"Новости Электротехники №2(32)" Ганноверская промышленная ярмарка

< Предыдущая ] [ Следующая >

Журнал №2(32) 2005

С 22 по 25 марта на базе Сибирской энергетической академии и Новосибирского государственного технического университета состоялась Вторая Российская конференция по заземляющим устройствам.
В ней приняли участие представители большинства регионов России, а также специалисты из Казахстана, Латвии, Польши, Украины. Они представляли специализированные предприятия по заземляющим устройствам, учебные, научные и проектные институты, строительно-монтажные и эксплуатационные организации. По просьбе редакции о конференции рассказывают ее организаторы – Юрий Викторович Целебровский и Алексей Леонидович Зоричев.

ВТОРАЯ РОССИЙСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ЗАЗЕМЛЯЮЩИМ УСТРОЙСТВАМ

Развитие теории и практики продолжается

Юрий Целебровский, д.т.н., профессор Новосибирского государственного технического университета
Алексей Зоричев, ведущий специалист ЗАО «ТЭЗИЗ», г. Санкт-Петербург

ОСНОВНЫЕ ТЕМЫ КОНФЕРЕНЦИИ

На конференции обсуждались:

действующие нормативные документы;
методы расчета и проектирования заземляющих устройств, а также изысканий под заземляющие устройства;
характеристики заземлителей на высокой частоте и при стекании токов молнии;
коррозия и долговечность заземлителей;
конструктивное исполнение заземляющих устройств электрических станций, подстанций, линий электропередачи, объектов связи.

Также немалое внимание было уделено методам эксплуатационного контроля, типам и помехозащищенности измерительной аппаратуры, особенностям выполнения заземления и зануления на промышленных предприятиях и в административных зданиях.
Представители таких известных в сфере энергетики, заземления, молниезащиты и электромагнитной совместимости организаций, как ООО «НПФ ЭЛНАП» (Москва, Санкт-Петербург), ООО «ЭЗОП» (Москва), ООО «Заземление» (Новосибирск), НПП «Электрокорр» (Новосибирск), ЗАО «ТЭЗИЗ» (Санкт-Петербург), фирмы Galmar (Польша), рассматривали как теоретические аспекты улучшения параметров заземляющих устройств, так и практические результаты применения новых методик расчетов, измерений и технологий в данной области.
Большой интерес участники конференции проявили к новым научным исследованиям, результаты которых были озвучены в целом ряде выступлений. Несколько докладов были посвящены вопросам геофизических исследований грунтов и методам оценки их удельных сопротивлений в районах трасс прокладки высоковольтных линий электропередачи. Серьезные обсуждения развернулись вокруг темы заземления различных энергетических объектов (электрических станций, подстанций и их элементов).

Рассматривались и общие вопросы, связанные с коррозионной стойкостью заземляющих устройств из различных материалов, вопросы диагностики и контроля состояния заземлителей, а также состояние отечественной нормативной базы и ее соответствие международным нормам.
Обсудив представленные доклады, участники конференции пришли к выводу о возрастающей роли заземляющих устройств в обеспечении надежной работы электроустановок, а также объектов промышленности и связи. Было отмечено, что, например, электромагнитная совместимость устройств автоматики и связи на 60–80% обеспечивается правильным выполнением системы заземления.

РЕШЕНИЕ КОНФЕРЕНЦИИ
1. Развитию теории и практики заземлений в последние годы активно способствовало создание и укрепление специализированных организаций по заземляющим устройствам: НПФ «ЭЛНАП» (Москва, Санкт-Петербург), «ЭЗОП» (Москва); «Заземление» (Новосибирск); НПП «Электрокорр» (Новосибирск), «ТЭЗИЗ» (Санкт-Петербург).
Теоретические и прикладные НИР по заземляющим устройствам ведутся в ряде российских НИИ («ЭНИН», «ВНИИЭ», «НИИПТ») и вузов (МЭИ, НГТУ, СГТУ, Ю-УГТУ, КГЭУ, ВИТУ, ИГЭУ и др.).
Растет число строительно-монтажных организаций, квалифицированно выполняющих работы по монтажу и ремонту заземляющих устройств («ЭЛСИ-Электромонтаж», Новосибирск; «Татэлектромонтаж», Казань; СМО «Ладога», Санкт-Петербург).
2. В то же время остаются актуальными большинство вопросов, поставленных Первой Российской конференцией по заземляющим устройствам в 2002 г.
3. Седьмая редакция Правил устройства электроустановок не отвечает в полной мере современным требованиям к заземляющим устройствам по электробезопасности и обеспечению электромагнитной совместимости.
4. Методические указания по контролю состояния заземляющих устройств электроустановок (РД 153-34.0-20.525-00) содержат существенные опечатки и требуют пересмотра и дополнения.
5. Для проектных организаций не существует отвечающих современным требованиям и уровню знаний Руководящих указаний по проектированию заземляющих устройств, а также систем автоматизированного проектирования.
6. В то же время роль заземляющих устройств в обеспечении надежной и безопасной работы электроустановок возрастает в связи с расширяющимся внедрением современных средств защиты, автоматического управления, телемеханики и связи. Заземляющие системы действующих крупных электроустановок, выполненные по старым нормам, в большинстве случаев не соответствуют современным требованиям. Положение усугубляет коррозия заземляющих устройств.

ОСНОВНЫЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ КОНФЕРЕНЦИИ
1. При очередном изменении нормативных документов внести в них положения по обеспечению электробезопасности и электромагнитной совместимости:

в гл. 1.7 ПУЭ «Заземление и защитные меры безопасности» закрепить нормирование напряжения на заземляющем устройстве электроустановки выше 1 кВ с изолированной нейтралью при увеличении сопротивления заземляющего устройства в грунтах с высоким сопротивлением. Упростить требования к заземляющим устройствам этих электроустановок в кабельных сетях;
в разделе «Заземлители» гл. 1.7 ПУЭ «Заземление и защитные меры безопасности» исключить применение оцинкованной горячим способом стали в связи с ее низкой коррозионной стойкостью. Вместо оцинкованной стали предложить внести в ПУЭ омедненную гальваническим способом сталь;
в гл. 3 ПУЭ «Защита и автоматика» внести требования к заземляющим устройствам, определяемые условиями электромагнитной совместимости.

2. В ближайшее время пересмотреть и дополнить Методические указания по контролю состояния заземляющих устройств электроустановок (РД 153-34.0-20.525-00), учтя при этом:

области использования различных схем измерения;
пересмотр состава измерительной аппаратуры;
неэквипотенциальность крупных заземляющих устройств;
особенности измерений заземляющих систем электрических станций;
особенности измерений в местах городской и промышленной застройки и др.

3. Добиться соответствия в документах, регламентирующих работу заземляющего устройства, в части:

требований к заземляющим устройствам (гл. 1.7 , 2.5 , 4.2 и др. главы ПУЭ);
правил их эксплуатации;
норм испытаний (гл. 1.8 ПУЭ «Объем и нормы испытаний электрооборудования);
методик испытаний (РД 153-34.0-20.525-00) и т.п.

4. Считать необходимым использование опыта специализированных организаций при:

разработке и редактировании нормативной документации по заземляющим устройствам;
проектировании и экспертизе проектов заземляющих устройств крупных энергообъектов (электрические станции, подстанции напряжением 220 кВ и выше, мощные электроустановки потребителей), объектов промышленности и связи;
приемосдаточных испытаниях заземляющих устройств крупных энергообъектов, объектов промышленности и связи;
модернизации заземляющих устройств крупных энергообъектов, объектов промышленности и связи;
проведении ремонта и модернизации заземляющих устройств действующих энергообъектов, объектов промышленности и связи.

5. Следующую конференцию по заземляющим устройствам рекомендовано провести в 2007 г. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ИЗМЕНЕНИЯМ ПУЭ 7-ГО ИЗДАНИЯ

НОРМИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ НА ЗАЗЕМЛЯЮЩЕМ УСТРОЙСТВЕ
Базовые нормы параграфа 1.7.96 определяют предельное значения напряжения на заземляющем устройстве 250 В. Однако при нормировании заземляющих устройств в грунтах с высоким удельным сопротивлением этот принцип нормирования напряжений на ЗУ не используется и речь идет только о возможности увеличения сопротивления.
При максимально возможном сопротивлении 40 Ом (для подстанции 6...35/0,4 кВ) и при токе замыкания 10 А на нулевом защитном проводнике и зануленных корпусах оборудования появляется напряжение 400 В. При длительном замыкании на землю это многократно увеличивает вероятность поражения людей и животных.
Развитие электрических сетей в северных районах России делает описанные ситуации всё более и более вероятными. Если весь предшествующий опыт говорит об отсутствии поражений при установленных нормах (125 и 250 В), то это следует закрепить и для электроустановок в грунтах с большим удельным сопротивлением.
В соответствующие параграфы ПУЭ необходимо внести следующие изменения и дополнения (здесь и далее выделены в тексте):

