Заземление схема тт


Системы заземления TN-S, TN-C, TNC-S, TT, IT

При проектировании, монтаже и эксплуатации электроустановок, промышленного и бытового электрооборудования, а также электрических сетей освещения, одним из основополагающих факторов обеспечения их функциональности и электробезопасности является точно спроектированное и правильно выполненное заземление. Основные требования к системам заземления содержатся в пункте 1.7 Правил устройства электроустановок (ПУЭ). В зависимости от того, каким образом, и с каким заземляющими конструкциями, устройствами или предметами соединены соответствующие провода, приборы, корпуса устройств, оборудование или определенные точки сети, различают естественное и искусственное заземление.

Естественными заземлителями являются любые металлические предметы, постоянно находящиеся в земле: сваи, трубы, арматура и другие токопроводящие изделия. Однако, ввиду того, что электрическое сопротивление растеканию в земле электротока и электрических зарядов от таких предметов плохо поддается контролю и прогнозированию, использовать естественное заземление при эксплуатации электрооборудования запрещается. В нормативной документации предусмотрено использование только искусственного заземления, при котором все подключения производятся к специально созданным для этого заземляющим устройствам.

Основным нормируемым показателем, характеризующим, насколько качественно выполнено заземление, является его сопротивление. Здесь контролируется противодействие растеканию тока, поступающего в землю через данное устройство — заземлитель. Величина сопротивления заземления зависит от типа и состояния грунта, а также особенностей конструкции и материалов, из которых изготовлено заземляющее устройство. Определяющим фактором, влияющих на величину сопротивления заземлителя, является площадь непосредственного контакта с землей составляющих его пластин, штырей, труб и других электродов.

 

Виды систем искусственного заземления

Основным документом, регламентирующим использование различных систем заземления в России, является ПУЭ (пункт 1.7), разработанный в соответствии с принципами, классификацией и способами устройства заземляющих систем, утвержденных специальным протоколом Международной электротехнической комиссии (МЭК). Сокращенные названия систем заземления принято обозначать сочетанием первых букв французских слов: «Terre» — земля, «Neuter» — нейтраль, «Isole» — изолировать, а также английских: «combined» и «separated» - комбинированный и раздельный.

  • T — заземление.
  • N — подключение к нейтрали.
  • I — изолирование.
  • C — объединение функций, соединение функционального и защитного нулевых проводов.
  • S — раздельное использование во всей сети функционального и защитного нулевых проводов.

В приведенных ниже названиях систем искусственного заземления по первой букве можно судить о способе заземления источника электрической энергии (генератора или трансформатора), по второй – потребителя. Принято различать TN, TT и IT системы заземления. Первая из которых, в свою очередь, используется в трех различных вариантах: TN-C, TN-S, TN-C-S. Для понимания различий и способов устройства перечисленных систем заземления следует рассмотреть каждую из них более детально.

 

1. Системы с глухозаземлённой нейтралью (системы заземления TN)

Это обозначение систем, в которых для подключения нулевых функциональных и защитных проводников используется общая глухозаземленная нейтраль генератора или понижающего трансформатора. При этом все корпусные электропроводящие детали и экраны потребителей следует подключить к общему нулевому проводнику, соединенному с данной нейтралью. В соответствии с ГОСТ Р50571.2-94 нулевые проводники различного типа также обозначают латинскими буквами:

  • N — функциональный «ноль»;
  • PE — защитный «ноль»;
  • PEN — совмещение функционального и защитного нулевых проводников.

Построенная с использованием глухозаземленной нейтрали, система заземления TN характеризуется подключением функционального «ноля» — проводника N (нейтрали) к контуру заземления, оборудованному рядом с трансформаторной подстанцией. Очевидно, что в данной системе заземление нейтрали посредством специального компенсаторного устройства — дугогасящего реактора не используется. На практике применяются три подвида системы TN: TN-C, TN-S, TN-C-S, которые отличаются друг от друга различными способами подключения нулевых проводников «N» и «PE».

Система заземления TN-C

Система заземления TN-C

Как следует из буквенного обозначения, для системы TN-C характерно объединение функционального и защитного нулевых проводников. Классической TN-C системой является традиционная четырехпроводная схема электроснабжения с тремя фазными и одним нулевым проводом. Основная шина заземления в данном случае – глухозаземленная нейтраль, с которой дополнительными нулевыми проводами необходимо соединить все открытые детали, корпуса и металлические части приборов, способные проводить электрический ток..

Данная система имеет несколько существенных недостатков, главный из которых – утеря защитных функций в случае обрыва или отгорания нулевого провода. При этом на неизолированных поверхностях корпусов приборов и оборудования появится опасное для жизни напряжение. Так как отдельный защитный заземляющий проводник PE в данной системе не используется, все подключенные розетки земли не имеют. Поэтому используемое электрооборудование приходится занулять – соединять корпусные детали с нулевым проводом. .

Если при таком подключении фазный провод коснется корпуса, из-за короткого замыкания сработает автоматический предохранитель, и опасность поражения электрическим током людей или возгорания искрящего оборудования будет устранена быстрым аварийным отключением. Важным ограничением при вынужденном занулении бытовых приборов, о чем следует знать всем проживающим в помещениях, запитанных по системе TN-C, является запрет использования дополнительных контуров уравнивания потенциалов в ванных комнатах.

В настоящее время данная система заземления сохранилась в домах, относящихся к старому жилому фонду, а также применяется в сетях уличного освещения, где степень риска минимальна.

Система TN-S

Система заземления TN-S

Более прогрессивная и безопасная по сравнению с TN-C система с разделенными рабочим и защитным нолями TN-S была разработана и внедрена в 30-е годы прошлого века. При высоком уровне электробезопасности людей и оборудования это решение имеет один, но достаточно очень существенный недостаток — высокую стоимость. Так как разделение рабочего (N) и защитного (PE) ноля реализовано сразу на подстанции, подача трехфазного напряжения производится по пяти проводам, однофазного — по трем. Для подключения обоих нулевых проводников на стороне источника используется глухозаземленная нейтраль генератора или трансформатора.

В ГОСТ Р50571 и обновленной редакции ПУЭ содержится предписание об устройстве на всем ответственных объектах, а также строящихся и капитально ремонтируемых зданиях энергоснабжения на основе системы TN-S, обеспечивающей высокий уровень электробезопасности. К сожалению, широкому распространению и внедрению системы TN-S препятствует высокий уровень затрат и ориентированность российской энергетики на четырехпроводные схемы трехфазного электроснабжения.

Система TN-C-S

Система заземления TN-C-S

С целью удешевления оптимальной по безопасности, но финансово емкой системы TN-S с разделенными нулевыми проводниками N и PE, было создано решение, позволяющее использовать ее преимущества с меньшим бюджетом, незначительно превышающим расходы на энергоснабжение по системе TN-C. Суть данного способа подключения состоит в том, что с подстанции осуществляется подача электричества с использованием комбинированного нуля «PEN», подключенного к глухозаземленной нейтрали. Который при входе в здание разветвляется на «PE» - ноль защитный, и еще один проводник, исполняющий на стороне потребителя функцию рабочего ноля «N».

Данная система имеет существенный недостаток — в случае повреждения или отгорания провода PEN на участке подстанция — здание, на проводнике PE, а, следовательно, и всех связанных с ним корпусных деталях электроприборов, появится опасное напряжение. Поэтому при использовании системы TN-C-S, которая достаточно распространена, нормативные документы требуют обеспечения специальных мер защиты проводника PEN от повреждения.

Система заземления TT

Система заземления TT

При подаче электроэнергии по традиционной для сельской и загородной местности воздушной линии, в случае использования здесь небезопасной системы TN-C-S трудно обеспечить надлежащую защиту проводника комбинированной земли PEN. Здесь все чаще используется система TT, которая предполагает «глухое» заземление нейтрали источника, и передачу трехфазного напряжения по четырем проводам. Четвертый является функциональным нолем «N». На стороне потребителя выполняется местный, как правило, модульно-штыревой заземлитель, к которому подключаются все проводники защитной земли PE, связанные с корпусными деталями.

Совсем недавно разрешенная к использованию на территории РФ, данная система быстро распространилась в российской глубинке для энергоснабжения частных домовладений. В городской местности TT часто используется при электрификации точек временной торговли и оказания услуг. При таком способе устройства заземления обязательным условием является наличие приборов защитного отключения, а также осуществление технических мер грозозащиты.

