Сооружение заземляющих устройств

Ввод и проводка заземления

Конструкция заземляющих устройств. Заземляющие устройства состоят из вертикальных заземлителей и соединяющих их горизонтальных полос (горизонтальных заземлителей). Вертикальные заземлители изготовляют из уголковой стали (рис. III.1) или из прутка диаметром от 12 до 20 мм (рис. Ш.2). Вертикальные заземлители соединяют между собой при помощи сварки стальной полосой. При расположении заземлителей многорядными контурами последние соединяют между собой перемычками из такой же полосы.

Заземлители из прутка диаметром 12 мм и длиной до 10 м целесообразно погружать в землю перазрезными посредством ввертывания. Для ввертывания используют переносные вращательные станки, электрические сверлилки, электродрели с редукторной приставкой. Можно также применять двигатель от пилы «Дружба» и т. д. Для облегчения ввертывания конец прутка специальным образом видоизменяется. Заземлители из прутка диаметром 20 мм, длиной 10 и 15 м делают из секций по 1,5-2,5 м. Для забивки используют вибромолот типа ВМ-2. Секции соединяют сваркой с помощью отрезка уголка. На верхний конец секции надевают съемный боек, предохраняющий при забивании торец секции от расплющивания.

Для уменьшения сопротивления заземляющих устройств при большом удельном сопротивлении грунта р производят обработку грунта поваренной солью, заполняют котлован грунтом-заполнителем или делают выносные заземления.

При обработке грунта поваренной солью в месте забивки электрода вырывают котлован (рис. Ш.З) глубиной 2,7 м, диаметром 0,8-1,0 м или сечением 1x1 м2. В котлован укладывают поочередно толстые слои грунта и более тонкие поваренной соли. Слои смачивают водой и утрамбовывают. Расход соли принят 50 кг на электрод. В качестве грунта-заполнителя могут быть применены глина, торф, чернозем, суглинок, шлак н т, д. Обрабатывают солью только пространство, окружающее вертикальный электрод, но не траншеи для соединительной полосы. Так как соль со временем вымывается, то срок действия обработки грунта ограничен и через 2-4 года ее приходится повторять.

Котлованы с грунтом-заполнителем делают диаметром 2 м и глубиной, равной длине вертикального заземлителя (рис. 1П.4). В качестве грунта-заполнителя может быть применен любой грунт, имеющий удельное сопротивление в 5-10 раз меньше удельного сопротивления основного грунта. Например, если заземление устраивают в песчаном или каменистом грунте, то заполнителями могут быть глина, торф, чернозем, суглинок, кокс, шлак и т. п.

В скальных и других грунтах, где рытье отдельных котлованов невозможно, следует при помощи взрывных работ сделать один общий котлован для всего контура заземления. Размеры котлована зависят от количества заземлителей.

При устройстве заземлений в тяжелых грунтах с грунтом-заполнителем

Ррасч = р/к.

Значение коэффициента к для вертикальных заземлителей из угловой стали 50x50x5 длиной 2,5 м при размещении их в котлованах диаметром 2 и 4 м приведено в табл. III.3.

Выносные заземления устраивают в местах с грунтом, имеющим значительно меньшее удельное сопротивление, чем в месте нахождения объекта, например в водоемах (прудах, озерах, реках), не промерзающих до дна.

Сопротивление соединительной линии (кабельной или воздушной) для выносных заземлений не должно превышать 10 % номинального сопротивления заземления. Для подземной соединительной линии рекомендуется одножильный кабель марки АВВБ. Сопротивление алюминиевой жилы такого кабеля 30 Ом-мм2/км.

Для воздушной подвески рекомендуется сталеалюминиевый провод марки АС, сопротивление которого 32 Ом-мм2/км.

Заземлителями для выносных заземлений в водоемах служат контуры типов «.гребенка» (рис. Ш.5), «решетка» или «клетка».

Выбор конструкций заземляющих устройств. Рекомендуется применять устройство заземлений, кроме рабочего заземления НУПа с ДП по схеме «провод - земля», из прутковых вертикальных заземлителей диаметром 12 мм, длиной 5 м. В стесненных территориальных условиях, а также в местах с удельным сопротивлением грунтов р выше 300 Ом-м, кроме скальных грунтов и районов вечной мерзлоты, выполняют устройство заземлений из прутковых вертикальных заземлителей длиной 10 или 15 м. Длину прутковых заземлителей определяют в зависимости от нахождения грунтовых вод. Длина заземлителя должна быть выбрана таким образом, чтобы нижиий конец его находился ниже на 0,5 м нижнего уровня грунтовых вод. В этом случае удельное сопротивление грунтов, определенное по таблицам в зависимости от геологических данных, уменьшают в 2,5 раза.

В скальных грунтах рекомендуется применять уголковые вертикальные за-землители длиной 2,5 м, помещаемые в котлованы с грунтом-заполнителем или выносные заземления.

Значение коэффициента к для вертикальных заземлителей

Таблица Ш.З

к при удельном сопротивлении грунта-эаполиителя, Ом*м

Удельное сопротивление грунта, Ом*м

2,5 (кокс измельченный)

60 (чернозем)

150 (глина)

4= 2 м

<1 - 4 м

і- 2 м

б/ -4 м

й-2 м

<1=1 м

300

3,0

5,0

2,2

3,0

1,6

2,0

500

3,0

5,0

2,5

3,5

2,0

2,5

1000

3,0

5,0

2,7

4,0

2,4

3,0

2000

3,0

5,0

2,9

4,5

2,7

4,0

3000

3,0

5,0

2,9

4,5

2,8

4,0

5000

3,0

5,0

3,0

5,0

2,9

4,5

Таблица Ш.4

Минимально допустимое расстояние от рабочего заземляющего устройства

Рабочий ток в цепи ДП «провод - земля», А

Расстояние, м, от рабочего заземляющего устройства до

Рабочий ток в цепи ДП «провод - земля», А

Расстояние, м, от рабочего заземляющего устройства до

линейнозащитного и защитного

термокамеры НУП и кабелей связи без изолирующих покрытий

лииейно-защитного и защитного

термокамеры НУП и кабелей связи без изолирующих покрытий

0,25

20

15

1,5

45

40

0,5

25

20

2,0

65

60

1,0

35

30

3,5-5,0

105

100

В необслуживаемых усилительных пунктах при схеме ДП «провод - земля» для устройства рабочего заземления следует применять уголковые вертикальные заземлители длиной 2,5 м без обработки грунта поваренной солью. Уголковые заземлители этой длины рекомендуется применять во всех случаях, когда для получения необходимой величины сопротивления заземлений требуемое их количество не превышает 40 шт.

Расположение заземляющих устройств. Заземляющие устройства различного назначения на площадке технического здания размещают исходя из условий их удобного расположения на местности и исключения взаимного влияния между ними.

Рекомендуется основное заземляющее устройство располагать по периметру здания и выполнять его одновременно со строительными работами по установке фундаментов до засыпки котлованов. При расположении заземляющих устройств на прилегающих к служебным объектам площадках вертикальные заземлители могут быть расположены в ряд, по контуру или в виде многорядных контуров. Расположение заземлителей в ряд является преимущественным, так как при таком расположении коэффициент использования заземлителей лучше, чем при расположении их по контуру. Расстояние между отдельными неизолированными частями разных заземляющих устройств на участке до ввода в здание не должно быть менее 20 м. Расстояние между рабочим заземляющим устройством, термокамерой подземного НУПа и кабелем без изолирующих покрытий должно быть не менее указанного в табл. Ш.4. Расположение заземляющих устройств на площадке НУП К.-60П показано на рис. III.6.

Ввод заземляющей проводки. Вводы от каждого наружного заземления в здания ОП, ОУПа, постов ЭЦ и наземных НУПов выполняются самостоятельными кабелями марки АВВГ1Х25, которые присоединяются к щитку трех земель. Контур рабоче-защитного заземляющего устройства при наличии цепей дистанционного питания должен иметь соединение со щитком трех земель двумя кабелями. В рабочем состоянии все три заземляющих устройства (рабоче-защитное или защитное и два измерительных) на щитке трех земель должны быть соединены параллельно и разъединяться лишь для измерения сопротивления защитного илн рабоче-защитного заземляющего устройства.

Кабель АВВГ, имеющий алюминиевые жилы, соединяют со стальной шиной при помощи сталеалюминиевой переходной вставки, один конец которой предва-

Рис. Ш.5. Заземляющее устройство типа «гребенка»
Рис III 6 Расположение заземляющих устройств на площадке НУПа

1, 2, 3, 4 - протекторы ПМ 10У, 5 - контур рабочего заземления, 6 - контур линейно защит ного заземления, БТД - блоки термодатчиков рительно алитирован (покрыт слоем алюминия). Соединение алитированного конца стержня с жилами кабеля АВВГ производят с помощью сварки

При необходимости разрешается применять следующую технологию соединения. один конец стальной полосы залуживают на расстоянии 90 мм Затем изготавливают удлиненный алюминиевый наконечник под кабель необходимого сечения. Залуженные полосы и наконечник стягивают тремя болтами и место стыка пропаивают Стальную полосу приваривают к соединительной полосе контура, а в наконечник вставляют жилы кабеля Место соединения кабеля АВВГ с переходной вставкой или стальной полосой помещают в чугунную муфту МЧ-75 и заливают гудроном

В подземных НУПах контур рабочего заземляющего устройства подключается к зажиму заземления вводного шкафа ВКШ-1 двумя кабелями ВВГ 1X16 Контуры защитного, линейно защитного и измерительного заземляющих устройств подключаются кабелем ВВГ 1x16, а электроды протекторной защи ты - кабелем ВВГ 1X10 к щиткам КИП, устанавливаемым в наземной части НУПа Ввод заземляющей проводки показан иа рис III7

Щит заземления для трех земель (рис. Ш8) В узлах связи и на постах ЭЦ заземления заводятся на щит заземления для трех земель, кото-

Рис. Ш.7. Ввод заземляющей проводки в НУП: а - при р<100 Ом м; б - при р > 100 Ом-м
Рис. Ш.8. Щит заземления для трех земель: а - принципиальная схема; б - общий вид

рый предназначен для подключения устройств защитного, рабочего и измерительного заземлений. Устанавливают щит в помещении выпрямительной или в другом удобном для эксплуатации месте. Конструктивно щит выполнен в виде панели, на которой размещены три пакетных выключателя типа ПВ 2X25 и трехштырная панель для подключения заземлений.

Внутренняя проводка заземления. Узлы связи (рис. Ш.9). Для заземления аппаратуры ЛАЗов предусматривают от щитка трех земель или от общей шины в выпрямительной две заземляющие проводки; неизолированную (объединенную) и изолированную от общих металлических масс аппаратуры.

К первой проводке рабочего заземления (объединенной) подключают стойки, имеющие неизолированные заземляющие выводы, а ко второй - выводы заземления, изолированные от каркасов стоек.

Каждую из проводок рабочего заземления (изолированную и неизолированную) от общей шипы выпрямительной подают в ЛАЗ к магистральной шине, прокладываемой вдоль главного прохода. От магистральной шины делают ответвления на рядовые шины, прокладываемые вдоль каждого ряда стоек, а с рядовой шины - кабелем АПВ 4 на болт (зажим) заземления каждой стойки. Для магистральной и рядовой проводок используют алюминиевые шины АДО, сечение которых определяют расчетом. Использование металлических конструкций ЛАЗа и НУПа, а также каркасов стоек в качестве заземляющих проводок не допускается.

Для заземления стативов, стоек и других металлоконструкций АТС, УАК, ДАТС, АТ-ПС-ПД необходима прокладка от щитка трех земель или от общей шины в выпрямительной неизолированной стальной нетоковедущей шины из полосовой стали сечением 4X25 мм. Вдоль рядов аппаратуры прокладывают рядовые шины из стальной ленты сечением 4X16 мм, а отводы к аппаратуре выполняют кабелем АПВ 4.

Последовательное включение в заземляющую цепь каркасов или иных металлоконструкций не допускается. Все соединения стальных шин между собой выполняют при помощи сварки. В технологических помещениях шинная проводка проходит по кабель-ростам.

Для заземления каркасов аппаратуры, питаемой от сети переменного тока, используют третью жилу питающей проводки, которую подключают к нулевой фазе в выпрямительной иа щите ввода переменного тока.

В последнем НУПе в полусекции ДП, питаемом по схеме «провод - земля», выполняют две проводки: рабочую и защитную. Проводку рабочего заземления изолируют от металлических конструкций НУПа, а проводку защитного заземления по изолируют. Во всех НУПах, питаемых по схеме «провод - провод», и в промежуточных НУПах в полусекции ДП, питаемых по схеме «провод - земля», оборудуют одну проводку заземления - защитную, которую не изолируют от металлических конструкций. В подземных НУПах проводку для рабочего и защитного заземления обычно выполняют кабелем, в наземных НУПах - аналогично ЛАЗам.

Посты Э Ц. Для заземления металлоконструкций оборудования, устанавливаемого в постах ЭЦ, предусматривают внутренний контур заземления. Магистральную шину, подключаемую к щитку трех земель, выполняют из полосовой стали сечением 4X25 мм, ответвления - стальной лентой сечением 4x16 мм. Для заземления используют также стальные трубы для прокладки кабелей и проводов, а в резервной электростанции и щитовой - металлическое обрамление кабельных каналов. Все соединения заземляющих элементов выполняют сваркой. На магистральной шине предусматривают приварку болтов МВХ40 в количестве, достаточном для заземления оборудования СЦБ и связи, устанавливаемого при монтаже. Каждое устройство заземляют самостоятельным проводником, выполняемым для устройств СЦБ из 1фуглой стали диаметром 5 мм, а для устройств связи - кабелем АПВ 4.

Заземляющие шины прокладывают открыто: в сухих помещениях - непосредственно по стенам, в котельной - на расстоянии от стен не менее 10 мм, в аппаратной - в каналах под съемными щитами, в коридорах - по стенам ниже подшивного потолка. В релейной заземляющую шину прокладывают по стене на высоте 2,7-3,0 м от пола. У каждого ряда по шине по количеству стативов в ряду приваривают болты МВХ40 с шагом 50 мм.

Открыто проложенные заземляющие проводники должны быть окрашены в черный цьет. Допускается окраска открытых заземляющих проводников в иные цвета в соответствии с оформлением помещения, но при этом они должны иметь в местах присоединений и ответвлений не менее чем две полосы черного цвета на расстоянии 150 мм друг от друга.

Для заземления каркасов однофазных электроприемников используют третью жилу питающей проводки. Заземление светильников 220 В выполняют присоединением арматуры к нулевому проводу групповой сети непосредственно в светильнике, а в помещениях аккумуляторной, кислотной и шлюзе заземление светильников выполняют отдельной жилой (третьей) в питающем кабеле.

Рис. Ш.9. Внутренняя проводка заземления в узле связи (сечение шин берется по расчету)

Заземляющие устройства. Нормы и правила проектирования | Электропитающие устройства железнодорожной автоматики, телемеханики и связи | Расчет заземляющих устройств