1.7.101 (последний абзац):
При удельном сопротивлении r земли более 100 Ом•м допускается увеличивать указанные выше нормы в 0,01r раз, но не более десятикратного, за исключением заземляющих устройств, используемых одновременно для электроустановки напряжением выше 1 кВ. В последнем случае увеличение сопротивления возможно лишь до значения, при котором напряжение на заземляющем устройстве при расчетном токе замыкания на землю не будет превышать 125 В.
1.7.108 (последний абзац):
При этом увеличение требуемых настоящей главой сопротивлений должно быть таким, чтобы напряжение на заземляющем устройстве не превышало:

для электроустановок напряжением выше 1 кВ сети с эффективно заземленной нейтралью – значений, указанных в 1.7.89 (5–10 кВ),
для электроустановок напряжением выше 1 кВ сети с изолированной нейтралью – 250 В.

Обеспечение электробезопасности при выносе потенциала
1.7.96 (новый абзац):
При использовании заземляющего устройства одновременно для электроустановок напряжением до 1 кВ или для устройств связи и телемеханики с выходящими за пределы подстанции коммуникациями сопротивление заземляющего устройства не должно превышать значения R = 125 / I, где I – расчетный ток замыкания на землю, А.
1.7.98:
При соединении концевых опор ВЛ с РУ кабельными вставками, в площадь, охватываемую контуром, должны входить эти концевые опоры.

НОРМИРОВАНИЕ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ ПОДСТАНЦИЙ В КАБЕЛЬНЫХ СЕТЯХ
В кабельных сетях оболочки и броня кабелей подсоединяются к заземляющему устройству подстанций. В результате в кабельных сетях с изолированной нейтралью токи однофазного замыкания через землю практически не протекают, так как замыкаются через емкости неповрежденных фаз, которые, по сути, есть емкости между фазами и металлической оболочкой. Следовательно, ток замыкания, попадая на оболочку, следует через емкость «оболочка–фаза» к здоровым фазам и по ним – к трансформатору, а в грунт практически не стекает. Отсутствие заметных токов в земле делает бессмысленным нормирование сопротивления заземляющих устройств подстанций 6–35 кВ в кабельных сетях, а следовательно, и его проверку. Проверке и контролю подлежат лишь соединения оболочек с заземляющей шиной подстанции, которые должны выдерживать токи двойных замыканий.
Для отражения этого положения в ПУЭ необходимо пересмотреть и дополнить целый ряд параграфов главы 1.7.

ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА. ТРЕБОВАНИЯ К СОПРОТИВЛЕНИЮ И КОНСТРУКТИВНОМУ ИСПОЛНЕНИЮ
Накопленный опыт показал, что применение оцинкованных заземлителей не увеличивает их долговечность, и это положение ПУЭ следует исключить. Ниже предложена редакция соответствующих параграфов и таблицы.
1.7.111 (измененный 1-й абзац):
Искусственные заземлители могут быть из черной стали, стали, омедненной гальваническим способом, или медными. Далее по тексту.
1.7.112 (измененный 3-й абзац):
Применение заземлителей и заземляющих проводников из черной стали с гальваническим медным покрытием или медных.

Таблица 1.7.4.
Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле.

Работа конференции позволяет говорить о том, что российские cпециализированные организации по заземляющим устройствам cвоевременно создают необходимые программные и инструментальные средства, позволяющие контролировать и модернизировать системы заземления действующих и вновь сооружаемых электроустановок, приводя их в соответствие с новейшим силовым и вторичным оборудованием.
К сожалению, этого нельзя сказать о тех структурах, которые занимаются вопросами техрегламентов. Нормативная база по заземляющим устройствам заметно устарела, но ни один из известных специалистов в области заземления не приглашены для работы над её совершенствованием. Такое положение необходимо срочно исправлять, ибо заземляющие устройства обеспечивают электробезопасность и надежное функционирование электроустановок.

ДАЙДЖЕСТ ДОКЛАДОВ НА КОНФЕРЕНЦИИ

Доктор Варшавского университета технологии М. Лобода доложил о международных стандартах по качеству электродов заземления, описывающих требования к механическим и электрическим характеристикам электродов, соединительных деталей и к адгезионным испытаниям медных покрытий. Кроме того, им представлены экспериментальные данные по коррозионным испытаниям электродов из разных материалов. Также он описал новую технологию создания заземляющих устройств на основе омедненных стальных стержней, которую широко используют не только в Польше и Европе в целом, но и во всем мире.

Инженер СМО «Ладога», г. Санкт-Петербург, К.В. Корабельников поделился положительным опытом устройства «донных» заземлителей в озерах, расположенных в районах со скальными грунтами.

Профессор Новосибирского государственного технического университета Ю.В. Целебровский проанализировал требования к заземляющим устройствам электроустановок напряжением 6–35 кВ и доказал крайнюю необходимость их пересмотра в свете современных требований к устройствам, обеспечивающим электробезопасность.

Специалист ОАО «Свердловэнерго» О.Г. Шишкина остановилась на недостатках нормативных документов по нормированию заземляющих устройств и по методам их диагностики, подчеркнув, что в большинстве случаев пересмотр этих документов производится без учета мнений эксплуатирующих организаций.

Научный сотрудник Новосибирского государственного технического университета С.В. Нестеров представил математическую модель системы сложных неэквипотенциальных заземлителей и расчетную программу, позволяющую рассчитывать параметры такой системы при любой её конфигурации в грунтах с неоднородными электрическими параметрами.

Группа инженеров, представляющих НГТУ, ООО «Заземление» и НПП «Электрокорр», г. Новосибирск, представила перспективный метод оценки значений удельного сопротивления грунта на существующих и проектируемых трассах ВЛ, основанный на применении авиационной гамма-съемки (подробнее см. стр. 128. – Ред.).

Представители ООО «ЭЗОП», г. Москва, М.Б. Кузнецов и М.В. Матвеев привели данные по сравнению результатов выполненного ими численного моделирования процессов растекания токов молнии по заземляющему устройству здания с экспериментальными данными, полученными в Университете Флориды при реальных молниях. Совпадение оказалось удовлетворительным.
Также М.В. Матвеев в еще одном выступлении подробно описал опыт своей организации по оценкам эксплуатационного состояния заземляющих устройств энергетических и промышленных предприятий и показал, что необходимость обеспечения электромагнитной совместимости современной аппаратуры приводит к появлению новых специфических требований к заземляющим устройствам.

Сотрудники НПФ «ЭЛНАП», г. Москва и г. Санкт-Петербург, выступили на конференции с несколькими докладами. В первом они обобщили обширный экспериментальный материал по импульсным характеристикам заземляющих устройств в различное время года, которые следует учитывать при проектировании и контроле заземляющих устройств.
В следующем выступлении был представлен экспериментально-расчетный материал по обследованию и реконструкции заземляющих устройств опор ВЛ 330 кВ. Затем специалисты НПФ «ЭЛНАП» рассказали о расчетно-экспериментальных методах диагностики заземляющих устройств и об опыте их применения, а также убедительно доказали, что основной причиной сбоев в работе объектов связи может быть нарушение топологии системы заземления, и привели примеры наиболее эффективных топологических схем.

Специалисты ООО «Энергосетьизыскания» и ОАО «НИИПТ», г. Санкт-Петербург, поделились своим опытом по комплексной разработке конструкций заземлителей опор ВЛ с использованием новых методов геофизических изысканий грунтов по трассе.

Представитель НПП «Электрокорр», г. Новосибирск, А.Г. Тарасов рассказал о методах оценки подземной коррозии заземляющих устройств и факторах, определяющих её интенсивность, что позволяет оценивать долговечность стальных заземлителей при их проектировании и в процессе эксплуатации.

Специалисты НИПИ «Молния», г. Харьков, проанализировали влияние электромагнитных помех промышленной частоты при измерениях напряжений прикосновения на электрооборудовании подстанции высокого напряжения, а также предложили меры по снижению этого влияния.

Представители ООО «Заземление», г. Новосибирск, экспериментально показали возможность использования токов несимметрии при измерениях больших заземляющих систем на примере Усть-Илимской ГЭС.

Ведущие научные сотрудники Казанского государственного энергетического университета и ОАО «Татэлектромонтаж» Ю.И. Солуянов и Р.Р. Тагиров представили методы учета зануляющих свойств строительного каркаса производственного здания при расчетах сопротивления петли «фаза–ноль» в промышленных сетях до 1 кВ системы TN-C с кабельными линиями.

Сотрудник Читинского государственного университета Л.В. Савицкий представил серию докладов своих коллег, посвященных требованиям к заземляющим устройствам и защитам от поражения при прикосновении к оборудованию в сетях 0,4 кВ.

Материалы докладов конференции собраны в сборнике «Вторая Российская конференция по заземляющим устройствам».

Сборник можно приобрести, обратившись по адресу: 630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, НГТУ, Ю.В. Целебровскому