 

2. Системы с изолированной нейтралью

Во всех описанных выше системах нейтраль связана с землей, что делает их достаточно надежными, но не лишенными ряда существенных недостатков. Намного более совершенными и безопасными являются системы, в которых используется абсолютно не связанная с землей изолированная нейтраль, либо заземленная при помощи специальных приборов и устройств с большим сопротивлением. Например, как в системе IT. Такие способы подключения часто используются в медицинских учреждениях для электропитания оборудования жизнеобеспечения, на предприятиях нефтепереработки и энергетики, научных лабораториях с особо чувствительными приборами, и других ответственных объектах.

Система IT

Система заземления IT

Классическая система, основным признаком которой является изолированная нейтраль источника – «I», а также наличие на стороне потребителя контура защитного заземления – «Т». Напряжение от источника к потребителю передается по минимально возможному количеству проводов, а все токопроводящие детали корпусов оборудования потребителя должны быть надежно подключены к заземлителю. Нулевой функциональный проводник N на участке источник – потребитель в архитектуре системы IT отсутствует.

 

Надежное заземление — гарантия безопасности

Все существующие системы устройства заземления предназначены для обеспечения надежного и безопасного функционирования электрических приборов и оборудования, подключенных на стороне потребителя, а также исключения случаев поражения электрическим током людей, использующих это оборудование. При проектировании и устройстве систем энергоснабжения, необъемлемыми элементами которых является как функциональное, так и защитное заземление, должна быть уменьшена до минимума возможность появления на токопроводящих корпусах бытовых приборов и промышленного оборудования напряжения, опасного для жизни и здоровья людей.

Система заземления должна либо снять опасный потенциал с поверхности предмета, либо обеспечить срабатывание соответствующих защитных устройств с минимальным запаздыванием. В каждом таком случае ценой технического совершенства, или наоборот, недостаточного совершенства используемой системы заземления, может быть самое ценное - жизнь человека.

 


Смотрите также:


Смотрите также:

Что такое заземляющий трансформатор? Определение и типы заземляющих трансформаторов

Заземляющий трансформатор используется для обеспечения пути к незаземленной системе или когда нейтраль системы недоступна по какой-либо причине, например, когда система соединена треугольником. Он обеспечивает путь к нейтрали с низким импедансом, а также ограничивает переходные перенапряжения при замыканиях на землю в системе. Заземление системы может быть выполнено следующим образом

Трансформатор заземления Delta-Star

В случае трансформатора заземления по схеме треугольник-звезда, сторона треугольника замкнута, чтобы обеспечить путь для тока нулевой последовательности.Обмотка звездой должна иметь то же номинальное напряжение, что и цепь, которая должна быть заземлена, тогда как номинальное напряжение треугольника может быть любым стандартным уровнем напряжения.

Выбор типа заземления зависит от типа системы и уровней ее напряжения. При выборе заземления

необходимо учитывать следующие факторы.
  • Возникло кратковременное перенапряжение.
  • Величина тока замыкания на землю в процентах от тока трехфазного замыкания.
  • Падение напряжения в сети из-за неисправности.

Обычно твердое заземление используется для низковольтных систем до 600 В. Для напряжений до 11кВ используется резистивное заземление.

.

Что такое заземление нейтрали? Определение и типы заземления нейтрали

В системе заземления нейтрали нейтраль системы, вращающейся системы или трансформатора соединена с землей. Заземление нейтрали является важным аспектом проектирования энергосистемы, поскольку на характеристики системы в отношении короткого замыкания, стабильности, защиты и т. Д. В значительной степени влияет состояние нейтрали. Трехфазная система может работать двумя способами

  1. С незаземленной нейтралью
  2. С заземленной нейтралью

Незаземленная нейтраль

В системе с незаземленной нейтралью нейтраль не соединена с заземленной.Другими словами, нейтраль изолирована от земли. Следовательно, эта система также известна как система с изолированной нейтралью или система со свободной нейтралью, показанная на рисунке ниже.

Заземленная система

В системе заземления нейтрали нейтраль системы соединена с землей. Из-за проблем, связанных с незаземленной нейтралью, нейтрали в большинстве высоковольтных систем заземлены.

Ниже перечислены некоторые преимущества заземления нейтрали.

