Вебинар "Ответы на ваши вопросы по заземлению и молниезащите". Страница 2

Девятый вебинар из серии "Заземление и молниезащита: вопросы и проблемы, возникающие при проектировании"

Сетки большой площади

— Как с ним быть в реале – я не знаю. Теперь, что дальше делать? Как рассчитывать такие контура заземления? Из-за того, что контур заземления любой подстанции – это все таки сетка, то для это сетки формула Лорана, Оллендорфа-Лорана, о котором мы уже и сегодня говорили и тремя семинарами раньше говорили, она дает очень хорошее приближение к реалию. Посмотрите, здесь график, на графике две кривые. Черная кривая – это расчет сопротивления заземления подстанции, сопротивление контуров заземления 100 метров длиной, с ячейками по 10 м, в зависимости от ширины. А нижняя красная кривая – это расчет по строгой компьютерной программе. Как вы видите разница между этими двумя кривыми (все, стрелка то появилась, все в порядке), разница между этими кривыми не слишком велика. И в инженерных расчетах формулу Лорана вполне  можно использовать. Будет ошибка на уровне 15 – 20 % не страшная потому, что формула Лорана дает более высокое сопротивление, чем есть на самом деле. И по существу, если вы ей пользуетесь, все пойдет, просто в сторону запаса.

Расположение заземляющих шин сетки по ПУЭ

— Как ПУЭ требует распределять эту сетку? Сетку эту требуют распределять так. Продольные шины должны идти примерно на расстоянии 1 м от фундамента того оборудования, которое стоит на открытом распредустройстве. А поперечные шины должны идти с изменяющимся шагом от, примерно, 4 м с края до 20 м в середине сетки. Сделано это для того, чтобы уровнять как раз напряжение прикосновения. Но сосчитать эти напряжения прикосновения по формуле Лорана вы никогда в жизни не сможете. И здесь требуется обязательно компьютерный расчет. И ничего кроме компьютерного расчета придумать здесь невозможно. А мне, когда передавали эти вопросы, мне по этому вопросу в скобочках написали расчет без применения компьютера. Так вот, дорогие коллеги, вот чего сегодня нельзя сделать – это нельзя сегодняшние современные расчеты делать без применения компьютера. По элементарно простой причине. У нас был семинар, на котором мы с вами разбирали, как считать сопротивление заземления и распределения потенциалов по территории подстанции. Мы все это подробно разобрали. Элементарно составляются уравнения, элементарно все записывается, но количество этих уравнений столько, сколько элементов у сетки подстанции.

Гальваническая связь между заземлителями

— Есть еще один вопрос. Вопрос очень важный и серьезный. Вопрос о гальванической связи между заземлителями. Когда делается сопротивление заземления подстанции, то там написана, например, такая вещь. Там, например, написано, что если у вас используются молниеотводы, и молниеотводы ставятся на порталах, а портал находится на расстоянии 15 метров от, например, силового трансформатора, то в этом случае на этот портал нельзя ставить молниеотвод. Его надо поставить – молниеотвод на землю как отдельностоящий и сделать для него, значит, специальные заземлители. Поглядите, я нарисовал фрагмент здесь сетки подстанции. А эта точка – это сюда поставлен заземлитель молниеотвода, который по расстоянию до сетки вполне может считаться отдельностоящим по всем требованиям ПУЭ. А зачем делали отдельностоящий заземлитель? Его делали для того, чтобы ток молнии не попадал в заземляющее устройство, связанное, например, с нейтралью трансформатора подстанции. А теперь глядите, что получается на деле. Цифры, которые стоят на всех этих элементиках – это процентная доля тока молнии, который попал в данный элемент. И получается, что 4 элемента ближайших шин подстанции, заземляющего контура подстанции попадает, примерно, 40 % тока. Чего я добился, установив этот отдельностоящий молниеотвод? Да, практически ничего. Если подсчитать долю тока молнии, который попадет в подстанцию, она здесь больше 60 %. Удовлетворить это требование ПУЭ на бумаге то можно, а на деле похоже, что никак.

