РД 153-34.0-20.525-00 "Методические указания по контролю состояния заземляющих устройств электроустановок". Часть 2

РОССИЙСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ "ЕЭС РОССИИ"

РД 153-34.0-20.525-00

Часть 2

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

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ ПОМЕХ ОТ ВНЕШНИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ

При проведении работ по диагностике ЗУ электроустановок, в системах управления, контроля и сигнализации которых используются электронные и микропроцессорные устройства, следует учитывать, что современная электронная аппаратура чувствительна к электромагнитным помехам.

Определение уровня помех следует производить после полного обследования ЗУ и составления подробной исполнительной схемы со всеми имеющимися связями.

Для проведения работ по проверке уровня помех необходимо следующее оборудование: ДЗ-1, ИК-1, ГВЧИ, осциллограф, токоизмерительные клещи.

С помощью перечисленных приборов имитируются следующие воздействия на ЗУ: КЗ, коммутация силового оборудования, разряды тока молнии.

При имитации разряда тока молнии выходные выводы ИК-1 присоединяются между токоотводом молниеприемника и токовым электродом, расположенным на расстоянии не менее 50 м от молниеотвода. Устанавливаются выходной ток ИК-1 (I_ист) и потенциалы (U_м) на ЗУ и уровень помех на входных выводах устройств. Значение потенциала определяется по формуле

U_м = K_п U_изм, (12)

где (здесь I_изм в килоамперах).

При имитации КЗ выходные клеммы выводы ИПТ (прибор КДЗ-1) подключаются к заземляющему проводнику силового оборудования и выносному токовому электроду, расположенному за пределами ЗУ. Устанавливается выходной ток источника и измеряются токи в кабелях, потенциалы на ЗУ и уровень помех на входных выводах устройств. Реальные значения измеренных величин пересчитываются на реальный ток КЗ.

Для имитации высокочастотных возмущений в ЗУ, создаваемых коммутацией силового оборудования и токами КЗ, применяется прибор ГВЧИ, подключаемый к заземляющему проводнику силового оборудования и выносному токовому электроду, расположенному на расстоянии не менее 50 м от точки подключения к силовому оборудованию. Устанавливаются выходной ток ГВЧИ и потенциалы U_ВЧ на ЗУ, а также уровень помех на входных выводах устройств.

Результаты измерений должны быть пересчитаны в соответствии с реальными воздействиями по формуле

U_ВЧ = К_п U_изм, (13)

где К_п - коэффициент пересчета, равный I_реал / I_изм

(Здесь I_реал - реальный ток с оборудования в контур заземления при коммутациях или КЗ; I_изм - значение тока, полученное при проведении измерений в данной точке подключения ГВЧИ.)

Значения тока I_реал для различных случаев приведены в табл. 4.

Таблица 4

Полученные значения воздействующих на устройства уровней помех следует сравнивать с допустимыми уровнями по условиям испытания устройств на помехозащищенность и прочность изоляции.

4. МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ КОНТРОЛЕ ЗУ

Работы по измерениям характеристик ЗУ должны производиться в соответствии с действующими Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок. Работы по измерениям электрических характеристик следует выполнять по нарядам.

При измерениях на действующих энергообъектах с использованием вынесенных токовых и потенциальных электродов должны приниматься меры к защите от воздействия полного напряжения на заземлителе при стекании с него тока однофазного КЗ на землю.

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

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

5. ДОКУМЕНТАЦИЯ НА ЗУ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

На каждое ЗУ составляются паспорт и протокол проверки состояния ЗУ (см. приложение 6 и 7).

В паспорте должно быть отражено следующее:

дата ввода ЗУ в эксплуатацию (дата реконструкции или ремонта ЗУ);

основные параметры заземлителя (материал, профиль, сечение проводников);

данные по сопротивлению ЗУ;

исполнительная схема ЗУ, выполненная в масштабе, с указанием магистралей искусственного заземлителя, заземляемого оборудования, мест присоединения заземляющих проводников к ЗУ (на исполнительной схеме должны быть показаны все подземные и наземные связи ЗУ);

удельное сопротивление грунта;

данные по напряжению прикосновения;

данные по сопротивлению связи оборудования с ЗУ;

степень коррозии искусственных заземлителей;

сведения по электромагнитной совместимости;

ведомость дефектов, обнаруженных в ходе текущих проверок;

сведения по устранению замечаний и дефектов ЗУ;

заключение о пригодности ЗУ к эксплуатации.

При вводе вновь сооружаемых объектов, реконструкции или текущей проверке ЗУ проводится комплекс измерений и расчетов, на основании которых определяется состояние ЗУ и его соответствие требованиям нормативных документов.

6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РЕМОНТУ И УСИЛЕНИЮ ЗУ

При отклонении параметров ЗУ от нормы или при обнаружении повреждений ремонт и усиление ЗУ в большинстве случаев можно выполнить силами предприятия. Для этого рекомендуются следующие наиболее эффективные меры.

Если сопротивление ЗУ выше нормы:

подключить к ЗУ подстанции все грозозащитные тросы, предварительно проверив их на термическую устойчивость к токам КЗ;

подключить к ЗУ рельсовые пути, соединив их с нейтралями трансформаторов и сварив все стыки, за исключением изолирующих стыков устройств СЦБ (на подходе к подстанции);

соединить ЗУ с водоводами, особенно в тех местах, где трасса водовода пересекается горизонтальными заземлителями; места приварки соединительных электродов к водоводу тщательно изолировать от грунта;

подсоединить к ЗУ артезианские скважины, находящиеся на территории подстанции и вблизи неe, приняв меры к снижению напряжений прикосновения;

проложить за территорией подстанции лучевые заземлители, лучше вдоль линий электропередачи, соединив их с ЗУ и заземлителями (фундаментами) опор ВЛ. Число лучей рекомендуется не более четырех — по одному с каждой стороны подстанции. Ориентировочная суммарная длина лучей l определяется из выражения

(14)

где R_изм — измеренное сопротивление заземления;

S — площадь, занимаемая ЗУ;

R_норм — нормативное сопротивление.

Если напряжение прикосновения на заземляющем устройстве выше нормы:

при значительном превышении измеренного значения над средним по подстанции произвести откопку заземляющего проводника, отыскать место разрыва (в том числе плохой контакт в сварном соединении) и соединить сваркой;

произвести подсыпку щебня, гальки толщиной 10—20 см на площади, за пределы которой человек не выходит при производстве оперативного переключения на данном присоединении;

уложить на глубину 0,1 м сетчатый заземлитель из круглой стали диаметром не менее 6 мм, соединив его с заземляющим проводником. Ячейка сетки 0,5 мм × 0,5 мм;

на бетонные плиты, находящиеся постоянно во влажном состоянии, постелить резиновые коврики;

в отдельных случаях временно допускается распоряжением по предприятию обязать персонал производить переключения в изолирующей обуви.

Если обнаружены коррозионные повреждения:

при малом сечении заземляющих проводников произвести их замену на круглые большего сечения, выбранные по термической устойчивости и увеличенные (по диаметру не менее чем на 2 мм) по условиям коррозии;

при заметной коррозии изолировать места входа в грунт заземляющих проводников с помощью ПХВ—ленты на 20 см выше и ниже поверхности грунта;

при обнаружении коррозии сварных соединений очистить от коррозии и изолировать ПХВ—лентой сварные соединения;

при повреждениях водовода заменить трубу и к местам, соответствующим выявленным повреждениям, приварить проводник из круглой стали диаметром не менее 12 мм, проложив его по кратчайшему пути к ближайшему горизонтальному заземлителю.

При обнаружении слабых металлосвязей:

при отсутствии восстановить, используя круглые проводники соответствующего сечения;

проложить связи между ОРУ и местом заземления нейтралей трансформаторов сталью круглого сечения диаметром не менее 12 мм, максимально используя пути перекатки трансформаторов;

использовать для усиления связи грозозащитный трос ВЛ от трансформаторов к ОРУ, проверив его на термическую устойчивость;

проложить дополнительные проводники (не менее двух) из круглой стали диаметром не менее 12 мм между ЗУ различных ОРУ таким образом, чтобы шунтировать ОРУ с обеих сторон.

