7 Ознайомлення з виконанням захисту від атмосферних перенапруг. Заземлення і заземлюючі пристрої.

У нашій каїні найбільше гроз випадає на червень. Липень і серпень. За грозовою інтенсивністю розрізняють сильногрозові райони (понад 30 грозових днів на рік) , грозові райони ( менше 10...30 грозових днів на рік) і слабогорзові райони (менше 10 грозових днів на рік). У грозових і сильно грозових районах потрібно обов’язково захищати будівлі від грози, особливо ті, що розміщуються на підвищеннях і в місцях, де на поверхню виходять глинисті або водоносні шари, що мають високу провідність. У місцях з ґрунтами поганої провідності 9піщаними або скелястими) ураження блискавкою бувають рідко навіть на підвищеннях.

Для захисту будівель і електричних установок від прямих ударів блискавки використовують блискавковідводи, які являють собою добре заземленні провідники, розміщені вище від елемента, який захищається.

Блискавкоприймач здебільшого являє собою стальний стержень, трубу або кутникові сталь перерізом близько 100мм². Він повинен монтуватись не менш як на 15см і не більш як на 2м вище стояка. Струмопровід виконують стальною стрічкою перерізом 25...30мм² або дротом діаметром не менше 6мм. Заземлення здійснюють кутниковою сталлю, трубами, дротом, стрічкою або листом заліза на відстані не менше 0,5...0,8м від фундаменту будівель, а біля тваринницьких приміщень – не менше 4,5м від стін.

Для захисту електроустановок від індукованої перенапруги використовують розрядники. На повітряних лініях застосовують іскрові проміжки і трубчасті розрядники, а електричну апаратуру підстанції, трансформатори та електричні машини захищають вентильними розрядниками.

При грозових розрядах у провідниках, розміщених близько від місця удару блискавки, індукуються імпульси атмосферної перенапруги, які дуже швидко (з швидкістю, близькою до швидкості світла) поширюються по лініях електропередачі, проходячи величезні відстані. Електрич­на стійкість ізоляції залежить від тривалості дії напруги. При короткочасній дії ізоляція витримує значно більшу напругу, ніж при тривалій дії. В довідниках наводяться вольт-секундні характеристики ізоляції, які показують, про­тягом якого часу конструкція здатна витримувати без про­бою або перекриття імпульс перенапруги заданої амплі­туди. Рівень ізоляції повітряних ліній вищий від рівня ізо­ляції трансформаторів, електричних машин тощо. Тому ізоляцію трансформаторів, апаратури підстанцій та різно­го обладнання треба захищати від набігаючих імпульсів пе­ренапруги.

Оскільки грозозахисний апарат відводить імпульс пере­напруги в землю, він повинен мати меншу імпульсну про­бивну напругу, ніж електричний апарат, що захищається. Дія грозозахисного апарата повинна бути короткочасною, щоб імпульс перенапруги відводився в землю раніше, ніж він досягне небезпечної амплітуди на ізоляції електричної апаратури. Після спрацювання грозозахисту залишкова на­пруга повинна бути незначною, щоб не виникло коротке за­микання (навіть при силі струму блискавки в кілька десят­ків кілоампер), а електрична дуга, що супроводжується струмом промислової частоти, повинна гаситись раніше, ніж спрацює релейний захист на вимикання апаратури.

При внутрішніх перенапругах і підвищенні напруги про­мислової частоти грозозахист не повинен спрацьовувати.

Для захисту електростанцій і підстанцій від прямих ударів блискавки використовують стержневі блискавковідводи. Крім цього, для підстанцій потужністю понад 630 кВА з робочою напругою 20...110 кВ використовують грозоза­хисний трос, який підвішують на опорах за 800...1500 м перед підстанцією, закінчуючи на найближчій опорі. Заземлюють цей трос на кожній опорі з опором заземлення не більше 10 Ом.

Комплекти вентильних розрядників па відкритих під­станціях розміщують на конструкціях висотою не менше 2,5 м, в закритих розподільних пристроях — в окремих ого­роджених камерах, на тупикових підстанціях — на вводі, а на прохідних підстанціях — на шинах біля трансформа­тора. Робочий опір розрядника повинен обмежувати су­провідний струм промислової частоти, а іскровий промі­жок — надійно гасити дугу, що підтримується цим струмом. Живильні лінії при вимкненому вимикачі або роз'єднувачі захищаються від імпульсу атмосферної перенапруги труб­частими розрядниками, що приєднуються в кінці лінії. Для більшої надійності захисту на відстані 100...200 м від під­станції встановлюють додатковий комплект трубчастих розрядників або іскрові проміжки. Опір заземлення цих пристроїв не повинен перевищувати 10 Ом.

Призначення заземлюючих пристроїв

Внаслідок появи на ізоляторах або між обмоткою й кор­пусом вологи й пилу на корпусах генераторів, трансформа­торів, електричних машин, апаратів і приладів може ви­никнути напруга. Більшість з таких замикань з часом про­ходить безслідно. Наприклад, при роботі електродвигуна волога випаровується й ізоляція відновлюється. Іноді по­тенціал, що виникає на корпусі, може зберігатися трива­лий час. Так, стійким буде потенціал на корпусі машини при порушенні ізоляції однієї з фаз. У цьому випадку він становить велику небезпеку для обслуговуючого персоналу. Доторкання до такого корпуса може призвести до смертельного ураження. Тому і необхідно заземляти струмоведучі прилади.

Заземлюючі пристрої необхідно виконувати за нормами на напругу дотику або за нормами на їх опір у відповідності з ГОСТ12.1.030 – 81.

Для установок напругою понад 1000 В з ізольованою нейтраллю, для яких напруга на заземлювачі не повинна перевищувати 250 В, опір заземлення (Ом) визначають з нерівності:

Якщо заземлюючий пристрій одночасно використовують і для електроустановок напругою менше 1000 В, то:

За розрахунковий струм замикання на землю І_з беруть найбільший можливий струм через заземлення. В уста­новках з незаземленою нейтраллю беруть ємнісний струм однополюсного замикання на землю.

У системі електропередачі з використанням землі як фазового провода напруга на заземленні не повинна пере­вищувати 50 В. Опір заземлення в цій системі визнача­ється за нерівністю:

Опір заземлюючих пристроїв, до яких приєднано нейтралі генераторів і трансформаторів, повинен бути не білі­ше 2 Ом в установках напругою 660/380 В, 4 Ом для електроустановок 380/220 В і 8 Ом для електроустановок 220/ /127 В.

Ці норми необхідно забезпечити з урахуванням природних заземлювачів, а також повторних заземлень нульового проводу повітряних ліній напругою до 1000 В при кількос­ті відхідних ліній не менше двох. При цьому штучне заземлення, до якого приєднують нейтраль генераторів і трансформаторів, повинно мати опір не більше: 15 Ом для електроустановок 660/380 В, 30 Ом для електроустановок 380/220 В і 60 Ом для електроустановок 220/127 В, якщо не вимагається меншого опору за умовами грозозахисту.

Якщо питомий опір землі >100 Омм, то допускається збільшення опорів заземлюючих пристроїв в /100 разів, але не більше, чим в десять разів. Опір заземлення в елек­троустановках з ізольованою нейтраллю при напрузі до 1000 В не повинен перевищувати 10 Ом.