Stația electrică este un element important al sistemului de alimentare cu energie electrică. Siguranța stației necesită proiectarea și instalarea corespunzătoare a unui sistem de împământare. Un sistem de împământare bine proiectat va asigura funcționarea stabilă a stației pe întreaga sa durată de viață.
Cum îmbunătățește legarea la pământ a fiabilității stației?
O magistrală bună la sol cu o rezistență suficient de scăzută asigură recuperarea rapidă în cazul unei defecțiuni. Rămânând în sistem pentru o lungă perioadă de timp, scurgerea încărcării poate provoca diverse probleme, inclusiv instabilitatea sistemului de alimentare cu energie electrică. Eliminarea rapidă a acestei situații îmbunătățește fiabilitatea globală.
Împământarea garantează, de asemenea, siguranța personalului.
O defecțiune la masă în sistem determină o creștere a potențialului pe carcasa metalică. Nivelul său devine mai mare decât potențialul "adevărat" al pământului. Împământarea necorespunzătoare duce la o creștere a capacității, precum și o întârziere în eliminarea scurgerilor (datorită curentului insuficient).
Această combinație nu este semnificativ sigură, deoarece orice persoană care intră în contact cu corpul este expusă unui potențial mai mare pentru o perioadă lungă de timp.
În consecință, fiabilitatea stației, precum și siguranța acesteia, ar trebui să fie, cu un design bun, atât de "încorporată" în proiectarea stației, cât mai mult posibil. La rândul său, acest lucru garantează o recuperare rapidă în cazul unor defecțiuni și reduce creșterea potențialului clădirii.
Asigurați o împământare corespunzătoare
În practică, se utilizează următoarele măsuri pentru a asigura un sistem de împământare fiabil, sigur și fără probleme pentru substație:
1. Dimensiunile conductorilor pentru presupusele scurgeri
Conductorul trebuie să aibă o dimensiune suficientă pentru a rezista fără nici un fel de deteriorare a unei eventuale scurgeri (nu se topește).
Determinarea eronată a timpului de recuperare în calcule în timpul proiectării stației generează un risc ridicat de topire a conductorilor. Alegerea de dimensiuni conductor să fie ghidat de două aspecte: În primul rând, este un curent de defect, care trebuie să curgă prin conductorul și, în al doilea rând, timpul în care curentul poate curge prin conductor.
Curentul de defect depinde de impedanța buclei de defecțiune a pământului. Timpul debitului curent este determinat de releele de protecție / dispozitivele de protecție instalate, care vor funcționa pentru a elimina daunele.
Standardul IEEE 80 presupune o perioadă de timp de 3,0 secunde în modelele de substații mici. De asemenea, acest timp coincide cu timpul de reacție pentru un scurtcircuit în majoritatea aparatelor de comutare.
2. Utilizând conexiunile corecte
Conexiuni la sol, verificarea rezistenței și testarea conexiunii
Evident, legătura dintre conductorii și rețeaua de bază și între rețea și barele de legare la pământ sunt, în ceea ce privește menținerea unei căi constantă rezistență scăzută la sol, la fel de important ca și conductorii înșiși.
Principalele probleme sunt:
1. Tipul de conexiune utilizat pentru conectarea conductorului la rețeaua de împământare și la tijele de împământare.
2. Limitele de temperatură care pot rezista conexiunii.
Cele mai frecvent utilizate conexiuni de împământare sunt fie compresie mecanică (acestea sunt conexiuni cu șuruburi, cleme de prindere și cleme de prindere), fie la tipul de sudare cu termit.
Componentele de compresie asigură o conexiune mecanică între conductor și conector prin strângere cu șuruburi sau prin presare prin presiune hidraulică sau mecanică. Astfel de conexiuni fie ține conductorii în poziție, fie comprimați-le împreună, asigurând contactul dintre suprafețele lor, prin cabluri goale de cabluri.
Pe de altă parte, utilizarea de sudare cu termit fixează capetele conductorilor împreună, formând o legătură moleculară între toate conductorii cablului.
Limitele de temperatură sunt specificate pentru diferite tipuri de conexiuni în standardele IEEE 80 și IEEE 837, pe baza rezistențelor obținute pentru fiecare tip. Depășirea acestor temperaturi în timpul trecerii curentului de scurtcircuit poate duce la deteriorarea conexiunii și poate determina o creștere a rezistenței conexiunii, ceea ce va duce la o încălzire și mai mare.
În cele din urmă, conexiunea va eșua, cauzând o deteriorare a sistemului de împământare sau chiar o defecțiune completă a terenului, ceea ce va duce la consecințe devastatoare.
3. Selectarea tijelor de împământare
Mijloace de legare la pământ a substațiilor
În stațiile de înaltă tensiune medie și, în cazul în care sursa și sarcina este conectată la liniile aeriene lungi, se întâmplă adesea ca curentul de scurt-circuit la pământ nu are nici o cale metalică pentru mișcarea, și forțată să treacă prin masa de teren. Aceasta înseamnă că tijele de împământare din substații, atât pe partea de încărcare cât și pe partea sursei, trebuie să transmită acest curent la și de la sol.
Sistemul de tije de împământare trebuie să fie adecvat, asigurând trecerea acestui curent, iar rezistența pământului în sistemul de împământare joacă un rol important.
Pe rezistența drumului spre pământ, numărul de tije, lungimea și plasarea lor sunt încurcate. Cu o stare uniformă a solului, dublarea lungimii tijei de împământare reduce rezistența cu 45%. De obicei, solul nu este omogen și este important să se obțină date exacte prin măsurarea rezistenței barelor de împământare utilizând unelte adecvate.
Pentru a obține o eficiență maximă, tijele de împământare trebuie să fie plasate unul în raport cu celălalt, nu mai aproape de lungimea tijei. De obicei, această distanță este de 3 metri. Fiecare tijă formează în jurul ei un plic electromagnetic, iar atunci când acestea sunt situate prea aproape una de cealaltă, curenții acestor cochilii se vor afecta reciproc.
Trebuie remarcat faptul că, odată cu creșterea numărului de tije, rezistența la sol scade, dar nu invers proporțională cu numărul de tije. Douăzeci de tije nu vor da 1/20 rezistența unei tije, dar vor reduce rezistența totală de numai 10 ori.
Din motive economice, există și o limitare a distanței maxime dintre tije.
De obicei, această valoare este de 6 metri. La o distanță mai mare de 6 metri, costul conductorilor suplimentari, care sunt necesari pentru a conecta tijele, face ca designul să nu fie atractiv din punct de vedere economic.
În unele cazuri, structura stației nu poate asigura spațiul necesar, iar alocarea spațiului necesar poate duce la o creștere semnificativă a costurilor. Patru tije interconectate, amplasate la 30 de metri distanță, vor reduce rezistența cu 94% față de o tijă, dar vor necesita cel puțin 120 de metri de conductor.
Pe de altă parte, patru bare, amplasate la o distanță de 6 metri unul de celălalt, reduc rezistența doar cu 81%, dar folosesc doar 24 de metri de conductor.
Rezistența solului joacă un rol important în proiectarea sistemului de împământare al stației. Cu cât această rezistență este mai mică, cu atât este mai ușor să obțineți o rezistență bună la sol.
O atenție sporită ar trebui acordată zonelor cu rezistență ridicată la sol, precum și în zonele în care se produc înghețuri ale solului (care la rândul lor determină o creștere a rezistenței solului cu un ordin de mărime). Designul principal ar trebui să fie cea mai mare rezistență a solului în timpul ciclului climatic anual. Acest lucru se datorează faptului că același sol pe vreme uscată are o rezistență mai mare, deoarece procentul de umiditate a solului devine foarte scăzut.
Controlul solului: Potențialul pământului și eficiența rețelei de sol
O abordare a acestei probleme este de a utiliza o scufundare adânc în tijele de împământare, astfel încât acestea au fost în contact cu zona de sol, situat suficient de adânc, și nu sunt expuse la efectele climatice asupra suprafeței.
O altă abordare este tratarea solului în jurul barelor de împământare cu o soluție chimică care poate absorbi umezeala din atmosferă și din sol.
O posibilă soluție este folosirea tijelor de împământare chimice.
5. Atenție la potențialul potențial și potențialul de atingere
Asigurarea limitării potențialului de trecere și a potențialului atingerii valorilor sigure este vitală pentru personalul din substație.
Potențialul potențial este diferența de stres între punctele de contact ale picioarelor unei persoane și este cauzată de o schimbare a stresului în sol în apropierea punctului în care curentul de scurgere intră în sol. Potențialul de trecere este cel mai mare în apropierea punctului de intrare și, pe măsură ce se îndepărtează de acesta, slăbește. La o distanță de 75 de centimetri de punctul de intrare, tensiunea este de obicei redusă cu 50%. Prin urmare, la o distanță de 75 de centimetri de punctul de intrare (care este mai mică decât mărimea pasului normal), poate exista un potențial mortal de câteva kilovoliți.
Potențialul atingerii poartă aceeași amenințare. Diferența este că aici avem în vedere potențialul existent între mâna și picioarele unei persoane. Acest lucru se întâmplă atunci când o persoană care se află pe teren atinge construcțiile de substație care conduc un curent de eroare la sol. De exemplu, atunci când un izolator montat pe un raft se descompune, rack-ul începe să conducă curent la pământ.
Deoarece modul cel mai probabil de a trece un curent prin corpul uman trece prin brațele și regiunea inimii, și nu prin extremitățile inferioare, ca în cazul potențialului pas cu pas, atunci pericolul de rănire sau de deces crește. Din acest motiv, limita de siguranță pentru potențialul de atingere este de obicei mult mai mică decât pentru potențialul de trecere.
În ambele situații, potențialul poate fi, de fapt, redus semnificativ prin utilizarea covorașelor de securitate echipotențiale din plasa de sârmă plasată direct sub suprafața solului.
Această rețea trebuie instalată aproape de orice întrerupătoare sau echipamente care pot atinge personalul și trebuie conectat la rețeaua de bază. O astfel de grilă echipotențială aliniază tensiunea de-a lungul căii pe care muncitorul se mișcă, precum și între echipament și picioare. Din moment ce diferența de tensiune (potențial) va fi, în esență, eliminată, siguranța personalului va fi, de fapt, garantată.
În mod obișnuit, covorașele de siguranță sunt realizate din sârmă # 6 sau # 8 conform standardului AWG, realizate din cupru sau placate cu cupru. Dimensiunile celulelor rețelei sunt stabilite, de regulă, fie între 0,5 și 0,5 metri, fie între 0,5 și 1,0 metri. Sunt utilizate și alte dimensiuni ale ochiurilor.
Pentru a asigura continuitatea rețelei, toate traversările de sârmă sunt disipate folosind un aliaj de lipit care conține 35% argint. Conexiunile secțiunilor rețelei și conexiunile rețelei la rețeaua principală de împământare trebuie să fie astfel încât să asigure o conexiune permanentă cu rezistență scăzută și integritate mare.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: