Проектирование заземляющего устройства ПС 220кВ

дипломная работа

3.1 Общий технологический процесс ремонта, наладки, монтажа и обслуживания ЗУ

Монтаж наружного контура заземления и прокладка внутренней заземляющей сети производится по рабочим чертежам проекта заземляющего устройства.

Монтаж заземляющего устройства состоит из следующих операций: рытьё траншеи, установки вертикальных и горизонтальных заземлителей, прокладки заземляющих проводников, присоединения заземляющих проводников к заземлителям и электрооборудованию, обратная засыпка траншеи.

Выполнение пробивных работ, установка закладных частей, подготовка свободных отверстий, борозд и других проёмов, закладка проходных труб в стены и фундаменты, рытье земляных траншей для прокладки наружного контура заземления осуществляется на первой стадии подготовки к электромонтажным работам.

Рытьё траншеи осуществляется в соответствии с геометрией контура. В виду того, к ПС подведены и действуют подземные коммуникации (силовые кабели, кабели связи, трубы водоснабжения, канализации и т.д.) прокладка горизонтальных заземлителей с помощью мощных ножевых укладчиков запрещена, вследствие чего применяется ручной труд. После нахождения посредством выполнения шурфов, точных мест прохождения коммуникаций, можно рекомендовать применение микротраншеекопателей.

В соответствии с чертежами проекта ЗУ ПС 220кВ Проспект Испытателей, глубина траншеи должна быть не меньше 1 м и шириной 0,6 м. В местах заглубления вертикальных заземлителей выполняются приямки 0,6х0,6 м и глубиной 0,2 м.

Для заземлителей ПС 220кВ Проспект испытателей применена круглая сталь диаметром 16 мм. Длина вертикальных ввинчиваемых и вдавливаемых заземлителей 5 м.

Верх вертикальных заземлителей заглубляют на 1 м от уровня планировочной отметки земли. Над дном приямка заземлители должны выступать на 0,2 м для удобства приварки к ним соединительных горизонтальных круглых стержней в соответствии с рисунком 1.

Рисунок 1 - Установка вертикальных заземлителей

Вертикальные заземлители из круглой стали погружают в грунт ввёртыванием или вдавливанием. Вдавливание производится с помощью электромолотков или перфораторов типа SDS-max, например перфоратор MAKITA HR4010C. Ввёртывание выполняют с помощью механизмов и приспособлений, например: приспособления к сверлилке (ввертывание в грунт стержневых электродов), механизма ПЗД-12 (ввертывание в грунт электродов заземления). Наиболее распространены электрозаглубители, имеющие стандартную электросверлилку и редуктор, понижающий частоту вращения ниже 100 об/мин и соответственно увеличивающий крутящий момент на ввертываемом электроде. При пользовании этими заглубителями к концу электрода приваривают наконечник-забурник, обеспечивающий рыхление грунта и облегчающий погружение электрода. Выпускаемый промышленностью наконечник представляет собой заостренную на конце и изогнутую по винтовой линии стальную полосу шириной 16 мм. В монтажной практике применяются и другие типы наконечников для электродов.

Горизонтальные заземлители укладывают в траншею на глубине 1 м от уровня планировочной отметки земли. В местах пересечения с подземными сооружениями (кабелями, трубопроводами), а также в местах возможных механических повреждений защищают асбестоцементными или толстостенными полипропиленовыми трубами.

Вводы в здание ПС 220кВ Проспект Испытателей заземляющих проводников выполняются в двенадцати местах стальными проводниками тех же размеров и сечений, что и для соединения заземлителей между собой. Вводы заземляющих проводников в здание прокладывают в несгораемых неметаллических трубах, выступающих по обе стороны стены примерно на 10 мм.

У мест ввода заземляющих проводников в здания устанавливаются опознавательные знаки заземлителя. Расположенные в земле заземлители и заземляющие проводники не окрашивают.

Открыто прокладываемые голые заземляющие проводники располагаются вертикально, горизонтально или параллельно наклонным конструкциям зданий.

Перед прокладкой стальные проводники выправляют, очищают и окрашивают со всех сторон. На прямоугольных участках прокладки проводники не должны иметь заметных на глаз неровностей и изгибов.

Заземляющие магистральные проводники прокладывают по стенам на расстоянии 0,01-0,02 м от поверхностей на высоте 0,4-0,6 м от уровня пола. Расстояние между точками крепления 0,6-1,0 м. Проход через стены выполняют в открытых проёмах, несгораемых неметаллических трубах, а через перекрытия - в отрезках таких же труб, выступающих над полом на 30...50 мм.

