0

17

16

1,0

50

5,7

1.1

1,0

32

1,1

1,0

43

40

1,0

 

 

 

 

 

 

 

50

Грунтовые воды

3

1,2

1,1

1,0

1,2

1,2

1,0

1,5

1,5

1,2

20

1,4

1,2

1,0

1,7

1,7

1,1

2,5

2,9

1,3

50

1,5

1,3

1,1

2,3

2,0

1,1

3,9

4,5

1,3

Однородный

3

1,1

1,1

1,0

1,3

1,2

1,0

1,5

1,3

1,0

20

1,3

1,1

1,0

3,2

1,9

1,0

4,5

4,5

1,0

50

1,6

1,2

1,0

6,8

2,2

1,0

11

10

1,0

Подстилающие породы, скальные

3

20

1,2

2,5

1,1

1,5

1,0

1,1

2,1

11

1,3

1,6

1,0

1,0

2,4

14

2,4

14

1,0

1,0

50

4,8

2,0

1,1

28

1,6

1,0

35

35

1,0

 

 

 

 

 

 

 

500

Грунтовые воды

3

1,1

1,0

1,0

1,1

1,1

1,1

1,2

1,2

1,1

20

1,3

1,1

1,0

1,4

1,4

1,3

1,6

1,8

1,4

50

1,3

1,2

1,0

1,8

1,8

1,4

2,3

2,5

1,6

Однородный

3

1,1

1,0

1,0

1,2

1,2

1,2

1,3

1,4

1,2

20

1,2

1,1

1,0

2,9

2,7

1,5

3,9

4,0

1,6

50

1,5

1,2

1,0

5,8

4,7

1.6

8,4

8,6

1,7

Подстилающие породы, скальные

3

20

1,2

2,2

1,1

1,4

1,0

1,0

2,0

11

1,8

5,4

1,2

1,3

2,2

13

2,3

13

1,2

1,3

50

4,1

1,5

1,0

25

10

1,5

31

31

1,5

Таблица 3

Сезонные коэффициенты удельного сопротивления грунта Кр

Тип грунта

Сезонный коэффициент удельного сопротивления грунта при влажности

малой

средней

большой

Глина

2

3

10

Супесь, суглинок

3

5

20

Песок

3

10

50

 

6. ПРОВЕРКА СОСТОЯНИЯ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

6.1. Визуальная проверка заземляющего устройства

Визуальная проверка проводится с целью проверки качества монтажа и соответствия сечения заземляющих проводников требованиям проекта и ПУЭ.

Измерение сечения проводников производится штангенциркулем. Измеренное сечение сравнивается с расчетным. Сечение заземляющих проводников Sзп должно быть не менее:

где / — ток замыкания на землю, А; t — время отключения замыкания на землю, с (время действия основном защиты и время работы выключателя).

Снижение сечения из-за коррозии происходит в первую очередь непосредственно под поверхностью грунта. Поэтому при контроле заземляющего устройства в процессе эксплуатации обязательна выборочная проверка заземлителя со вскрытием грунта на глубину примерно 20 см. Коррозионные повреждения проводников на большей глубине, а также в сварных соединениях выявляются при измерениях напряжений прикосновения и проверке металлосвязен.

При визуальном контроле заземляющего устройства производится проверка и болтовых соединений. Болтовые соединения должны быть надежно затянуты, снабжены контргайкой и пружинной шайбой.

6.2. Проверка контактных соединений и металлосвязей оборудования с заземляющим устройством

Контактные соединения необходимо проверять:

Контактные соединения проверяются осмотром, простукиванием, а также измерением переходных сопротивлений мостами, микроомметрами и по методу амперметра-вольтметра.

При массовых измерениях удобно пользоваться измерителями МС-07 и МС-08, а также приборами ЭКО-200 или ЭКЗ-01.

Значение сопротивления контактов не нормируется, но практикой установлено, что качественное присоединение к заземлителю обеспечивается при переходном сопротивлении не более 0,05 Ом.

Проверка металлосвязей оборудования с заземляющим устройством как на рабочих, так и на нерабочих местах производится по схеме рис. 5. Если заземляющий проводник не подсоединен к ЗУ (нет связи), измеренное значение напряжения во много раз отличается от значений, измеренных на соседних корпусах оборудования.

На подстанциях напряжением 220 кВ и выше рекомендуется проверять сопротивление металлосвязи между заземлителем ОРУ и местом заземления нейтрали трансформатора. Это измерение в случае применения измерителя напряжения прикосновения производится по схеме, при которой выводы Т2, П2 прибора соединяются с точкой заземления нейтрали трансформатора, а выводы Т1, П1 соединяются с заземлителем ОРУ. Связь считается удовлетворительной, если сопротивление не превышает значения 0,2 Ом.

6.3. Оценка коррозионного состояния

Локальные коррозионные повреждения заземляющих проводников выявляются при осмотрах (в основном со вскрытием грунта), а также при измерениях напряжения прикосновения и проверке металлосвязи.

Для сплошной поверхностной коррозии характерно равномерное, по всей поверхности проводника, проникновение в глубь металла с соответствующим уменьшением размеров поперечного сечения элемента. После механического удаления продуктов коррозии поверхность металла оказывается шероховатой, но без очевидных язв, точек коррозии или трещин.

Местная коррозия характеризуется появлением на поверхности проводника отдельных, может быть множественных повреждений в форме язв или кратеров, глубина и поперечные размеры которых соизмеримы и колеблются в пределах от долей миллиметра до нескольких миллиметров.

Количественная оценка степени коррозионного износа производится выборочно по участкам контролируемого элемента заземляющего устройства путем измерения характерных размеров, зависящих от вида коррозии. Эти размеры определяются после удаления с поверхности элемента продуктов коррозии.

При сплошной поверхностной коррозии характерными размерами являются линейные размеры поперечного сечения проводника (диаметр, толщина, ширина). Эти размеры измеряются штангенциркулем.

При местной язвенйой коррозии измеряется глубина отдельных язв, например, с помощью штангенциркуля, а также площадь язв на контролируемом участке.

Элемент заземляющего устройства должен быть заменен, если разрушено более 50% его сечения.

7. ПРОВЕРКА СОСТОЯНИЯ ПРОБИВНЫХ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ

Проверка состояния пробивных предохранителен заключается в проверке целости фарфора, резьбовых соединений и крепления, качества заземления. Разрядные поверхности электродов должны быть чистыми и гладкими, без заусенцев и нагаров. Слюдяная пластинка должна быть целой и иметь толщину в пределах 0,08±0,02 мм при исполнении на 220-380 В и 0,21 ±0,03 мм — при исполнении на 500-660 В.

У собранного предохранителя измеряется сопротивление изоляции мегаомметром до 250 В, которое должно быть больше или равно 5-10 МОм.

Перед установкой предохранителя измеряется его пробивное напряжение. При исполнении на 220-380 В 17 д = 351-500 В; при исполнении на 500-660 В — 701-1000 В. Для ограничения после пробоя сопровождающего тока в цепь предохранителя включается токоограничивающее сопротивление 5-10 кОм.

Если пробивное напряжение соответствует норме, то напряжение снижается и снова повышается до 0,75Uпроб. Если при этом не наступает пробой, то испытательная установка отключается и повторно измеряется сопротивление изоляции. При существенном снижении сопротивления изоляции (более 30%) необходимо разобрать предохранитель, зачистить подгоревшие разрядные поверхности и повторить испытания, увеличив балластное сопротивление.

8. ПРОВЕРКА СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕТЛИ ФАЗА-НУЛЬ

Проверка производится для наиболее удаленных и наиболее мощных электроприемников, но не менее 10% их общего количества. Проверку можно производить расчетом по формуле

где Zп — полное сопротивление проводов петли фаза-нуль; Zт — полное сопротивление питающего трансформатора.

Для алюминиевых и медных проводов Zп = 0,6 Ом/км.

По Zпет определяется ток однофазного КЗ на землю:

Если расчет показывает, что кратность тока однофазного замыкания на землю на 30% превышает допустимые кратности срабатывания завцпных аппаратов, указанные в ПУЭ, то можно ограничиться расчетом. В противном случае следует провести прямые измерения тока КЗ специальными приборами, например, типов ЭКО-200, Э КЗ-01 или по методу амперметра-вольтметра на пониженном напряжении. Схема измерений на пониженном напряжении приведена в [5].

9. МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ КОНТРОЛЕ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ

9.1. Работы по измерениям характеристик заземляющих устойств должны выполняться в соответствии с действующими Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок.

9.2. Работы по измерениям электрических характеристик заземляющих устройств должны выполняться по нарядам.

9.3. При измерениях на действующих РУ с использованием вынесенных токовых и потенциальных электродов должны приниматься меры по защите от воздействия полного напряжения на заземлителе при отекании с него тока однофазного КЗ на землю.

Персонал, производящий измерения, должен работать в диэлектрических ботах, диэлектрических перчатках, пользоваться инструментом с изолированными ручками.

9.4. При сборке измерительных схем следует сначала присоединять провод к вспомогательному электроду (токовому, потенциальному) и лишь затем к соответствующему измерительному прибору.'

10. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ И ИСПЫТАНИЙ

Примерный вид протокола обследования и измерения параметров заземляющего устройства приведен ниже.

ПРОТОКОЛ

ОБСЛЕДОВАНИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

ПС_____________________

название

________________ "__" _________19__г.

название ПЭС, РЭС

1. Сопротивление заземляющего устройства

rзп / rзт

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

Rизм при rзт =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rизм при rзт =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод: измеренное сопротивление заземляющего устройства Rизм ___ Ом;

сезонный коэффициент сопротивления составляет Кс = __;

сопротивление заземляющего устройства Rз не превышает ____ Ом.

2. Напряжение на заземляющем устройстве

Расчет тока, стекающего с заземлителя в землю при однофазном замыкании на землю /3 = ___ кА.

Напряжение на заземляющем устройстве

U3=I3 Rизм Кс= _____ кВ.

3. Напряжение прикосновения на ОРУ:

ток замыкания /3 = ___ А;

время отключения t = ____ с;

норма напряжения прикосновения ____ В.

№ п.п.

Место измерения

Uизм/Iизм по прибору

Rосн, кОм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод: _________________________

указываются точки, в которых напряжение прикосновения превышает норму

4. Проверка металлосвязей, коррозионного состояния, сечения элементов, контактных соединений

Место проверки

Характер неисправности

5. Выводы и рекомендации по устранению недостатков: какие параметры соответствуют норме, а какие нет.

Руководитель бригады _______________

должность, подпись

Список использованной литературы

1. Методические указания по измерению сопротивлений заземления опор ВЛ без отсоединения грозозащигного троса.— М.: СПО Союзтехэнерго, 1981.

2. Временные методические указания по измерениям электрических характеристик заземляющих устройств распределительных устройств и трансформаторных подстанций переменного тока напряжением выше 1000 В с глухим заземлением нейтрали, спроектированных по нормам на напряжения прикосновения.— М.: Информэнерго, 1978.

3. Цирель Я.А. Заземляющие устройства воздушных линий электропередачи.— Л.: Энергоатомиздат, 1989.

4. Коструба С.И. Измерение электрических параметров земли и заземляющих устройств.— М.: Энергоатомиздат, 1983.

5. Справочник по наладке электрооборудования электростанций и подстанций. Под ред. Э.С. Мусаэляна.— М.: Энергоатомиздат, 1984.