Гл 9 профилактические испытания заземляющих устройств. Методика испытания заземляющих устройств

Страница 4 из 4

8-9. ПРОВЕРКА ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Повреждения заземляющей проводки - наиболее частые случаи при авариях от неисправности заземления, так как части электроустановок, подлежащие заземлению, оказываются незаземленными или заземленными через недопустимо большое сопротивление. Поэтому кроме испытания заземляющих электродов необходимо вести систематический контроль за состоянием заземляющей проводки. Исправность заземляющей проводки устанавливается путем проверки механической прочности контактов в местах соединения заземляющих проводников и их присоединения к заземляемым частям установок; электрического сопротивления проводки и ее контактов.
Как правило, такая проверка осуществляется без отключения заземленного электрооборудования. При вводе заземления в эксплуатацию (впервые или после реконструкции), кроме указанного выше, необходимо также проверять соответствие требованиям Правил сечений заземляющей проводки, правильности присоединения заземляющих частей электроустановок к магистрали заземления и окраски заземляющих проводников. Проверка механической прочности контактов заземляющей проводки производится до измерения сопротивления путем простукивания их молоточком, что не должно вызвать нарушения механической связи между соединенными частями проводки, если контакты обладают достаточной прочностью.

Сопротивление заземляющей проводки обычно составляет десятые доли ома на ветвь, поэтому для проверки его следует пользоваться лишь приборами, позволяющими измерять малые сопротивления при небольших напряжениях (например, измеритель типа МС-08 или омметры и мосты постоянного тока).
Измерения проводят для того, чтобы убедиться, что сопротивление заземляющей проводки не превышает допустимых пределов. При наличии разветвленных магистралей заземления проверка сопротивления производится в два этапа:
1) проверка сопротивлений проводников, связывающих отдельные участки заземляющей магистрали с тем участком, который имеет непосредственную связь с заземлителем;
2) проверка сопротивления участков сети между заземляемыми электроустановками и ранее проверенными участками магистрали заземления.
При измерении сопротивления заземляющей проводки с помощью измерителя заземления (например, МС-08) роль вспомогательного электрода ВЭ и зонда 3 одновременно выполняет измерительный щуп (обычно трехгранный напильник с изолированной рукояткой). Перед измерением к испытуемому участку заземляющей магистрали присоединяют два коротких изолированных проводника, вторые концы которых подключают: один - к токовому зажиму I 1, другой - к потенциальному зажиму прибора V 1 (рис. 8-12-8-14). Перемычка между зажимами 4 и V 1 отсоединяется ввиду измерения малых сопротивлений, соизмеримых с сопротивлением соединительных проводов. К зажимам I 2 и V 2 прибора подключаются соответственно «токовый» и «потенциальный» измерительные провода, вторые концы которых присоединяются к щупу. Длина измерительных проводов выбирается в зависимости от расположения испытуемых объектов, но не более 100 м. Щуп присоединяется к магистрали заземления в различных точках, тем самым позволяет определить сопротивление соответствующих участков магистрали R пр. изм при помощи прибора. Принципиальная схема для измерения сопротивления заземляющей проводки представлена на рис. 8-12. До начала измерений необходимо компенсировать сопротивление соединительных проводов. Если результаты измерений (R пр. изм) не будут превышать допустимых сопротивлений заземляющей проводки (R пр), то проводку можно считать исправной. Если R пр.изм больше или равно R пр, то заземляющая проводка имеет повреждения, которые следует устранить.
Измерение распределения потенциалов вокруг заземлителей . Характер распределения потенциалов на поверхности земли вокруг заземлителей при прохождении тока в значительной мере предопределяет защитное действие заземления. По кривой распределения потенциалов можно оценить напряжения прикосновения U пр и шага U ш. Характер кривой распределения потенциалов вокруг заземлителей зависит в основном от формы заземляющих электродов, от глубины их заложения и взаимного расположения и почти не зависит от удельного сопротивления грунта и тока, проходящего через заземлители.
Потенциалы на поверхности земли могут измеряться при помощи вольтметра или определяться с помощью измерителей заземления или мостов.



Рис. 8-13. Схемы измерения потенциалов вольтметром.