При прочих ненормальностях, в том числе в работе релейной защиты, автоматики, связи, при КЗ на подстанции по невыясненным причинам, обращаться в специализированные организации.

При реконструкции ЗУ может быть использован численный анализ его по методу МЭИ (приложение 5).

Приложение 1

ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЗУ

Аппаратура содержит генерирующий (токовый) и измерительный (потенциальный) блоки. С помощью генерирующего блока и присоединяемых к нему токовых проводов имитируются токовые цепи, возникающие при замыканиях на землю в электрической сети. Измерительный блок с присоединенными к нему потенциальными проводами регистрирует при этом возникающие напряжения.

Как правило, выводы генерирующего блока обозначены Т₁ и Т₂, а измерительного блока — П₁ и П₂.

В настоящее время для измерения используются следующие приборы:

Измеритель сопротивления заземлителя Ф 4103 (ПО "Мегомметр", Украина, г. Умань)

Измеритель Ф 4103 — наиболее точный специализированный прибор для измерения сопротивления ЗУ. Он позволяет также определять напряжения прикосновения в электроустановках 6-35 кВ.

Измеритель напряжения прикосновения ПИНП (МП "Полюс", завод "Мегомметр", Украина, г. Умань)

Имеет увеличенный (по сравнению с Ф 4103) измерительный ток.

Измеритель ПИНП — наиболее точный специализированный прибор для определения напряжений прикосновения в электроустановках напряжением свыше 1000 В.

Измеритель цепи фаза-нуль ЭКО 200 (ПО "Мегомметр", Украина, г. Умань)

___________

* При использовании трансформатора собственных нужд измеряемой подстанции питание токовой цепи в общем случае следует осуществлять через разделительный однофазный трансформатор 220/220 В мощностью 10-100 кВ·А.

Точные результаты с помощью прибора ЭКО 200 можно получить лишь при малых сопротивлениях токовой цепи (единицы Ом) и отсутствии промышленных помех. Большие погрешности в измерениях могут вносить стальные проводники в токовых цепях (полосы ЗУ).

Недостатком измерителя ЭКО 200 является также невозможность одновременного определения тока и напряжения. Эти величины определяются поочередно одним прибором, входящим в измерительный блок комплекта.

Геофизическая аппаратура АНЧ-3 (завод "Вибратор", Молдова, г. Кишинев)

Достоинством аппаратуры АНЧ-3 является ее комплектная поставка с измерительными проводами (6 катушек) и электродами.

В комплект поставки входят 3 измерительных блока и помимо указанного в таблице генерирующего блока еще стационарный генератор с бензоэлектрическим агрегатом 115 В, 400 Гц, позволяющий создать при соответствующих сопротивлениях токи в токовой цепи от 0,1 до 0,2 А, что повышает помехоустойчивость. Мощность стационарного генератора 500 В· А.

Недостатками аппаратуры АНЧ-3 являются занижение измеренных значений, особенно при протяженных стальных заземлителях, и невозможность определения сопротивления со значением выше 1 Ом.

Прибор для определения напряжения прикосновения (шага) косвенным методом ОНП-1 (ЗАО ЦНИТЭ, г. Новосибирск)

Конструктивно ОНП-1 выполнен в виде переносного блока. В комплект поставки входит блок сетевого питания и подзарядки аккумуляторов.

Преимущества перед аналогами:

высокая помехозащищенность;

цифровой отсчѐт результата;

автономное питание;

низкие массогабаритные показатели;

не требуется режим калибровки и подстройки прибора перед каждым измерением во время обследования;

снимаются ограничения, связанные с сопротивлением цепи токового электрода (до R_ТЭ = 3000 у ОНП-1 и R_ТЭ < 250 у прибора ПИНП, аналога ОНП-1).

Измерительный комплекс для диагностики качества контуров заземления КДЗ-1 (НПФ ЭЛНАП, МЭИ, г. Москва)

Предназначен для проведения диагностики ЗУ электроустановок. В состав комплекса входят ИПТ и ИПМ.

Источник переменного синусоидального тока (ИПТ)

Предназначен для прогрузки систем заземления и зануления переменным током с частотой 200 и 400 Гц с целью диагностики ЗУ.

Измеритель напряженности магнитного поля малогабаритный ИПМ-203М с антенной-преобразователем Н05

Предназначен для измерения напряженности переменного магнитного поля и переменного напряжения частотой 50; 200 и 400 Гц.

Вольтметр импульсный в составе ИК-1

Представляет собой пик-индикатор, предназначенный для измерения максимального значения напряжения в цепях заземления при воздействии апериодических импульсов тока.

Генератор высокочастотных импульсов ГВЧИ

Представляет собой импульсный источник, предназначенный для имитации высокочастотных импульсов напряжения с заданными параметрами.

Вольтметр импульсный в составе ГВЧИ

Представляет собой пик-индикатор, предназначенный для измерения максимального значения напряжения в цепях заземления при воздействии высокочастотных колебаний.

Области применения различных приборов приведены в таблице.

Приборы для измерения электрических параметров ЗУ

Приложение 2

ПРИМЕР ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕАЛЬНОЙ СХЕМЫ ЗУ С ПОМОЩЬЮ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА КДЗ-1

В качестве примера рассмотрена методика проведения диагностики ЗУ подстанции с помощью комплекса КДЗ-1.

1. Определяется часть территории подстанции, на которой будут производиться измерения — пример представлен на рис. П2.1. Магистрали заземления, представленные на рис. П2.1, должны быть выявлены в ходе измерений.

Рис. П2.1. Схема прокладки магистралей ЗУ: 1 - магистраль заземления; 2 - ИПТ; 3 - соединительные провода

2. С помощью соединительных проводов ИПТ подключается к двум точкам ЗУ, например к корпусу автотрансформатора AT1 (т. 1) и магистрали заземления здания ЩУ (т. 2), как показано на рис. П2.1.

3. Включается ИПТ, и регулятором устанавливается ток, обеспечивающий магнитное поле на измерительных проводах, напряженность которого превышает максимальное фоновое как минимум в 10 раз.

4. Магистраль искусственного заземлителя определяется следующим образом:

Начиная от т. 1 (см. рис. П2.1) находится направление на поверхности грунта с наибольшим значением напряженности магнитного поля, соответствующее реальному направлению прокладки заземлителя. На рис. П2.1 первый участок искусственного заземлителя соответствует отрезку между точками 1 и 3, второй - отрезку между точками 3 и 4 и т.д. до точки 2.

5. В местах ответвлений искусственного заземлителя повторяются измерения по п. 4 настоящего приложения и определяются остальные магистрали заземлителя, связывающие точки 1 и 2.

6. Постепенным переходом от одного узла ЗУ к другому составляется трасса прокладки шин заземлителя в грунте на исследуемом участке РУ. Для перехода к следующему участку необходимо произвести переключение ИПТ к двум другим точкам ЗУ.

7. Обрывы ЗУ выявляются следующим образом

Если магистраль заземления имеет обрыв (например, между точками 4 и 5 рис. П2.1), то при перемещении от т. 4 к т. 5 показания ИПМ должны быть на уровне фона, поскольку ток по отрезку между точками 4 и 5 не протекает.

8. Выборочно определяется глубина прокладки горизонтальных шин заземлителя (не менее чем через каждые 10 м последних).

9. На основании полного обследования территории РУ составляется истинная схема прокладки магистралей искусственного заземлителя с указанием возможных мест обрыва.

10. Определяются связи между технологическим оборудованием и ЗУ. Например, обследуется связь AT1 с ЗУ (см. рис. П2). Для этого источник ИПТ подключается между проводником, заземляющим корпус AT1 (т. 1 рис. П2.1), и другой точкой ЗУ (т. 4 рис. П2.1). Включается ИПТ и определяется напряженность Н_Σ на соединительном проводе. С помощью ИПМ определяется доля суммарного магнитного поля Н_Σ от токов, протекающих:

вниз, в искусственный заземлитель;

по оболочкам силовых и измерительных кабелей;

по трубам или каркасам порталов и других металлоконструкций.

Аналогично производятся измерения для всего оборудования электроустановки. Заполняется табл. П7.1 (см. приложение 7). Одновременно по мере необходимости заполняется табл. П7.2, в которой указывается оборудование, не имеющее связи с ЗУ.

11. На основе измерений по пп. 9 и 10 настоящего приложения составляется схема ЗУ, включающая в себя магистрали искусственного заземлителя, кабельные каналы, порталы и другие металлоконструкции, имеющие связи с ЗУ.

12. Определяется сопротивление связи между электротехническим оборудованием по ЗУ — табл. П7.3 приложения 7.

Приложение 3

ВЫБОР СЕЗОННОГО КОЭФФИЦИЕНТА, ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАЛИЧИЯ БЛУЖДАЮЩИХ ТОКОВ

1. Выбор сезонного коэффициента сопротивления заземлителя

При определении сопротивления ЗУ R_ЗУ расчете напряжения на ЗУ U_ЗУ используется сезонный коэффициент сопротивления заземлителя К_с.

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

При отсутствии проектных данных сезонный коэффициент выбирается ориентировочно по табл. П3.1. Сезонный коэффициент сопротивления зависит от:

размеров ЗУ, определяемых его площадью и длиной вертикальных электродов;

электрического строения грунта;

сезонного коэффициента удельного сопротивления грунта К_ρ (табл. П3.2);

географического района расположения подстанции.

Значения сезонных коэффициентов сопротивления, отсутствующие в табл. П3.1, определяются путем интерполяции (вертикальные электроды длиной 30 и 50 м относятся к глубинным заземлителям).

Таблица П3.1

Сезонные коэффициенты сопротивления заземлителей К_с

Значение корня квадратного из площади п/ст , м	Электрическое строение грунта	Кρ , по табл. П3.2	Кс в географических районах
			Европейская часть южнее 48-й параллели			Европейская часть и Западная Сибирь между 48-й и 57-й параллелями, Ленинградская, Новгородская, Сахалинская обл., Приморский край			Остальная территория России
			при длине вертикальных электродов, м
			0-6	30	50	0-6	30	50	0-6	30	50
10	Грунтовые воды	3 20 50	1,4 1,9 2,0	1,3 1,5 1,6	1,0 1,1 1,1	1,5 2,8 4,0	1,5 2,1 2,2	1,1 1,1 1,1	1,1 5,4 10	1,9 4,8 8,5	1,2 1,4 1,4
	Однородный	3 20 50	1,1 1,4 1,8	1,1 1,1 1,1	1,0 1,0 1,0	1,4 4,4 9,5	1,1 1,2 1,3	1,0 1,0 1,0	2,0 9,2 22	1,4 5,9 14	1,0 1,0 1,0
	Подстилающие породы, скальные	3 20 50	1,2 2,9 5,7	1,0 1,1 1,1	1,0 1,0 1,0	2,3 13 32	1,0 1,1 1,1	1,0 1,0 1,0	2,7 17 43	2,6 16 40	1,0 1,0 1,0
50	Грунтовые воды	3 20 50	1,2 1,4 1,5	1,1 1,2 1,3	1,0 1,0 1,1	1,2 1,7 2,3	1,2 1,7 2,0	1,0 1,1 1,1	1,5 2,5 3,9	1,5 2,9 4,5	1,2 1,3 1,3
	Однородный	3 20 50	1,1 1,3 1,6	1,1 1,1 1,2	1,0 1,0 1,0	1,3 3,2 6,8	1,2 1,9 2,2	1,0 1,0 1,0	1,5 4,5 11	1,3 4,5 10	1,0 1,0 1,0
	Подстилающие породы, скальные	3 20 50	1,2 2,5 4,8	1,1 1,5 2,0	1,0 1,1 1,1	2,1 11 28	1,3 1,6 1,6	1,0 1,0 1,0	2,4 14 35	2,4 14 35	1,0 1,0 1,0
500	Грунтовые воды	3 20 50	1,1 1,3 1,3	1,0 1,1 1,2	1,0 1,0 1,0	1,1 1,4 1,8	1,1 1,4 1,8	1,1 1,3 1,4	1,2 1,6 2,3	1,2 1,8 2,5	1,1 1,4 1,6
	Однородный	3 20 50	1,1 1,2 1,5	1,0 1,1 1,2	1,0 1,0 1,0	1,2 2,9 5,8	1,2 2,7 4,7	1,2 1,5 1,6	1,3 3,9 8,4	1,4 4,0 8,6	1,2 1,6 1,7
	Подстилающие породы, скальные	3 20 50	1,2 2,2 4,1	1,1 1,4 1,5	1,0 1,0 1,0	2,0 11 25	1,8 5,4 10	1,2 1,3 1,5	2,2 13 31	2,3 13 31	1,2 1,3 1,5

Таблица П3.2

Сезонные коэффициенты удельного сопротивления грунта К_ρ

2. Измерение электрохимического окислительно-восстановительного потенциала φ_ов ЗУ и удельного сопротивления грунта ρ

Измерения производятся по схеме, изображенной на рис. П3.1.

Рекомендуется выполнить по 10—12 измерений в различных точках каждого ОРУ. Для подстанций 6,10/0,4 кВ можно ограничиться 1—3 измерениями. Для измерений потребуются:

пробный электрод из стали (Ст.3) диаметром 10 мм и длиной 0,6 м;

электрод сравнения, в качестве которого следует использовать хлорсеребряный типа ЭВЛ (1 м) или медносульфатный типа ЭН-1;

милливольтметр (MB) постоянного напряжения с большим входным сопротивлением, например Ф 4318.

Пробный электрод погружается на глубину 0,5 м в грунт таким образом, чтобы не образовалось случайного контакта с заземлителем. Электрод сравнения устанавливается в предварительно очищенный (от травы, щебня и т.п.) и увлажненный грунт на расстоянии 0,5—1 м от пробного электрода. Между ними измеряется разность потенциалов φ_п,с, составляющая обычно 200—500 мВ, причем пробный электрод более отрицателен. Затем измеряется разность потенциалов между заземлителем ЗУ и электродом сравнения φ_з.

Рис. П3.1. Схема измерения электрохимического окислительно-восстановительного потенциала: 1 - пробный электрод длиной 0,5 м, диаметром 10 мм; 2 - электрод сравнения; 3 - заземлитель ЗУ

Если φ_з отличается от φ_п,с более чем на 100 мВ, то это означает, что на процессы грунтовой коррозии наложены контактная коррозия и (или) электрокоррозия блуждающими токами. В этом случае для обследования коррозионного состояния следует пригласить специализированную организацию.

После измерения электрохимического потенциала производится оценочное определение удельного сопротивления грунта путем измерения сопротивления пробного электрода R_пэ. Это измерение можно выполнить по схеме рис. 9 настоящих Методических указаний, где вместо пластины подключен пробный электрод, или (при низком сопротивлении грунта) по схеме рис. 2 настоящих Методических указаний приборами МС-08, М-416, Ф 4103 и ОНП-1, располагая токовый электрод на расстоянии 4 м, а потенциальный 2,5 м от измеряемого пробного электрода. Удельное сопротивление грунта ρ определяется по формуле

ρ = 0,6 R_пэ.

По измеренному электрохимическому потенциалу определяется номер коррозионной зоны З_к:

Значения З_к, равные 0; 1; 2, соответствуют большой опасности коррозии; значения З_к, равные 3 и 4, — средней степени опасности; равные 5 — слабой степени опасности. По кривым рис. П3.2, зная срок с момента сооружения подстанции, можно сделать прогноз коррозионного уменьшения сечения заземлителей и на основе этого выводы о состоянии заземлителя и сроках очередной проверки

В тех местах, где по результатам измерений вычислена наибольшая глубина коррозии, рекомендуется (для З_к < 3 необходимо) произвести вскрытие горизонтальных заземлителей. Если результаты вскрытия соответствуют прогнозируемым, то вносятся коррективы в сроки очередной проверки. Если осмотром и измерениями сечения обнаружено, что глубина коррозии выше прогнозируемой, следует обратиться к специализированной организации.

3. Определение наличия блуждающих токов в земле

Наличие блуждающих токов в земле определяется по результатам измерений разности потенциалов между проложенными в данном районе подземными металлическими сооружениями и землей.

При отсутствии подземных металлических сооружений наличие блуждающих токов следует определять, измеряя разность потенциалов по двум взаимно перпендикулярным направлениям при разносе измерительных электродов на 100 м (рис. П3.3).

При проведении измерения используются медносульфатные электроды сравнения, которые подбираются так, чтобы разность э.д.с. двух электродов не превышала 2 мВ.

Возможны два варианта расположения измерительных электродов на местности: параллельно будущей трассе сооружения, а затем перпендикулярно к оси трассы и в соответствии со сторонами света. Второй вариант удобен в тех случаях, когда изучаются коррозионные условия целого района, а также при сложной трассе подземного сооружения

Рис. П3.2. Рост средней глубины фунтовой коррозии стали

Рис. П3.3. Схема измерений для обнаружения блуждающих токов в земле: 1 - медносульфатные электроды; 2 - изолированные провода; L_э - расстояние между измерительными электродами

При проведении измерений необходимо особенно внимательно следить за подключением осциллографа. Если измерительные электроды расположены по предполагаемой трассе сооружения, то измерительный щуп осциллографа должен быть подключен к электроду, направленному в сторону начала трассы. Электроды, установленные перпендикулярно, следует соединять так, чтобы "нижний" электрод подключался к измерительному щупу осциллографа, а "верхний" — к экрану осциллографа. При расположении электродов по второму варианту к измерительному щупу осциллографа подключаются электроды, ориентированные на юг и запад, а к экрану — на север и восток.

Если измеряемая разность потенциалов устойчива, т.е. не изменяется по значению и знаку, значит в земле присутствуют токи почвенного происхождения.

Если измеряемая разность потенциалов имеет неустойчивый характер, т.е. изменяется по значению и знаку или только по значению, это указывает на наличие блуждающих токов от посторонних источников.

Приложение 4

С помощью прибора КДЗ-1 определяется доля (α) растекания тока по отходящим от электроустановки коммуникациям в процентах от суммарного тока источника (с учетом геометрических размеров коммуникаций). Указанная работа может быть выполнена с использованием селективных токоизмерительных клещей или ИПМ прибора КДЗ-1. Для этого заполняется табл. П7.2 (см. приложение 7);

с помощью ИПМ фиксируется напряженность магнитного поля непосредственно на проводе, присоединенном к ИПТ, а также на различных расстояниях от него, соответствующих радиусам кабелей, металлоконструкций опор ВЛ, имеющих тросы, и трубопроводов, отходящих от электроустановки; полученные значения напряженности магнитного поля соответствуют 100% протекания тока;

определяется магнитное поле на каждом из кабелей, трубопроводов и других металлоконструкций, отходящих от электроустановки, без изменения схемы соединений и значения тока ИПТ; результаты измерений записываются в табл. П7.2 приложения 7;

вычисляется процент растекания тока по отходящим от электроустановки коммуникациям;

сопротивление заземлителя R_з оценивается с учетом R_ЗУ и доли тока (α), протекающего по отходящим коммуникациям, по выражению

Приложение 5

ЧИСЛЕННЫЙ РАСЧЕТ ЗУ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

Численный расчет ЗУ производится в целях анализа и выработки рекомендаций по реконструкции ЗУ энергообъекта.

В ходе расчетов производится сопоставление измеренных значений R_ЗУ, U_пр с расчетными. Определяются значения R_ЗУ при предельно возможных удельных сопротивлениях грунта, а также значения U_пр по всей территории энергообъекта при заданных значениях токов К_З и времени отключения электрооборудования.

В Московском энергетическом институте разработана специальная программа ORU, позволяющая производить численный анализ ЗУ с удовлетворением следующих технических требований:

1. Возможность расчета ЗУ, состоящих из горизонтальных и вертикальных элементов и имеющих сетку произвольной конфигурации. Программа должна позволять достаточно подробно описывать конфигурацию ЗУ на достаточно большой территории (до 500 м × 500 м).

2. Возможность учета наличия элементов, находящихся над землей и шунтирующих элементы ЗУ (заземляемые рамы аппаратов, порталы, заземленные трубы различного назначения, экраны кабелей вторичных цепей и т.п.), а также естественных заземлителей.

3. Возможность учета сопротивления всех элементов ЗУ.

4. Возможность расчета параметров ЗУ:

сопротивления ЗУ при условии эквипотенциальности всех элементов ЗУ (статический режим);

сопротивления ЗУ с учетом продольного сопротивления горизонтальных заземлителей (динамический режим);

распределения токов по всем (подземным и надземным) элементам ЗУ в режиме протекания по нему токов КЗ;

распределения потенциалов по ЗУ в режиме протекания по нему токов КЗ;

распределения потенциала по поверхности земли в режиме протекания по ЗУ токов КЗ. При этом должна иметься возможность расчета распределения потенциала в любой заданной (или выделенной) части ЗУ;

напряжения прикосновения и шагового напряжения в любой точке ЗУ в режиме протекания по нему токов КЗ,

Приложение 6

ПАСПОРТ НА ЗАЗЕМЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ЭНЕРГООБЪЕКТА

Дата ввода в эксплуатацию _________________________________________________________

Дата капитального ремонта (реконструкции)___________________________________________

Материал заземлителей ___________________________________________________________

Профиль соединительных шин ______________________________________________________

Сечение соединительных шин ______________________________________________________

Глубина залегания шин заземлителей________________________________________________

Исполнительные схемы заземляющих устройств

Электромагнитная совместимость оборудования______________________________________

Решение о пригодности заземляющего устройства к эксплуатации:_______________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

Результаты проверки заземляющего устройства энергообъекта

Результаты проверки связей оборудования энергообъекта с искусственным заземлителем

Результаты контрольных измерений напряжения прикосновения на энергообъекте

Сведения об изменениях после ремонта или реконструкции ЗУ

Ведомость дефектов

Приложение 7

ПРОТОКОЛ ПРОВЕРКИ СОСТОЯНИЯ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА
ПС _____________________________________________________
наименование

___________________________
название предприятия"___"___________________200__г.

1. Цель измерений _______________________________________________________________

2. Погодные условия _____________________________________________________________

3. Средства измерений ___________________________________________________________

4. Результаты проверки и измерений

4.1. Проверка металлосвязей, сечения элементов, контактных соединений, коррозионного состояния ЗУ

4.2. Определение реальной схемы ЗУ

4.2.1. Перечень незаземленного оборудования

Таблица П7.1

4.2.2. Результаты измерений сопротивления связи электрооборудования с ЗУ

Таблица П7.2

Точки подключения источника питания		Iизм А	Uизм В	Zсв400 (с применением КДЗ-1)	Zсв50
1	2

Заключение

4.3. Измерение сопротивления ЗУ

Сопротивление ЗУ, определенное по зависимости R_изм = ƒ (r_эп / r_эт)____________________Ом.

Сезонный коэффициент сопротивления К_с = _____________________________________.

Сопротивление ЗУ R_ЗУ = К_с R_изм =______________________________________________ Ом.

Заключение ____________________________________________________________________

4.4. Проверка напряжения на ЗУ

I_КЗ = _______________кА.

Напряжение на ЗУ: U_ЗУ = R_ЗУ I_КЗ = _________кВ.

Заключение ____________________________________________________________________

4.5. Напряжение прикосновения на оборудовании (конструкциях) ОРУ

Ток замыкания на землю I_КЗ = ______________кА.

Время отключения τ = _________ с.

Норма напряжения прикосновения _________ В.