— Эдуард Меерович, по поводу защиты высоковольтных объектов поступил вопрос. Вы перешли к следующему вопросу, я вижу.

— Какой вопрос?

— Относительно материалов, которые могут быть применены на подстанции. Давайте, зачитаю целиком вопрос.

— Давайте.

— Вопрос от Ануфриева Александра. Здравствуйте, Эдуард Меерович. Эксплуатируем высоковольтную линию и подстанцию в 110 и 500 кВ, объект ФСК ЕЭС. Вопрос касается материала, применяемого в качестве заземлителя и заземляющих проводников в электроустановках свыше 1000 В. Требования к материалам проводников устанавливает ПУЭ, технический циркуляр № 11/206 и инструкцию по устройству сетей заземления и молниезащите. Соответственно данные документы допускают применение черной стали. В 2012 году ФСК выпустил руководящие указания, которые также допускают применение черной стали. А с 2015 года введен в действие ГОСТ (ой, секунду) электроустановки низковольтной часть 5.54, в котором не предусмотрено использование черной стали в качестве материала для заземлителей и заземляющих проводников. Можно ли ссылаться на этот ГОСТ при выборе материалов заземляющих устройств электроустановок выше 1000 В?

— Знаете что? На вопрос этот я могу ответить только следующим образом. Значит, существует иерархия для документов. По этой иерархии документов над ГОСТом действуют нормативные документы, которые распространяются на все народное хозяйство нашей страны. Значит, к таким документам в частности является инструкция СО 153 34 21 122, в которой написано, что для заземляющих устройств разрешается применять черную сталь и разрешается применять цветные металлы, в частности медь. Единственное, что не разрешается применять – это не разрешается применять алюминий, который очень быстро корродирует в земле. Значит, я думаю, ситуация вот какая. Вообще говоря, в своем ведомстве, я могу ужесточить любые требования. И могу, например, запретить в своем ведомстве, если я очень большой начальник, конечно, и запретить применять черную сталь. Это уже дело ведомства, но есть ли в этом большой смысл, я не очень хорошо понимаю, потому что вы не написали. А я откровенно говоря, этот документ 2015 года не знаю. Что там разрешено применять? Если там разрешено вместо черной стали применять оцинковку, черную оцинкованную сталь, то на этот счет споров в мире высоковольтном более чем достаточно. Потому что существует очень много соображений и экспериментов, которые показывают, что оцинковка замечательно себя ведет, если вокруг нет ее черной стали другой. А если есть оцинковка и есть черная сталь рядом. А она есть на территории распредустройстве всегда, потому что она находится в фундаментах железобетонных опор, как арматурные стержни. В этом случае, цинк держится недолго, в среднем где-нибудь 2 – 3 года. Говорить об омедненных электродах, о них можно говорить безусловно.

— Еще вопросы от этого же автора. Секундочку. Какой нормативный документ требует обязательного присоединения внутреннего ограждения к электроустановке выше 1000 В к заземляющему устройству данной электроустановки?

— Вопрос об ограждения четко прописан в ПУЭ. Есть специальный раздел ПУЭ и в этом разделе ПУЭ все написано про ограждения. И ничего больше придумать не сможет. ПУЭ здесь надо четко и однозначно выполнять.

— И еще один вопрос от Александра. Допускается ли укладка полосового заземлителя в грунт плашмя, а не на ребро?

— А кто сказал, что его надо класть на ребро? Я об этом слышу впервые. Никто не запрещает класть этот материал в грунт. От этого сопротивление заземления не изменится никак.

— И еще вопрос тоже относительно высоковольтных объектов от Смиронова Рамиля. Вопрос: как на подстанции 110, 220 кВ правильно выполнить заземление пожарной техники. Отдельным контуром внутри подстанции или нужно соединить ЗУ с общим контуром?