  1. Напряжения фаз ограничены напряжениями между фазой и землей.
  2. Исключены скачки напряжения из-за дуги заземления.
  3. Перенапряжения из-за разряда молнии на землю.
  4. Обеспечивает большую безопасность персонала и оборудования.
  5. Обеспечивает повышенную надежность обслуживания.

Метод заземления нейтрали

Методы, обычно используемые для заземления нейтрали системы:

  1. Жесткое заземление (или эффективное заземление)
  2. Заземление сопротивления
  3. Реактивное заземление
  4. Заземление катушки Петерсона (или резонансное заземление)

Выбор типа заземления зависит от размера устройства, напряжения системы и используемой схемы защиты.

.

Как работает земля в электронике?

Немногие темы в электронике вызвали столько дезинформации и путаницы, как тема заземления. Цель этой статьи - прояснить, что такое заземление и почему оно так принципиально важно.

Земля для картофеля и моркови

Одна из причин, по которой заземление может быть такой запутанной темой, заключается в чрезмерном злоупотреблении этим термином. В зависимости от контекста это может означать несколько разные, но связанные вещи.По этой причине некоторым инженерам не нравится этот термин, и они придумали фразы, подобные заголовку этого раздела. Чтобы понять заземление, давайте сначала определим обратные пути, когда мы поймем обратные пути, тогда будет легко понять заземление.

Рис. 1. Каждая функционирующая цепь представляет собой замкнутый контур, всегда должен быть обратный путь к источнику

На рисунке 1 показана очень простая схема. Как вы можете видеть, ток, покидающий батарею, проходит через резистор, через светодиод, а затем обратно к батарее.Для функционирования любой электрической цепи она должна быть замкнутой, всегда должен быть путь для возврата тока к источнику. Независимо от того, насколько сложной становится схема, всегда будет либо след (и), либо плоскость, которая служит в качестве обратного пути , для тока, чтобы вернуться к источнику.

Почти во всех цепях эти обратные пути все вместе называются «землей». Проблема состоит в том, что термин «земля» также используется для определения опорной точки для схемы.В большинстве случаев они совпадают (рисунок 2), и все ясно, но это не всегда так (рисунок 3). Контрольная точка необходима, поскольку абсолютного нулевого напряжения не существует. Когда вы измеряете напряжение, оно всегда относительно некоторого эталонного узла в вашей конструкции, и оно не обязательно должно быть на обратном пути. Фактически, с теоретической точки зрения любой узел в вашей схеме может быть опорным узлом, однако по причинам, которые мы рассмотрим позже, некоторые узлы лучше других.Я уверен, что вы начинаете понимать, как это может сбивать с толку, у нас есть один и тот же термин, относящийся к двум различным концепциям.

Рис. 2. Контрольная точка и обратный путь находятся на одном узле, что очень естественно и типично.

Рис. 3. Контрольная точка и обратный путь не совпадают, в сложных схемах может быть сбивающий с толку кошмар.

В сложных схемах у нас может быть много путей возврата, и некоторые из них иногда группируются в РАЗНЫЕ земли.Что это значит? В конце концов, вам может быть интересно, что несколько абзацев назад я сказал, что все пути возврата должны в конечном итоге вернуться к источнику, и здесь мы имеем то, что может показаться противоречием. Посмотрите на рисунок 4, и мы вместе разберемся с этим.

Рис. 4. Все подсхемы с разными заземлениями в конечном итоге возвращаются к источнику

Здесь, на Рисунке 4, вы можете наблюдать как минимум 3 различных основания. Есть аналоговое заземление (AGND), цифровое заземление (DGND) и общее заземление (GND) [ Первое, что я хочу, чтобы вы знали, это то, что я подготовил эту схему для образовательных целей, вы не укажете возврат путь к источнику, используя толстые сети, как я сделал здесь.В нынешнем виде это не действительная схема EAGLE, я просто использую EAGLE для создания чертежа ]. Обратите внимание, что три разных заземления действительно возвращаются к источнику, так что это действительная схема. Однако зачем их разделять, если в конце концов они все равно вернутся к источнику? Быстрый ответ: сгруппировав обратные пути по трем землям, мы можем изолировать зашумленные токи в одной цепи от других. Например, токи, проходящие через схему AGND, проходят только через те компоненты, которые подключены к AGND.При такой разработке схем токи взаимодействуют друг с другом только в источнике. Используя наши предыдущие определения, мы можем видеть, что все обратные пути возвращаются к источнику, просто их расположение было тщательно разработано, чтобы обеспечить некоторую помехозащищенность между тремя цепями.

Земля, шасси и сигнальное заземление. Розы с разными названиями.

Вооружившись нашими новыми определениями, давайте проанализируем некоторые часто используемые «основания», и мы поймем, что все они работают одинаково.В контексте приложения они получают разные имена.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ

Земля (почва под нашими ногами, а не планета) считается бесконечным источником электронов и определяет точку отсчета для всей электропроводки в наших домах (см. Рисунок 5). На практике этот обратный путь «подключается» путем вбивания металлического стержня в землю и проверки того, что вся «заземляющая» проводка в наших домах надежно связана (соединена) с ней.

Рисунок 5. Заземляющий стержень, подключаемый к дому и вбитый в землю. Следовательно, земля земля.

ШАССИ НАЗЕМНОЕ

Этот тип заземления получил свое название, когда металлический корпус устройства определен как точка отсчета для электрической цепи. Это случай автомобиля (см. Рисунок 6), стиральной машины или любого другого устройства, имеющего электропроводящий корпус. Основная причина использования шасси шкафа и земли в качестве опорных точек связана с безопасностью.Наши тела почти всегда имеют потенциал земли (или очень близок к нему). Представьте на мгновение, что вы собираетесь стирать белье, а внутри стиральной машины вся электроника подключена к шасси (заземление шасси), а шасси подключено к заземляющей вилке вашей розетки (заземление). Что произойдет, если линия высокого напряжения внутри стиральной машины замкнет на корпусе? Рисунок 7 дает ответ.

Рисунок 6. Отрицательный вывод аккумуляторной батареи, подключенной к шасси автомобиля. Определяет эталонный узел для всей электроники в вашем автомобиле.

Рис. 7. Когда земля и заземление шасси соединены, обратный путь тока избегает попадания в тело человека, обеспечивая вашу безопасность.

Как видите, если используются шасси и заземление, то обратный путь гарантированно исключает попадание человеческого тела в случае контакта с корпусом стиральной машины во время неисправности. Опять же, если мы подумаем с точки зрения обратных путей, вы увидите, что в этом примере заземление корпуса и заземление от обратного пути к источнику переменного тока.Это позволяет избежать разницы потенциалов между вашим телом и корпусом стиральной машины, которая может вызвать прохождение тока через ваше тело. Повторим сценарий, что будет, если по какой-то причине корпус стиральной машины не будет заземлен? На рисунке 8 показан болезненный результат.

Рис. 8. Соединение с землей прервано, теперь вы являетесь частью обратного пути.

В этом сценарии вы не являетесь счастливым туристом, потому что соединение с землей было разорвано, есть только один жизнеспособный обратный путь для переменного тока, ВЫ.В этом случае, как только вы коснетесь корпуса стиральной машины, вы получите шок. Что еще хуже, часто тока недостаточно для отключения выключателя, и вы можете быть поражены током в течение длительного периода времени. Благодаря мудрому выбору опорных узлов обратные пути настраиваются таким образом, чтобы обеспечить вашу безопасность. Как вы уже поняли, наименование этих узлов «землей» затрудняет понимание того, как работают эти меры безопасности.

СИГНАЛЬНАЯ ЗЕМЛЯ

Это наиболее распространенное обозначение и, по сути, определение эталонного узла для схем на наших печатных платах.Обычно это физически реализуется с использованием заземляющей пластины, поэтому в нашей конструкции есть обратный путь с низким импедансом к источнику питания (см. Рисунок 9). Это важно, иначе разные «земли» на плате могут иметь разные потенциалы (опорный узел не везде имеет одинаковое значение), и это может привести к неисправности схемы или просто к неработоспособности.

Рис. 9. Видите сплошной красный цвет на этой компоновке печатной платы? Это обратный путь медной плоскости (сигнальная земля) для всех ваших компонентов.

Вам действительно нужна земля?

Как мы узнали, каждая электрическая система нуждается по крайней мере в одном обратном пути к источнику, поэтому в этом смысле все цепи нуждаются в «заземлении». Как правило, это «земля» также будет использоваться в качестве опорного узла, против которого все напряжения в цепи может быть измерена. Однако не все цепи подключаются к линейному напряжению (то есть устройствам с батарейным питанием), поэтому им не потребуется заземление или, точнее, обратный путь через землю.Точно так же устройства в непроводящих корпусах не нуждаются в обратном пути корпуса для безопасности. Что нам нужно, так это иметь возможность называть эти пути как-то иначе, чтобы не путать их с землей, но это проблема, выходящая за рамки данной статьи.

Теперь, когда вы знаете, что такое каждый из этих типов «заземления», важно уметь распознать их на схеме, чтобы ваша электроника могла работать правильно и безопасно. Ниже вы найдете наиболее часто используемые символы для обозначения сигнала, шасси и заземления.Хотя это стандартные символы, вы можете столкнуться с схемой, которая от них отличается. Если это произойдет, обязательно проверьте. Это обеспечит вашу безопасность.

Мы надеемся, что эта статья помогла прояснить некоторую путаницу относительно того, что такое «земля». Термин загружается и в зависимости от контекста может относиться к пути возврата, ссылочному узлу или к обоим. Имейте в виду, что это только верхушка айсберга, о «основаниях» и о том, как следует реализовать обратные пути в различных приложениях, написаны целые книги.Возможно, вы захотите посетить недавний вебинар, который мы провели: Введение в целостность сигнала для проектирования печатных плат.

Теперь у вас есть основа для понимания этих книг и принятия правильных проектных решений в ваших схемах. Тщательно спроектировав пути возврата, вы можете свести к минимуму перекрестные помехи между различными частями вашей цепи и обезопасить пользователей ваших продуктов, что поможет вам спать по ночам. Получайте удовольствие от конструирования и помните, что земля предназначена для картофеля и моркови!

.

Проектирование системы заземления в сети подстанции

Проектирование системы заземления в сети подстанции

Введение в сеть заземления подстанции

In высокого и среднего напряжения [1] Подстанции с воздушной изоляцией ( AIS ) электромагнитное поле , , которое вызывает статические заряды оголенных кабелей и проводов, а также атмосферные условия ( скачков ), индуцируют напряжения на обесточенных частях установки, которые создают разности потенциалов между металлическими частями и землей, а также между разными точками земли .

Подобные ситуации могут возникать при коротких замыканиях между токоведущими частями установки и токоведущими частями , например, в коротком замыкании фазы на землю .

Эти разности потенциалов дают начало ступенчатому потенциалу и потенциал касания или комбинации обоих , которые могут привести к циркуляции электрического тока через тело человека , что может причиняют вред людям .

Напряжение прикосновения ( E t ) можно определить как максимальную разность потенциалов, которая существует между заземленной металлической конструкцией, к которой можно прикоснуться рукой, и любой точкой земли при протекании тока повреждения.

Обычно считается, что расстояние между металлической конструкцией и точкой на земле составляет 1 м.

Шаговое напряжение ( E s ) определяется как максимальная разность потенциалов, которая существует между ножками при протекании тока повреждения.

Обычно считается расстояние 1 м между ножками.

Частным случаем ступенчатого напряжения является передаваемое напряжение ( E trrd ) : когда напряжение передается на подстанцию ​​или с подстанции от или к удаленной точке, внешней по отношению к месту подстанции.

Другие концепции: :

  • Повышение потенциала земли ( GPR ): Максимальный электрический потенциал, который может получить сеть заземления подстанции относительно удаленной точки заземления, предположительно находящейся под потенциалом удаленной земли.Это напряжение, GPR, равно максимальному току сети, умноженному на сопротивление сети.
  • Напряжение сети ( E м ): Максимальное напряжение прикосновения в пределах ячейки сети заземления.
  • Напряжение прикосновения металл-металл ( E мм ): Разница потенциалов между металлическими объектами или конструкциями в пределах подстанции, которые могут быть перекрыты прямым соединением рук или ног контакт.

На схеме на Рисунке 1 показаны явления, упомянутые выше .

Рисунок 1 - Напряжение прикосновения, шага и передаваемое напряжение

Для минимизации допустимых значений от до из токов, проходящих через человеческое тело , до обеспечения электробезопасности для человек, работающих в пределах или вблизи установка , а также ограничить любые возможные электрические помехи стороннему оборудованию. , AIS должен быть снабжен заземлением (или заземлением ) системой , к которой все металлические не находящиеся под напряжением части к установке должны быть подключены , такие как металлические конструкции , заземлители, разрядники для защиты от перенапряжения, корпуса распределительных щитов и двигателей, рельсы трансформаторов и металлические ограждения .

Так как заземление влияет на уровни перенапряжения энергосистемы и ток короткого замыкания , а также на определение систем защиты, система заземления должна быть спроектирована так, чтобы гарантировать правильную работу защитных устройств, таких как реле защиты и перенапряжения. разрядники .

Проектирование и конструкция системы заземления должны гарантировать, что система будет работать в течение ожидаемого срока службы установки, и поэтому должны учитывать будущие дополнения и максимальный ток короткого замыкания для окончательной конфигурации.

Система заземления состоит из ячеек скрытого в земле медного кабеля , с дополнительных заземляющих стержней , и должна быть рассчитана, рекомендуется использовать IEEE Std. 80-2000 .

Важные формулы для проектирования системы заземления сети подстанции

Поперечное сечение подземного кабеля следует рассчитывать в соответствии со значением тока короткого замыкания фазы на землю , но это обычное явление использовать для этой цели трехфазный ток короткого замыкания .

Для этого расчета необходимо использовать следующую формулу : Где:

  • I ” K1 - ток короткого замыкания между фазой и землей [ A ]
  • t с - продолжительность неисправности [ с ]
  • Δθ - максимально допустимое повышение температуры [ ° C ] - для неизолированной меди Δθ = 150 ° C

Согласно упомянутому стандарту IEEE максимально допустимого шага и потенциала прикосновения и максимально допустимого тока через тело человека ( I hb ) и сопротивления сети заземления ( R g ) рассчитываются по формулам:

Максимально допустимый потенциал шага

Максимально допустимый потенциал прикосновения

Максимально допустимый ток через человека body

Сопротивление земной сети

Где:

  • C s - коэффициент снижения характеристик поверхностного слоя, рассчитываемый по формуле:
  • t s - продолжительность разлом [ с ]
  • ρ с - удельное сопротивление материала поверхности [ Ом. м ] типичное значение для мокрого щебня / гравия: 2,500 Ом м
  • ρ - удельное сопротивление земли под материалом поверхности [ Ом . м ]
  • h с - толщина материала поверхности [ м ]
  • A - площадь, занимаемая наземной сеткой [ м 2 ]
  • l T - общая скрытая длина проводника, включая заземляющие стержни [ м ]

Если не используется защитный поверхностный слой, то C s = 1 и ρ s = ρ

Эти расчеты обычно выполняются с использованием специального программного обеспечения .

Сеть заземления подстанции

На Рисунке 2 показан пример сети заземления.

Рисунок 2 - Сеть заземления

Наиболее подходящие методы для соединения соединений сети заземления: :

a.) Экзотермическая сварка

Рисунок 3 - Экзотермическая сварка

Экзотермическая сварка - это процесс постоянного соединения проводников , в котором используется расплавленного металла и формы , который основан на химической реакции между оксидами металла ( проводник ) и воспламеняющимся алюминиевым порошком , который выступает в роли топлива , с выделением тепловой энергии .Эта химическая реакция представляет собой пиротехнический состав , известный как термит .

Необходимо гарантировать, что количество экзотермических сварок, выполненных с каждой формой, не будет превышать указаний производителя.

b .) C разъем :

с использованием гидравлического обжимного инструмента и матриц с размером , подходящим для размера разъемов .

Рисунок 4 - Соединитель C и обжимной инструмент

Рядом с блоками управления автоматических выключателей, переключателей и разъединителей необходимо установить металлический эквипотенциальный мат , подключенный к системе заземления , аналогично показанный на рисунке 5.

Рисунок 5 - Металлический эквипотенциальный мат

Полезно знать:

[1] При U n номинальное напряжение сети: HV - U n ≥ 60 кВ ; MV - 1 кВ n ≤ 49,5 кВ .

Об авторе: Мануэль Болотинья
-лицензент в области электротехники - энергия и энергетические системы (1974 - Instituto Superior Técnico / Лиссабонский университет)
- степень магистра в области электротехники и вычислительной техники (2017 - Faculdade de Ciências e Tecnologia / Nova University of Lisbon)
- старший консультант по подстанциям и энергосистемам; Профессиональный инструктор

Похожие сообщения:

.

Смотрите также