1. Определение потенциалов при помощи вольтметра.

Схема измерения этим методом представлена на рис. 8-13, а.

Она аналогична схеме измерения сопротивления по методу амперметра - вольтметра с тем отличием, что зонд помещается не в зоне нулевого потенциала, а в той точке земли, потенциал которой необходимо определить. Расстояния между испытуемым заземлением и вспомогательными электродами должны удовлетворять требованиям . В схеме 8-13, a вольтметр включен между испытуемым заземлителем X (точка 0) и зондом З , расположенным в точке 1, потенциал которой

где V 1 - полный потенциал испытуемого заземления при измерительном токе, для определения которого зонд З помещается в зону нулевого потенциала;
V вт - напряжение, которое покажет вольтметр.
Отсюда, %,
(8-19)
Для того чтобы измерить потенциалы исследуемых точек земли непосредственно вольтметром (без вычислений), необходимо кроме переносного зонда З иметь неподвижный зонд З 0, расположенный в точке с нулевым потенциалом на участке CD (рис. 8-13, б). Вольтметр по этой схеме включается между зондами З и З 0 и показание его равно потенциалу исследуемой точки земли.
Измерения производят до получения устойчивых значений V 1, близких или равных нулю. Обычно результаты измерения представляют в виде поперечных кривых, изображающих распределение потенциалов, на поверхности земли вокруг заземлителей по наиболее интересным направлениям. Для поддержания постоянства измерительного тока в процессе измерения потенциалов исследуемых точек в измерительную цепь включают регулировочный реостат R и амперметр.

2. Измерение потенциалов измерителем заземления. Измерение производят по схеме рис. 8-14 в такой последовательности. Вначале зонд З помещают в точку с нулевым потенциалом (участок CD ) и измеряют сопротивление заземления по методу амперметра - вольтметра согласно выражению

где - полное падение напряжения на участке между испытуемым заземлением и точкой нулевого потенциала; V × - полный потенциал испытуемого заземления; I - ток, проходящий через заземление . Затем зонд З располагают в точке, потенциал которой следует измерить, и производят измерение сопротивления R 1, которое будет равно:
(8-20)
Из выражения для R x и (8-20) следует, что
(8-21)
Из уравнения (8-21) определяется напряжение, %,
(8-22)
Аналогично определяют потенциалы в других исследуемых точках поверхности земли и строят кривую распределения потенциалов.

Изучаем правила по порядку или находим то что интересует:

2.7.1. Настоящая глава распространяется на все виды заземляющих устройств, системы уравнивания потенциалов и т.п. (далее — заземляющие устройства).

2.7.2. Заземляющие устройства должны соответствовать требованиям государственных стандартов, правил устройства электроустановок, строительных норм и правил и других нормативно-технических документов, обеспечивать условия безопасности людей, эксплуатационные режимы работы и защиту электроустановок.

2.7.3. Допуск в эксплуатацию заземляющих устройств осуществляется в соответствии с установленными требованиями.

При сдаче в эксплуатацию заземляющего устройства монтажной организацией должна быть предъявлена документация в соответствии с установленными требованиями и правилами.

2.7.4. Присоединение заземляющих проводников к заземлителю и заземляющим конструкциям должно быть выполнено сваркой, а к главному заземляющему зажиму, корпусам аппаратов, машин и опорам ВЛ — болтовым соединением (для обеспечения возможности производства измерений). Контактные соединения должны отвечать требованиям государственных стандартов.

2.7.5. Монтаж заземлителей, заземляющих проводников, присоединение заземляющих проводников к заземлителям и оборудованию должен соответствовать установленным требованиям.

2.7.6. Каждая часть электроустановки, подлежащая заземлению или занулению, должна быть присоединена к сети заземления или зануления с помощью отдельного проводника. Последовательное соединение заземляющими (зануляющими) проводниками нескольких элементов электроустановки не допускается.

Сечение заземляющих и нулевых защитных проводников должно соответствовать правилам устройства электроустановок.

2.7.7. Открыто проложенные заземляющие проводники должны быть предохранены от коррозии и окрашены в черный цвет.

2.7.8. Для определения технического состояния заземляющего устройства должны проводиться визуальные осмотры видимой части, осмотры заземляющего устройства с выборочным вскрытием грунта, измерение параметров заземляющего устройства в соответствии с нормами испытания электрооборудования (Приложение 3).

2.7.9. Визуальные осмотры видимой части заземляющего устройства должны производиться по графику, но не реже 1 раза в 6 месяцев ответственным за электрохозяйство Потребителя или работником, им уполномоченным.

При осмотре оценивается состояние контактных соединений между защитным проводником и оборудованием, наличие антикоррозионного покрытия, отсутствие обрывов.

Результаты осмотров должны заноситься в паспорт заземляющего устройства.

2.7.10. Осмотры с выборочным вскрытием грунта в местах, наиболее подверженных коррозии, а также вблизи мест заземления нейтралей силовых трансформаторов, присоединений разрядников и ограничителей перенапряжений должны производиться в соответствии с графиком планово-профилактических работ (далее — ППР), но не реже одного раза в 12 лет. Величина участка заземляющего устройства, подвергающегося выборочному вскрытию грунта (кроме ВЛ в населенной местности — см. п. 2.7.11), определяется решением технического руководителя Потребителя.

2.7.11. Выборочное вскрытие грунта осуществляется на всех заземляющих устройствах электроустановок Потребителя; для ВЛ в населенной местности вскрытие производится выборочно у 2% опор, имеющих заземляющие устройства.

2.7.12. В местности с высокой агрессивностью грунта по решению технического руководителя Потребителя может быть установлена более частая периодичность осмотра с выборочным вскрытием грунта.

При вскрытии грунта должна производиться инструментальная оценка состояния заземлителей и оценка степени коррозии контактных соединений. Элемент заземлителя должен быть заменен, если разрушено более 50% его сечения.

Результаты осмотров должны оформляться актами.

2.7.13. Для определения технического состояния заземляющего устройства в соответствии с нормами испытаний электрооборудования (Приложение 3) должны производиться:

измерение сопротивления заземляющего устройства;

измерение напряжения прикосновения (в электроустановках, заземляющее устройство которых выполнено по нормам на напряжение прикосновения), проверка наличия цепи между заземляющим устройством и заземляемыми элементами, а также соединений естественных заземлителей с заземляющим устройством;

измерение токов короткого замыкания электроустановки, проверка состояния пробивных предохранителей;

измерение удельного сопротивления грунта в районе заземляющего устройства.

Для ВЛ измерения производятся ежегодно у опор, имеющих разъединители, защитные промежутки, разрядники, повторное заземление нулевого провода, а также выборочно у 2% железобетонных и металлических опор в населенной местности.

Измерения должны выполняться в период наибольшего высыхания грунта (для районов вечной мерзлоты — в период наибольшего промерзания грунта).

Результаты измерений оформляются протоколами.

На главных понизительных подстанциях и трансформаторных подстанциях, где отсоединение заземляющих проводников от оборудования невозможно по условиям обеспечения категорийности электроснабжения, техническое состояние заземляющего устройства должно оцениваться по результатам измерений и в соответствии с п. п. 2.7.9 — 2.7.11.

2.7.14. Измерения параметров заземляющих устройств — сопротивление заземляющего устройства, напряжение прикосновения, проверка наличия цепи между заземлителями и заземляемыми элементами — производятся также после реконструкции и ремонта заземляющих устройств, при обнаружении разрушения или перекрытия изоляторов ВЛ электрической дугой.

При необходимости должны приниматься меры по доведению параметров заземляющих устройств до нормативных.

2.7.15. На каждое находящееся в эксплуатации заземляющее устройство должен быть заведен паспорт, содержащий:

исполнительную схему устройства с привязками к капитальным сооружениям;

указание связи с надземными и подземными коммуникациями и с другими заземляющими устройствами;

дату ввода в эксплуатацию;

основные параметры заземлителей (материал, профиль, линейные размеры);

величину сопротивления растеканию тока заземляющего устройства;

удельное сопротивление грунта;

данные по напряжению прикосновения (при необходимости);

данные по степени коррозии искусственных заземлителей;

данные по сопротивлению металлосвязи оборудования с заземляющим устройством;

ведомость осмотров и выявленных дефектов;

информацию по устранению замечаний и дефектов.

К паспорту должны быть приложены результаты визуальных осмотров, осмотров со вскрытием грунта, протоколы измерения параметров заземляющего устройства, данные о характере ремонтов и изменениях, внесенных в конструкцию устройства.

2.7.16. Для проверки соответствия токов плавления предохранителей или уставок расцепителей автоматических выключателей току короткого замыкания в электроустановках должна проводиться проверка срабатывания защиты.

2.7.17. После каждой перестановки электрооборудования и монтажа нового (в электроустановках до 1000 В) перед его включением необходимо проверить срабатывание защиты при коротком замыкании.

2.7.18. Использование земли в качестве фазного или нулевого провода в электроустановках до 1000 В не допускается.

2.7.19. При использовании в электроустановке устройств защитного отключения (далее — УЗО) должна осуществляться его проверка в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя и нормами испытаний электрооборудования (Приложение 3).

2.7.20. Сети до 1000 В с изолированной нейтралью должны быть защищены пробивным предохранителем. Предохранитель может быть установлен в нейтрали или фазе на стороне низшего напряжения трансформатора. При этом должен быть предусмотрен контроль за его целостностью.

1. Проверка элементов заземляющего устройства.

Проверку следует проводить путем осмотра элементов заземляющего устройства в пределах доступности осмотра. Сечение и проводимость элементов заземляющегоустройства должны соответствовать требованиям ПУЭ и проектным данным.

2. Проверка цепи между заземлителями и заземляющими элементами.

Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала периодически должна производиться проверка целостности цепи между заземлителем и заземленным оборудованием. Проверяется целостность проводников, соединяющих аппаратуру с контуром заземления, надежность болтовых соединений, наличие у каждого аппарата непосредственной связи с магистралью заземления и заземленными металлическими конструкциями. Последовательное подключение оборудования, подлежащего заземлению, недопустимо.

Для проверки целостности заземляющей проводки применяют мост постоянного тока Р-333 и соединительные провода с известным сопротивлением. Подготовка и порядок работы с прибором:

• установить мост на горизонтальную площадку;
• присоединить к мосту соединительные провода;
• присоединить соединительные провода к заземлителю и заземляемому оборудованию;
• произвести замер сопротивления;
• разобрать схему;
• оформить результаты проверки протоколом.

3. Измерение сопротивления заземляющих устройств.

Сопротивление заземляющего устройства является суммой сопротивления заземлителя относительно земли и сопротивления заземляющих проводников.

Сопротивление заземлителя определяется отношением напряжения заземлитель-земля к току, проходящему через заземлитель в землю. Сопротивление заземлителя зависит от удельного сопротивления грунта, в котором находится заземлитель, типа, размера и расположения элементов, из которых выполнен заземлитель, количества и взаимного расположения заземлителей.

В различные периоды года вследствие изменения влажности, температуры грунта сопротивление заземлителя может меняться в несколько раз. Наибольшее сопротивление заземлители имеют зимой при промерзании грунта и в засушливое летнее время при его высыхании.

Измерение сопротивления заземлителей должно производится в периоды наименьшей проводимости грунта. Если измерения производятся при другом состоянии грунта, следует вводить рекомендованные поправочные коэффициенты, учитывающие состояние грунта в момент производства измерения и количество осадков, выпавших в предшествовавшее измерению время.

Повышающий коэффициент не вводится для заземлителей, находящихся во время измерения в промерзшем грунте или ниже глубины промерзания, а также для заземлителей, связанных с естественными заземлителями.

Существует несколько способов измерения сопротивления заземлителей. При каждом способе создаётся искусственная нагрузочная цепь через испытуемый заземлитель, для чего на некотором расстоянии от него сооружаются вспомогательные заземлители (потенциальный, токовый).

Испытываемый и вспомогательный заземлители присоединяются к источнику питания, и через грунт пропускают нагрузочный ток для измерения падения напряжения в заземлители в зоне нулевого потенциала забивается потенциальный электрод, называемый зондом.

Вспомогательные электроды должны располагаться на определённом расстоянии от испытуемого заземлителя и друг от друга.

В качестве вспомогательных заземлителей применяются стальные, неокрашенные электроды диаметром 10-20 мм, длиной 800-1000 мм. Один конец электрода заострён, на противоположном находится зажим для присоединения провода. Электроды забиваются в грунт на глубину не менее 0,5 м. Место забивки электродов должно быть выбрано с учетом прохождения кабельных трасс. Перед тем, как забивать электроды в землю, следует зачистить от ржавчины места их соединения с проводником.

Вспомогательные электроды следует забивать в землю прямыми ударами, не расшатывая их, чтобы не увеличивать переходное сопротивление между электродом и грунтом. Забивать вспомогательные электроды следует в твёрдый, естественный грунт, в местах, отдаленных от возможных проводящих предметов, находящихся в земле (кабели с металлической оболочкой, металлические трубы), так как они существенным образом влияют на характер растекания тока в земле. При большом удельном сопротивлении грунта места забивки вспомогательных электродов для уменьшения сопротивления увлажняются водой, раствором соли либо кислоты. В качестве вспомогательных заземлителей могут быть использованы металлические предметы, зарытые в землю (стальные пасынки опор, отрезки труб, одиночные заземлители), если они не связаны с испытуемым заземлителем и находятся от него на требуемом расстоянии.

Каждое отдельное заземляющее устройство должно иметь паспорт, содержащий схему устройства, основные технические и расчетные данные, сведения о произведённых ремонтах и внесённых изменениях.

Измерения проводятся прибором М-416. Прибор применяется для измерения больших и малых сопротивлений, как одиночных, так и сложных заземлителей.

Для проведения измерений необходимо иметь:

• прибор М-416;
• два стальных неокрашенных заземлителя диаметром 10-20 мм длиной 0,8-1м;
• четыре соединительных провода, два из которых длиной не короче 20 и 10 м соответственно;
• кувалду для заглубления заземлителей на глубину не менее 0,5м.

Порядок работы:

• Установить прибор на горизонтальную поверхность, открыть крышку.
• Присоединить зажимы 1,2,3,4 прибора к испытываемому заземляющему устройству и заземляющим электродам, заглубленным не менее чем на 0,5 м по одной из схем, представленных на рис. 1 - 4.
• Переключатель пределов измерения поставить в положение «Контроль 5 Ом».
• Нажать кнопку и ручкой «Реохорд» добиться установления стрелки индикатора на нулевую отметку. На шкале реохорда при этом должно быть показание 5±0,3 Ом.
• Переключатель пределов измерения установить в положение х1, нажать кнопку, и вращая ручку «Реохорд» добиться максимального приближения стрелки к нулю.

Результат измерения равен произведению показания шкалы реохорда на множитель(х1, х5, х20, х100).

4. Проверка состояния пробивных предохранителей в электроустановках до 1 кВ.

Проверка состояния пробивных предохранителей заключается в проверке целости фарфора, резьбовых соединений и крепления, качества заземления. Разрядные поверхности электродов должны быть чистыми и гладкими, без заусенцев и нагаров. Слюдяная пластинка должна быть целой и иметь толщину в пределах 0,08±0,02 мм при исполнении на 220-380 В и 0,21±0,03 мм - при исполнении на 500-600 В.

У собранного предохранителя измеряется сопротивление изоляции мегаомметром до 250 В, которое должно быть больше или равно 5-10 МОм.

Перед установкой предохранителя измеряется его пробивное напряжение. При исполнении на 220-380 В U проб = 351 - 500 В; при исполнении на 500-660 В - 701-1000 В. Для ограничения после пробоя сопровождающего тока в цепь предохранителя включается токоограничивающее сопротивление 5-10 кОм.

Если пробивное напряжение соответствует норме, то напряжение снижается и снова повышается до 0,75 U проб. Если при этом не наступает пробой, то испытательная установка отключается и повторно измеряется сопротивление изоляции. При существенном снижении сопротивления изоляции (более 30%) необходимо разобрать предохранитель, зачистить подгоревшие разрядные поверхности и повторить испытания, увеличив балластное сопротивление.

5. Проверка цепи фаза-нуль в электроустановках до 1 кВ с глухим заземлением нейтрали.

В установках до 1000В с глухим заземлением нейтрали ток однофазного короткого замыкания на корпус или нулевой провод должен обеспечивать надёжное срабатывание защиты. Проверку петли фаза - нуль следует производить измерением полного сопротивления петли фаза - нуль.

Измерение сопротивления петли фаза - нуль должно производиться на электроприёмниках наиболее мощных, а также наиболее удалённых от источника тока, но не менее 10% их общего количества. Измерение имеет целью определить истинное значение полного сопротивления петли фаза - нуль, оно должно быть таким, чтобы ток однофазного КЗ был достаточным для отключения повреждённой установки от сети.

После измерения полного сопротивления петли фаза–нуль рассчитывается ток однофазного короткого замыкания по формуле:

Iк.з.=Uф/Rф-0, где Uф - фазное напряжение сети, В;

Rф-0 - полное сопротивление петли фаза - нуль, Ом.

Измерения производятся прибором для контроля сопротивления цепи «фаза-нуль» М-417. Прибор предназначен для контроля величины сопротивления цепи «фаза-нуль» без отключения питающего источника с целью проверки наличия условия безопасности работы на электрооборудовании. С его помощью измеряется падение напряжения, пропорциональное сопротивлению цепи фаза - нуль, поэтому шкала прибора отградуирована в омах. Диапазон измерения 0,1-2 Ом. Основная погрешность 10% от длины рабочей части шкалы. Прибор обеспечивает автоматическое размыкание измеряемой цепи на время не более 0,3 с.

Прибор применяется в электроустановках, где имеется электрооборудование, работающее от сети переменного тока промышленной частоты напряжением 380 В с глухозаземленной нейтралью.

На время подключения прибора место не готовится, необходимо только отключить питающее напряжение контролируемого участка сети.

В случаях, когда по условиям эксплуатации невозможно отключить питающее напряжение, допускается подключение прибора без снятия напряжения. В этом случае прибор надежно соединяется с корпусом испытываемого оборудования, после чего второй зажим прибора подключается к фазному проводу. Присоединение прибора производится в диэлектрических перчатках. Время измерения прибором не должно превышать 4-7 секунд.

Подготовка и порядок работы:

• Установить прибор на горизонтальную поверхность, открыть крышку и вынуть соединительные провода.
• Ручку «Калибровка » установить в левое крайнее положение.
• Присоединить соединительные провода к зажимам прибора.
• Обесточить проверяемый участок цепи.
• Один провод с помощью пружинного зажима подсоединить к корпусу испытываемого объекта, обеспечив в месте соединения надежный контакт, а второй провод присоединить к одной из фаз сети.
• Подать напряжение на измеряемый участок сети. При отсутствии обрыва заземляющей цепи на приборе загорится сигнальная лампа. Если лампа не загорается, измерение производить запрещается.
• Нажать кнопку «Проверка калибровки ».
• Ручкой «Калибровка » установить указатель на нуль, отпустить кнопку.
• Нажать на кнопку «Измерение ». При сопротивлении цепи «фаза-нуль» больше 2 Ом загорается сигнальная лампа.
• Если сигнальная лампа не загорается, по шкале прибора произвести отсчет.
• Повторные измерения производить только после проверки калибровки

НТД и техническая литература:

• Правила устройства электроустановок, 6 изд., переработанное и дополненное, 1998.
• Правила устройства электроустановок Глава 1.8 Нормы приемосдаточных испытаний Седьмое издание
• Объем и нормы испытаний электрооборудования. Издание шестое с изменениями и дополнениями - М.:НЦ ЭНАС, 2004.
• Наладка и испытания электрооборудования станций и подстанций/ под ред. Мусаэляна Э.С. -М.:Энергия, 1979.
• Сборник методических пособий по контролю состояния электрооборудования. - М.: ОРГРЭС, 1997.
• Измерение электрических параметров земли и заземляющих устройств. Коструба С.И. - М.: Энергоатомиздат, 1983.
• Прибор М416. Техническое описание и инструкция по эксплуатации.
• Прибор М417. Техническое описание и инструкция по эксплуатации