— Я не знаю по каким соображениям пожарную технику надо заземлять отдельным контуром. Я просто не вижу в этом ни малейшей логики. Но зато в ПУЭ, я знаю, написана следующая вещь. Что во всех случаях за исключением исключительных (извините за тавтологию) надо все контуры заземления объединять в единый общий контур заземления. Полагаю, что это в полной мере относится и к противопожарной технике.

Молниезащита объектов связи

— Теперь я открыл слайд, про который я не знаю что делать. Вы знаете, я абсолютно не представляю себе, как надо защищать молниезащиту объектов связи. Дело вот в чем. В инструкциях РД 34 написано черным по белому: что на объекты связи она вообще не распространяется. В инструкции СО 153-34 есть раздел 3.3.4 – защита электрических металлических кабельных линий передачи магистральной и внутритерриториальных сетей связи. Я прочитал этот самый нормативный раздел и не извлек из него абсолютно никакой информации, кроме пустых слов там совершенно ничего нет. Тогда я стал смотреть, а есть ли какие-нибудь документы вообще. Извините, я смотрел, как дилетант. Я заранее подчеркиваю, я не связист. Я смотрел какие есть документы по молниезащите объектов связи. Нашел такой документ – ВСН 1-93. И что же я внутри этого документа нашел? А внутри этого документа я нашел полностью переписанный документ РД 34 в части относящейся к молниезащитам объектов третьей или второй категории. Все, что было в РД 34, все переписали в этот ВСН. Никаких новых технологий я в этом документе не обнаружил.

Изолированная молниезащита антенных систем

— А то, что новые технологии есть – это я знаю. Это я знаю и в первую очередь эти новые технологии относятся к антенным системам, которые сегодня в очень большом количестве устанавливаются связистами для обеспечения мобильной связи телефонной. Вопрос об установке этих антенн, он в Европе не в России очень серьезно прорабатывался. И то, что я сейчас показал на этом слайде, я каюсь – я переписал из руководства, которое сделано одной немецкой фирмой – фирмой DEHN + SOHNE, которые рекламируют устройство молниезащиты антенных систем, которые они называют изолированной молниезащитой. Вот о чем идет речь. Речь идет о том, чтобы молниеприемник этой самой антенной системы был полностью изолирован и от устройств электронных, которые обеспечивают связь. И вообще говоря, полностью изолирован от источника питания, который снабжает электроэнергией эту самую антенну, а заодно и снабжает электроэнергией здание, на которой антенна стоит. Потому что один из очень больных вопросов, который очень беспокоит хозяев здания – это, если поставят антенну на моем здании, то, что будет с той электроникой и энергетической техникой, которые к этому зданию относятся? Этот вопрос решается следующим образом. Вся система отвода тока молнии, ударившего в молниеприемник сделана специально изолированный кабелем с полупроводниковым покрытием, который очень сильно увеличивает напряжение поверхностного перекрытия по изоляции кабеля. А это очень больной вопрос. В результате применения высоких технологий удается утащить ток молнии от молниеприемника на расстоянии до 18 метров на сегодня, дальше нельзя.

Вопросы молниезащиты жилых зданий

— Теперь крыша жилых зданий. Это вопрос мы разбирали очень здорово на семинаре. Этот второй семинар, который у нас был, он подробно рассматривал все эти самые вопросы. И я когда готовился к сегодняшнему дню, я посмотрел все материалы семинара и убедился, что вообще, говоря, никаких благо глупостей мы там не сделали. О чем там шла речь? Когда современное покрытие жилого здания можно использовать в качестве молниеприемника. Ответ в наших нормативных документах было следующий. В любом случае, если покрытие имеет толщину металла не меньше чем 0.5 мм. Есть на этом покрытии изолирующий слой толщиной до миллиметра или нет этого слоя, значения не имеет. Все равно даже в случае вот такой изоляции или краски можно использовать это устройство в качестве молниеприемника. То есть в качестве молниеприемника можно использовать металлочерепицу и можно использовать наши металлопорфели российские. С какой оговоркой? Об этом тоже говорилось, об этом деле. А оговорка следующая. В конструкции кровли не должно быть горючих элементов. Это нашего проектировщика напряжет прямо сразу и мгновенно. Почему? Потому что у нас очень во многих зданиях, особенно индивидуальные постройки – обрешетка, стропила – все это дерево. А по нормам пожарников обработка противопожарными составами не снимает вопроса о его горючести.

Использование молниеприёмной сетки и множественных молниеприёмников небольшой высоты на кровле

— Мы говорили, о том, что использование сетки, которая лежит на кровле – она ровным счетом ничегошеньки не дает. Что сетку надо поднимать над кровлей для того, чтобы защитить машины, а тем более людей, если они находятся на кровле, как здесь показано – смотровая площадка. В этом случае над кровлей надо вешать либо замкнутые тросовые молниеотводы и об этом тоже говорилось, либо ставить систему из стержневых молниеотводов малой высоты. Высотой, примерно, на уровне 3 метров, которые ставятся шагом не больше 10 метров друг от друга. Примерно так, как это показано на этой фотографии, которую я сделал в Германии.

Проблемы монтажа молниезащиты

— Какой вопрос при этом возникает? При этом возникает вот какой вопрос. Если мне надо поставить много молниеотводов, используя для этого сварку так как это записано в наших нормативных документах, то я просто пропаду. И система установки молниеотводов, которая предлагается и которая широко используется в Европе, она вот какая: ставится основание металлическое. Это основание металлическое, на это металлическое основание накладываются для тяжести такие бетонные чушки, а потом в трубу этого основания ставится молниеприемник и заворачивается болтами. И эти болтовые соединения, которые есть в Европе, они обеспечивают переходное сопротивление не выше, чем 0,003 Ом! Из-за того, что у нас допускается 0,05, такие соединения вполне можно использовать для защиты кровли установкой многих таких молниеотводов.

Вот, они стоят, видите? Время монтажа такого молниеотвода – это, примерно, 5 минут. Какое есть достоинство? Если я его за 5 минут смонтировал, я его за 5 минут смогу и демонтировать. А демонтировать его стоит, потому что у нас не Германия, у нас хорошая зима с хорошим снежным покровом. Снег надо чистить, а молниеотводы мешают. Так вот, если я их на зиму демонтирую – чистить снег мне никто и ничто не помешает.

Это, наверное, и есть самый главный вопрос, который существует для защиты жилых зданий.

Заземление специальной аппаратуры

— Да, когда вы будете переходить к следующему, мы прервемся, потому что поступают, все еще поступают вопросы относительно заземления различных высоковольтных объектов и подстанций.

— Давайте мы сделаем вот какую вещь. Я постараюсь через максимум 10 минут кончить. А вы эти вопросы сейчас соберете.

— Хорошо, давайте.

— Потому что остался то в общем один вопрос. Это заземление специальной аппаратуры. Вот чего я ничего не могу сказать, совсем ничего – это о заземлении специальной аппаратуры. Какое нужно заземление для специальной аппаратуры? Будь то томограф, будь то сверхчувствительные аппаратура – я просто не знаю. Это должен знать изготовитель этой аппаратуры. А мое дело обеспечить то или ваше дело проектировщиков, то, что он требует. Какой самый главный вопрос здесь есть? Самый главный вопрос вот какой. На каком расстоянии надо поставить индивидуальный заземлитель от заземлителя молниеотвода для того, чтобы туда попадала невысокая допустимая напряжение и допустимый ток. Эти вопросы проектировщик должен уметь решать. И решать их можно только единственным образом, их можно решать только при помощи компьютерных программ.

УЗИП и его плавкая вставка Молниезащита объектов в районах вечной мерзлоты Молниезащита и заземление для базовых станций стандарта 5G Семинар "Молниезащита предприятий углеводородного топлива", страница 1 Вебинар "Ответы на ваши вопросы по заземлению и молниезащите". Страница 1 Вебинар "Ответы на ваши вопросы по заземлению и молниезащите". Страница 3 Анализ нормативного документа ФЕДЕРАЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА В ОБЛАСТИ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ "ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ"