Часто возникают вопросы по поводу проектирования заземления для воздушных линий электропередач (ВЛ) в условиях крайнего севера, т.к. добиться нужного сопротивления заземляющего устройства в вечномёрзлых грунтах не так просто.
Требования к заземлению для воздушных линий электропередач
Любой инженер начинает проектирование с действующих нормативных документов. Требования к сопротивлению заземления нормируются в ПУЭ, “раздел 2.4” для ВЛ напряжением до 1 кВ, и “раздел 2.5” для ВЛ напряжением более 1 кВ. Рассмотрим на примере ВЛ 110-500 кВ, т.к. именно с ними зачастую возникают вопросы.
На ВЛ 110-500 кВ должны быть заземлены металлические и железобетонные опоры. Сопротивление заземляющих устройств нормируется табл.2.5.19, ПУЭ-7 изд.
Табл.2.5.19. Наибольшее сопротивление заземляющих устройств опор ВЛ
| Удельное эквивалентное сопротивление земли, Ом·м | Наибольшее сопротивление заземляющего устройства, Ом |
| До 100 | 10 |
| Более100 до 500 | 15 |
| Более 500 до 1000 | 20 |
| Более 1000 до 5000 | 30 |
| Более 5000 | 0,006ρ |
При этом нужно помнить о том, что арматура фундаментов должна быть учтена и использоваться в качестве естественного заземлителя. Исключением является тот случай, когда удельное сопротивление грунта превышает 1000 Ом*м, в таких грунтах железобетонные конструкции не должны учитываться при расчётах сопротивления заземляющего устройства.
Заземление воздушных линий электропередач в вечномёрзлом грунте
В условиях крайнего севера у нас вечномёрзлые грунты и их удельное сопротивление превышает 1000 Ом*м, потому использовать естественные заземлители опор ВЛ мы не можем и необходимо рассчитывать искусственные заземляющие устройства для ВЛ.
Проблема заключается в том, что добиться сопротивления, например 30 Ом, в условиях вечномёрзлого грунта не так уж и просто при помощи обычных вертикальных и горизонтальных заземлителей. Площади под заземление одной опоры получаются просто огромные, соответственно будут большие затраты как на заземлители, так и на монтаж. Заказчики это, как правило, не приветствуют. На этом у проектировщиков и возникает вопрос: как же быть?
Решение для таких случаев имеется. Оно заключается в применении специальных заземлителей, которые разработаны именно для применения в вечномёрзлых, высокоомных грунтах. Это электролитические заземлители, которые обеспечивают сопротивление до 12 раз меньше, по сравнению с обычными электродами.
Пример расчёта заземляющего устройства для воздушных линий электропередач
Рассмотрим на небольшом примере, какая конструкция заземляющего устройства получится для одной опоры ВЛ 220 кВ при удельном сопротивлении грунта 3000 Ом*м.
В соответствии с п.2.5.129, табл.2.5.19, ПУЭ для опор ВЛ 220 кВ в грунтах с удельным сопротивлением более 1000 и до 5000 Ом, сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 30 Ом.
Для достижения необходимого сопротивления применим 2 комплекта электролитического заземления ZZ-100-102-6МВ, которые объединяются при помощи стальной омеднённой полосы сечением 30х4 мм. Заглубление 0,5 - 0,7 м.
Расчёт заземляющего устройства:
С алгоритмом расчёта можно ознакомиться тут.
Расчетное сопротивление заземляющего устройства составляет 27,94 Ом, что меньше требуемого значения 30 Ом.
На рисунке 1 показано расположение оборудования.
Рисунок 1 – Заземляющее устройство опоры ВЛ 220 кВ.
Перечень необходимых материалов приведен в таблице 1.
Таблица 1 – Перечень потребности материалов
| № | Рисунок | Артикул | Наименование | Количество. шт. |
| 1. | .png) | ZZ-100-102-6МВ | ZANDZ Комплект электролитического заземления (вертикальный; 6 метров) | 2 |
| 2. | .png) | GL-11075-10 | GALMAR Полоса омеднённая (30*4 мм / S 120 мм²; бухта 10 метров) | 3 |
| 3. |  | ZZ-005-064 | ZANDZ Зажим для подключения проводника (до 40 мм) | 7 |
| 4. |  | ZZ-007-030 | ZANDZ Лента гидроизоляционная | 2 |
Итак, для достижения необходимых требований по сопротивлению заземления опоры ВЛ 220 кВ,нам потребовалось всего лишь 2 вертикальных электролитических заземлителя длиной 6 м. При этом необходимо знать, что для ВЛ, защищенных тросами, сопротивления заземляющих устройств, выполненных по условиям молниезащиты, должны обеспечиваться при отсоединенном тросе, а по остальным условиям - при неотсоединенном тросе.
У вас возникли вопросы при проектировании заземления воздушных линий электропередач в условиях крайнего севера? Отправляйте запрос по адресу info@zandz.ru.
Смотрите также: