РД 153-34.0-20.525-00 "Методические указания по контролю состояния заземляющих устройств электроустановок". Часть 1

РОССИЙСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ "ЕЭС РОССИИ"

РД 153-34.0-20.525-00

Часть 1

УДК 621.311

Вводится в действие с 01.09.2000 г.

РАЗРАБОТАНО Новосибирским государственным техническим университетом, Московским энергетическим институтом, Научно-производственной фирмой ЭЛНАП, Открытым акционерным обществом "Фирма по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей ОРГРЭС"

ИСПОЛНИТЕЛИ Ю.В. Целебровский, А.А. Захаров, А.Г. Тарасов, В.Л. Захаров, Е.Л. Кац, С.В. Нестеров (НГТУ); Р.К. Борисов, Е.С. Колечицкий, И.В. Жарков, А.В. Горшков (МЭИ - НПФ ЭЛНАП); Е.Ф. Коновалов, В.А. Борухман, В.В. Подольский (АО "Фирма ОРГРЭС")

УТВЕРЖДЕНО Департаментом стратегии развития и научно-технической политики РАО "ЕЭС России" 07.05.2000

Первый заместитель начальника А.П. Берсенев

ВВЕДЕНО ВПЕРВЫЕ

Настоящие Методические указания распространяются на персонал АО-энерго, межсистемных электрических сетей (МЭС), предприятий МЭС и предприятий, эксплуатирующих электрические сети, электростанций, проектных, строительно-монтажных и наладочных организаций, занимающихся эксплуатацией, проектированием и строительством заземляющих устройств (ЗУ) энергообъектов.

В Методических указаниях приведены методы контроля и испытаний ЗУ подстанций и опор ВЛ, методы проверки пробивных предохранителей и цепи фаза-нуль (в установках до 1000 В) в процессе эксплуатации и при приемке вновь сооружаемых или реконструируемых ЗУ, а также указаны используемые при этом приборы.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Часть 1

1. Общие положения
2. Методы проверки состояния ЗУ
2.1. Проверка выполнения элементов ЗУ
2.1.1. Визуальная проверка ЗУ
2.1.2. Определение реальной схемы ЗУ
2.2. Проверка соединения заземлителей с заземляемыми элементами, а также естественных заземлителей с ЗУ
2.3. Проверка коррозионного состояния элементов ЗУ, находящихся в земле
2.4. Измерение сопротивления ЗУ подстанций и линий электропередачи
2.4.1. Измерение сопротивления ЗУ подстанций
2.4.2. Измерение сопротивления заземлителей опор ВЛ
2.5. Измерение напряжения прикосновения
2.6. Проверка напряжения на ЗУ подстанций при стекании с него тока замыкания на землю
2.7. Проверка состояния пробивных предохранителей
2.8. Проверка цепи фаза-нуль в электроустановках до 1 кВ с глухим заземлением нейтрали

Часть 2

3. Определение уровня помех от внешних электромагнитных возмущений
4. Меры безопасности при контроле ЗУ
5. Документация на ЗУ электроустановки
6. Рекомендации по ремонту и усилению ЗУ
Приложение 1. Измерительная аппаратура для контроля электрических параметров ЗУ
Приложение 2. Пример определения реальной схемы ЗУ с помощью измерительного комплекса КДЗ-1
Приложение 3. Выбор сезонного коэффициента, измерение электрохимического потенциала и определение наличия блуждающих токов
Приложение 4. Определение сопротивления искусственного заземлителя электроустановки без учета отходящих коммуникаций
Приложение 5. Численный расчет ЗУ электроустановки
Приложение 6. Паспорт на заземляющее устройство энергообъекта
Приложение 7. Протокол проверки состояния заземляющих устройств

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Характеристики ЗУ должны отвечать требованиям обеспечения электробезопасности обслуживающего персонала и обеспечивать в нормальных и аварийных условиях следующие эксплуатационные функции электроустановки:

действие релейных защит от замыкания на землю;

действие защит от перенапряжений;

отвод в грунт токов молнии;

отвод рабочих токов (токов несимметрии и т.д.);

защиту изоляции низковольтных цепей и оборудования;

снижение электромагнитных влияний на вторичные цепи;

защиту подземного оборудования и коммуникаций от токовых перегрузок;

стабилизацию потенциалов относительно земли и защиту от статического электричества;

обеспечение взрыво- и пожаробезопасности.

1.2. Основными параметрами, характеризующими состояние ЗУ, являются:

сопротивление ЗУ (для электроустановок подстанций, электростанций и опор ВЛ);

напряжение на ЗУ при стекании с него тока замыкания на землю;

напряжение прикосновения (для электроустановок выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью, кроме опор ВЛ).

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

В соответствии с ПТЭ для контроля ЗУ в электроустановках до 1 кВ с изолированной нейтралью необходимо производить проверку пробивных предохранителей, а в электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью проверку цепи фаза-нуль.

1.3. Объем и нормы испытаний ЗУ установлены РД 34.45-51.300-97 "Объем и нормы испытаний электрооборудования" (М.: НЦ ЭНАС, 1998).

1.4. Периодичность проверки параметров ЗУ следующая:

проверка ЗУ в полном объеме — не реже 1 раза в 12 лет;

проверка в той части, где возможно изменение ЗУ в результате проведенных работ, — после монтажа, переустройства и капитального ремонта оборудования на электростанциях, подстанциях и линиях электропередачи;

измерение напряжения прикосновения в электроустановках, ЗУ которых выполнено по нормам на напряжение прикосновения, — после монтажа, переустройства и капитального ремонта ЗУ и изменения токов КЗ, но не реже 1 раза в 6 лет (измерения должны выполняться при присоединенных естественных заземлителях и тросах ВЛ);

проверка состояния устройств молниезащиты — один раз в год перед началом грозового сезона;

проверка пробивных предохранителей и цепи фаза-нуль — не реже 1 раза в 6 лет.

1.5. При возникновении на территории объекта КЗ или связанных с ним аварийных ситуаций необходимо провести обследование ЗУ в зоне аварии и на прилегающих к ней участках ЗУ.

1.6. Рекомендуется проводить проверку состояния ЗУ после реконструкции, в особенности при установке на объекте электронных и микропроцессорных устройств.

1.7. Для измерения сопротивления ЗУ и определения напряжения прикосновения многие годы используется ряд приборов, различающихся областью применения, диапазонами измеряемых значений, схемами, помехоустойчивостью, частотой измерительного тока и т.п. Краткие характеристики приборов приведены в приложении 1, там же даны сведения о средствах измерений и контроля, разработанных в последние годы.

2. МЕТОДЫ ПРОВЕРКИ СОСТОЯНИЯ ЗУ

При вводе и в процессе эксплуатации контроль состояния ЗУ необходимо осуществлять путем проверки выполнения элементов ЗУ, соединения заземлителей с заземляемыми элементами и естественных заземлителей с ЗУ, коррозионного состояния элементов ЗУ, находящихся в земле, напряжения на ЗУ электроустановок при стекании с него тока замыкания на землю, состояния пробивных предохранителей, цепи фаза-нуль в электроустановках до 1 кВ с глухим заземлением нейтрали, а также измерения сопротивления ЗУ электроустановок, заземлителей опор ВЛ и напряжения прикосновения.

2.1. Проверка выполнения элементов ЗУ

2.1.1. Визуальная проверка ЗУ

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

Измерение сечения проводников производится штангенциркулем. Измеренное сечение сравнивается с расчетным. Сечение заземляющих проводников S_зп (мм²) определяется по формуле

(1)

где I_з - ток замыкания на землю (ток, стекающий в землю через место замыкания), А (для ОРУ подстанций 6-35 кВ — ток двойного замыкания на землю , для ОРУ подстанций 110-1150 кВ — ток однофазного КЗ );

τ - время отключения замыкания на землю, с (время действия основной защиты и время работы выключателя).

Особое внимание следует уделить заземляющим проводникам от нейтралей трансформаторов, короткозамыкателей, шунтирующих и дугогасящих реакторов. Их сечение должно соответствовать максимальному для данной подстанции.

Уменьшение сечения из-за коррозии происходит в первую очередь непосредственно под поверхностью грунта, поэтому при контроле ЗУ в процессе эксплуатации обязательна выборочная проверка заземляющих проводников 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 металлосвязей.

Если к ЗУ подстанции подсоединяется грозозащитный трос ВЛ, то ток через трос может быть равен:

0,2 для стальных тросов;

0,7 для сталеалюминиевых

(здесь — ток однофазного КЗ на проверяемой ВЛ вблизи подстанции, который можно принять равным току КЗ на соответствующем ОРУ).

Допустимые токи I_доп (кА) для различных марок грозозащитных тросов при времени отключения КЗ, равном 1 с, приведены в табл. 1.

Таблица 1

При ином времени τ допустимый ток I_{доп τ} можно определить по выражению

(2)

При визуальном контроле ЗУ проводится проверка болтовых соединений. Болтовые соединения должны быть надежно затянуты, снабжены контргайкой и пружинной шайбой.

2.1.2. Определение реальной схемы ЗУ

Предварительно составляется рабочий план размещения силового оборудования электроустановки. На плане рекомендуется нанести в масштабе:

всю территорию электроустановки, включая здания и отдельно стоящее оборудование, подлежащее заземлению;

магистрали ЗУ и точки присоединения к нему силового оборудования;

кабельные каналы, колодцы, трубопроводы;

ограждения;

автомобильные и пешеходные дороги.

Образец схемы-плана представлен на рис. 1.

Определение трасс прокладки искусственного заземлителя в грунте осуществляется измерительным комплексом КДЗ-1. Источник переменного тока (ИПТ) 400 Гц подключается к двум разнесенным по территории точкам ЗУ исследуемой электроустановки. Проводятся проверка работоспособности и калибровка измерительной аппаратуры в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

С помощью измерителя напряженности магнитного поля ИПМ определяется фон излучения магнитного поля на территории электроустановки при отключенном ИПТ:

на уровне грунта;

в местах присоединения шин заземления к оборудованию;

над кабельными каналами, под кабельными лотками;

в местах прокладки трубопроводов и выхода силовых и информационных кабелей из зданий.

Фиксируется наибольшее значение фона излучения магнитного поля. В дальнейшем устанавливается такое значение тока ИПТ, чтобы уровень магнитного поля полезного сигнала превышал максимальное фоновое не менее чем в 10 раз.

Определяется трасса прокладки магистралей заземления без вскрытия грунта. Для этого ИПТ подключается к различным удаленным одна от другой точкам ЗУ и с помощью ИПМ определяются и наносятся на план места прокладки и соединений поперечных и продольных заземлителей.

М1:400

Рис. 1. Схема-план заземляющего устройства подстанции:

	кабельный канал;
	горизонтальный заземлитель;
	наземное соединение с заземляющим устройством;
	указатель незаземленного оборудования;
	портал;
	молниеотвод;
	присоединение заземляющего проводника к оборудованию;
	обрыв заземляющего проводника

Определяются подземные и наземные (через броню и оболочки кабелей, нулевые провода, трубопроводы и металлоконструкции) связи оборудования с ЗУ. Один из выводов ИПТ подключается к ЗУ, а второй последовательно присоединяется к заземляющим проводникам оборудования, подлежащего заземлению. Установленные связи наносятся на план. Определяется глубина залегания горизонтальных заземлителей и подземных связей. Для этого с помощью датчика ИПМ у поверхности земли фиксируется значение напряженности Н₁. Датчик ИПМ поднимается над землей на высоту h₁, при которой индикатор ИПМ будет показывать значение 0,5 Н₁. Глубина залегания шины заземлителя I_з = h₁.

Пример определения реальной схемы ЗУ приведен в приложении 2.

2.2. Проверка соединения заземлителей с заземляемыми элементами, а также естественных заземлителей с ЗУ

Проверку контактных соединений и металлических связей оборудования с ЗУ необходимо осуществлять в:

цепи заземления нейтралей трансформаторов;

цепи заземления короткозамыкателей;

цепи заземления шунтирующих и дугогасящих реакторов;

местах соединения грозозащитных тросов с опорами и конструкциями ОРУ;

местах соединения заземляемого оборудования с ЗУ.

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

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 ЗУ выполняется как на рабочих, так и на нерабочих местах. 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 дополнительно 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 и П₂ прибора соединяются с точкой заземления нейтрали трансформатора, а выводы Т₂ и П₂ соединяются с заземлителем ОРУ. Связь считается удовлетворительной, если сопротивление не превышает значения 0,2 Ом.

2.3. Проверка коррозионного состояния элементов ЗУ, находящихся в земле

Заземляющие устройства энергообъектов подвергаются совместному воздействию грунтовой коррозии и токов короткого и двойного замыкания на землю. Воздействие больших токов ускоряет разрушение естественных и искусственных заземлителей.

На энергообъектах как правило разрушаются:

трубопроводы хозяйственного водоснабжения и аварийного пожаротушения;

заземляющие проводники в местах входа в грунт, непосредственно под поверхностью грунта;

сварные соединения в грунте;

горизонтальные заземлители;

нижние концы вертикальных электродов.

Разрушения бывают:

локальные;

местные;

общие.

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

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

Общая коррозия возникает в грунтах с большой коррозионной активностью.

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.

Количественная оценка степени коррозионного износа производится выборочно по участкам контролируемого элемента ЗУ 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), измеряемые штангенциркулем.

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

Для выявления тенденции коррозии и прогнозирования срока службы заземлителей рекомендуется произвести измерения электрохимического окислительно-восстановительного потенциала, удельного сопротивления грунта и определить наличие блуждающих токов в земле.

Методика этих измерений приведена в приложении 3.

2.4. Измерение сопротивления ЗУ подстанций и линий электропередачи

2.4.1. Измерение сопротивления ЗУ подстанций

Измерение сопротивления производится без отсоединения грозозащитных тросов, оболочек отходящих кабелей и других естественных заземлителей. Измерения должны выполняться в периоды наибольшего высыхания грунта. При проведении измерений в условиях, отличающихся от указанных, необходимо применять сезонный коэффициент K_с (см. приложение 3). Сопротивление R_ЗУ определяется по формуле

R_ЗУ = K_с · R_{ЗУ изм}(3)

где R_{ЗУ изм} — сопротивление ЗУ, полученное при измерениях.

Сопротивление ЗУ измеряется по методу амперметра-вольтметра с помощью одного из нижеперечисленных приборов: МС-08, М-416, Ф 4103, ЭКЗ-01, ПИНП, ЭКО-200, АНЧ-3, КДЗ- 1, ОНП-1 (см. приложение 1). Принципиальная схема измерений приведена на рис. 2. 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.

Рис. 2. Принципиальная схема измерений сопротивления ЗУ:
ЗУ - заземляющее устройство; П - потенциальный электрод; Т- токовый электрод

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

r_эт ≥ 5Д;

r_эп = 0,5 r_эт.

Здесь Д — наибольший линейный размер ЗУ, 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, но вокруг него нет обширной площади, свободной от линий электропередачи и подземных коммуникаций, токовый электрод следует разместить на расстоянии r_эт ≥ 3Д. Потенциальный электрод размещается последовательно на расстоянии r_эп, равном 0,1 r_эт; 0,2 r_эт; 0,3 r_эт; 0,4 r_эт; 0,5 r_эт; 0,6 r_эт; 0,7 r_эт; 0,8 r_эт; 0,9 r_эт, и производится измерение значений сопротивления. Далее строится кривая зависимости значения сопротивления от расстояния r_эп. Если кривая монотонно возрастает и имеет в средней части горизонтальный участок (как показано на рис. 3), за истинное значение сопротивления принимается значение при r_эп = 0,5 r_эт. Если кривая немонотонная, что является следствием влияния различных коммуникаций (подземных и надземных), измерения повторяются при расположении электродов в другом направлении от ЗУ.

Рис. 3. Зависимость измеренного сопротивления от расстояния потенциального электрода до токового: а - при достаточном удалении токового электрода; б - при недостаточном удалении токового электрода; 1 - кривая при r_эт = 3Д; 2 - кривая при r_эт = 2Д

Если кривая сопротивления плавно возрастает, но не имеет горизонтального участка (разница сопротивлений, измеренных при r_эп = 0,4 r_эт и r_эп = 0,6 r_эт, превышает более чем на 10% значение, измеренное при r_эп = 0,5 r_эт) и отсутствует возможность перемещения токового электрода на большее расстояние, возможен следующий выход.

Проводятся две серии измерений при r_эт = 2Д и r_эт = 3Д. 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 применяются 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 токового электрода необходимо выполнить проверку соответствия сопротивления токовой цепи техническим данным прибора, с помощью которого предлагается произвести 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 выполнить измерения сопротивления токовой цепи.

При эксплуатации электроустановок может возникнуть необходимость определить сопротивление искусственного заземлителя или сопротивления связи оборудования по ЗУ. Такие измерения можно осуществить с помощью, например, измерительного комплекса КДЗ-1 (приложение 4).

2.4.2. Измерение сопротивления заземлителей опор ВЛ

Методика измерения сопротивления заземлителей опор ВЛ без грозозащитного троса практически мало отличается от измерения сопротивления заземлителей подстанции.

Поскольку ЗУ 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:

r_эп = r_эт = 1,5Д; r_тп = Д,

где r_тп — расстояние между токовым и потенциальным электродами.

Расстояние r_эп должно измеряться от края ЗУ и во всех случаях должно составлять не менее 30 м от тела опоры.

В случае невозможности или нецелесообразности отсоединения от тела опоры грозозащитного троса измерение сопротивления заземлителя опоры может выполняться:

с помощью токоизмерительных клещей;

методом СибНИИЭ;

импульсным методом МЭИ — ЭЛНАП.

Метод измерения с помощью токоизмерительных клещей заключается в измерении суммарного тока, протекающего по всем заземляющим спускам, ногам или стойкам опоры, и потенциала заземляющего спуска относительно вспомогательного электрода, помещенного в зону нулевого потенциала. Сопротивление заземлителей определяется как отношение потенциала к суммарному току. На 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 ЗУ указано на рис. 4.

Рис. 4. Схема взаимного расположения электродов при измерении сопротивления опоры без отсоединения тросов по методу СибНИИЭ

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, необходимо использовать усилительные приставки.

Измерения производятся трижды с включением независимого источника тока и измерительных приборов по схемам рис. 5. При этом определяются последовательно три значения сопротивления R₁, R₂ и R₃, соответствующие схемам измерения на рис. 5, а, б, в. Искомое сопротивление ЗУ опоры RЗУ (при использовании прибора без усилительной приставки) определяется по формуле

(4)

Рис. 5. Схемы трех последовательно используемых вариантов включения измерительных приборов при измерениях по методу СибНИИЭ (см. рис. 4)

Импульсный метод измерения сопротивления заземлителей МЭИ — ЭЛНАП позволяет выполнять работы по проверке заземления не только отдельно стоящих опор ВЛ и молниеотводов, но также опор с присоединенными грозозащитными тросами и молниеотводов, смонтированных на порталах ОРУ (рис. 6). В качестве источника используется генератор апериодических импульсов, моделирующий по временным параметрам форму импульса тока молнии (например, прибор ИК-1).

В качестве токового электрода используется стальной стержень диаметром 16—18 и длиной 800-1000 мм, который забивается на глубину 0,5 м в грунт на расстоянии 50 м от объекта измерений. Подсоединение выносного токового электрода осуществляется через изолированные провода.

С помощью пик-вольтметра измеряется напряжение между потенциальным электродом и ЗУ опоры ВЛ при различных расстояниях между ними (см рис. 6). По результатам измерений строится потенциальная кривая U (l) (рис. 7), по которой определяется установившееся значение напряжения (U_уст).

Импульсное сопротивление опоры (молниеотвода) определяется по формуле

(5)

где I_изм — измеренное значение импульсного тока.

Реальное сопротивление заземлителя опоры будет меньше за счет образования зоны коронирования вокруг заземлителя при ударе молнии. Поэтому значение импульсного сопротивления R_ЗУимп необходимо умножить на коэффициент импульса К_и, определяемый по формуле

(6)

где S - площадь заземлителя, м²;

ρ - удельное сопротивление грунта, Ом·м.

Если удельное сопротивление грунта превышает 300 Ом·м, рекомендуется измерять сопротивление растеканию опор с помощью прибора КДЗ-1, определяя часть тока, идущего в землю.

Рис. 6. Схема измерения сопротивления заземлителей опор ВЛ и молниеотводов: 1 - импульсный источник; 2 - пик-вольтметр; 3 - потенциальный электрод; 4 - токовый электрод; 5 - заземляющее устройство

Рис. 7. Зависимость разности потенциалов между заземляющим устройством опоры и потенциальным электродом от расстояния между ними

При проведении измерений с прибором ИК-1 одновременно может проводиться работа по определению путей растекания токов молнии и измерению потенциалов на прилегающих участках электроустановки при имитации токов молнии. Для этого собирается схема, изображенная на рис. 6, а пик-вольтметр присоединяется между выносным заземлителем и близлежащими заземленными частями электроустановки или энергообъекта. Измеренные значения потенциалов (U_изм) при токе от ИК-1 пересчитываются на ток молнии I_м:

(7)

2.5. Измерение напряжения прикосновения

Напряжение прикосновения U_пр определяется по выражению

(8)

где I_з — значение тока замыкания на землю в месте измерения;

— сопротивление, измеренное прибором;

R_ч — сопротивление тела человека (для установок свыше 1000 В с эффективно заземленной нейтралью R_ч = 1 кОм);

R_{осн.мин} — минимальное из всех измеренных на объекте значений сопротивления основания.

Принципиальные схемы измерительных цепей при определении напряжения прикосновения представлены на рис. 8 (к рабочим относятся места, на которых при выполнении оперативных переключений могут возникнуть КЗ и которые доступны для прикосновения производящему переключения персоналу).

Рис. 8. Схемы измерительных цепей при определении напряжений прикосновения: а - на рабочем месте; б - на нерабочем месте

В качестве измерительных приборов можно использовать ПИНП, АНЧ-3, ЭКЗ-01, КДЗ-1 или ОНП-1.

Токовый электрод размещается таким образом, чтобы возможно точнее имитировать токовую цепь, возникающую 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.

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 примерно на 100 м в сторону от питающих ВЛ.

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 можно присоединять к нейтрали питающего автотрансформатора.

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

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

Потенциальная цепь от вывода П₁ прибора подсоединяется к пластине, имитирующей стопы ног человека, размером 25 см × 25 см, 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. Кроме того, рекомендуется производить измерения на всех рабочих и нерабочих местах

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. 8. В приборах ПИНП и ЭКО-200 этот резистор встроен.

Для определения сопротивления основания собирается схема, показанная на рис. 9. Определение сопротивления основания рекомендуется производить у каждой точки измерения. Сопротивление R_осн измеряется мегомметром либо с помощью прибора ОНП-1 (в этом случае к заземляющему проводнику присоединяются выводы П₁ и Т₁, а к основанию П₂, Т₂).

Рис. 9. Схема измерения сопротивления основания: 1 - мегомметр; 2 -доска; 3 - поролон; 4 - медная сетка; 5 - мокрая ткань

При измерении значений напряжений прикосновения U_пр изм на частоте, отличной от промышленной (прибор КДЗ-1), необходимо производить пересчет измеренных значений на истинные значения. При этом значение напряжения прикосновения на частоте 50 Гц (U_пр50) определяется по формуле

(9)

где K_п - коэффициент пересчета значений напряжения прикосновения с частоты 400 Гц на частоту 50 Гц.

В табл. 2 приведены значения K_п в зависимости от длины заземляющего оборудование проводника L.

Таблица 2

Полученные значения U_пр50 сопоставляются с нормами на напряжение прикосновения.

2.6. Проверка напряжения на ЗУ подстанций при стекании с него тока замыкания на землю

По измеренному значению сопротивления ЗУ (R_ЗУ) рассчитывается напряжение на ЗУ (U_ЗУ) при стекании с него тока замыкания на землю. Расчет ведется по формуле

U_ЗУ = К_с R_ЗУ I_з,(10)

где I_з - ток однофазного замыкания на землю для электроустановок напряжением выше 1 кВ в сети с эффективно заземленной нейтралью.

2.7. Проверка состояния пробивных предохранителей

Проверка состояния пробивных предохранителей 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 мегомметром до 250 В, которое должно быть не менее 5 МОм.

Перед установкой предохранителя измеряется его пробивное напряжение. Основные значения пробивных напряжений предохранителей ПП-А/3 приведены в табл. 3.

Таблица 3

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 0,75U_проб. 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.

2.8. Проверка цепи фаза-нуль в электроустановках до 1 кВ с глухим заземлением нейтрали

Проверка выполняется одним из следующих способов:

непосредственным измерением тока однофазного замыкания на корпус или нулевой провод;

измерением полного сопротивления проводов петли фаза-нуль с последующим вычислением тока однофазного замыкания.

Полное сопротивление петли фаза-нуль Z_пет определяется по формуле

Z_пет = Z_п + Z_т, (11)

где Z_п - полное сопротивление проводов;

Z_т - полное сопротивление трансформатора при однофазном замыкании.

Кратность тока однофазного замыкания на землю по отношению к номинальному току плавкой вставки или расцепителя автоматического выключателя должна быть не менее значения, указанного в ПУЭ.

В эксплуатации проверка проводится только на ВЛ с периодичностью не реже 1 раза в 6 лет.

Проверка цепи фаза-нуль должна осуществляться также при подключении новых потребителей и выполнении работ, вызывающих изменение сопротивления цепи.