Открыто проложенные заземляющие проводники должны иметь отличительную окраску: по зелёному фону полоски жёлтого цвета шириной 15 мм на расстоянии 150 мм друг от друга.

Каждый заземляемый элемент электроустановки должен присоединяться к заземляющей магистрали при помощи отдельного ответвления. Последовательное подключение к заземляющему проводнику нескольких заземляемых элементов запрещается. Подключение заземляющих проводников к корпусам аппаратов и машин выполняется сваркой или надёжным болтовым соединением. Для предотвращения ослабления контакта при сотрясениях и вибрациях устанавливаются контргайки, пружинные шайбы и т.д.

Контактные поверхности на заземляемом электрооборудовании в местах присоединения заземляющих проводников, а также контактные поверхности между заземленным оборудованием и конструкциями, на которых оно установлено, должны зачищаться до металлического блеска и покрываться тонким слоем вазелина.

Все соединения в цепях заземлителей выполняют сваркой внахлестку. Длина нахлестки должна быть равной двойной ширине проводника при прямоугольном сечении и шести диаметрам при круглом. При Т-образном соединении остальных проводников длина нахлестки определяется шириной стальной полосы. Способ соединения заземляющих проводников и подсоединения их к заземляющим болтам показан на рисунке 2.

Качество сварных швов проверяют осмотром, а прочность - ударом молотка массой 0,6 кг. Места приварки полосы к заземлителям покрывают разогретым битумом для защиты от коррозии. Расположенные в земле заземлители и заземляющие проводники не должны быть окрашенными. Окраску стальных проводников, а также опор для их крепления в наружных установках производят красками и эмалями, стойкими в отношении химических и атмосферных воздействий.

Рисунок 2 - Соединение и присоединение заземляющих проводников: а - соединение сваркой полосовой стали; б - соединение сваркой круглой стали; в - присоединение к заземляющему болту круглой стали; г - присоединение к трубопроводу полосовой стали сваркой.

Подключаемые нулевые защитные (заземляющие) проводники из цветных металлов (жилы кабелей и проводов) к узлам заземления приборов, щитов и др. оборудования должны быть оконцованы наконечниками. Естественные заземлители связываются с заземляющими магистралями электроустановки не менее чем двумя проводниками, присоединенными в разных местах. Соединение заземляющих проводников с протяжёнными заземлителями (трубопроводы) выполняются вблизи от вводов их в здания при помощи сварки или хомутов, контактная поверхность которых должна иметь доступ для обслуживания. Трубы в местах накладки хомутов зачищаются. Места и способы присоединения приёмников тока выбираются с таким расчётом, чтобы при разъединении трубопровода для ремонтных работ обеспечивалось непрерывное действие заземляющего устройства. У водомеров и задвижек устраивают обходные соединения. Гибкие перемычки, служащие для заземления металлических оболочек и брони кабелей, прикрепляются к ним бандажом из проволоки и припаиваются, а затем соединяются болтовыми контактами с кабельной заделкой (муфтой) и заземляющей конструкцией. Сечение гибких перемычек должны соответствовать сечениям заземляющим проводников, принятой ПС.

После монтажа заземлителей перед засыпкой траншей составляют акт освидетельствования скрытых работ, в котором расписываются представитель заказчика и монтажной организации. На чертежах исполнительной документации указываются привязки заземляющих устройств к стационарным ориентирам.

При выполнении обратной засыпки, траншея для горизонтального заземлителя сначала должна быть заполнены однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора, на глубину не менее 200 мм выше горизонтального заземлителя, а затем местным грунтом, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3 - Выполнение обратной засыпки

Во время обратной засыпки траншеи следует выполнять уплотнение (утрамбовку) засыпаемого грунта через каждые 200 мм. При невыполнении уплотнения засыпаемого грунта сопротивление растеканию тока заземления будет иметь повышенное значение вследствие того, что заземлитель окажется в разрыхлённом грунте и не будет иметь с ним нужного контакта. По мере усадки грунта и восстановления его естественной структуры сопротивление будет уменьшаться, но в тоже время могут образоваться провалы, т.е. вновь обозначится траншея.

После окончания всех монтажных работ в обязательном порядке производятся измерения, соответствует ли сопротивление заземления требованиям ПУЭ. Чаще всего измерения производят с использованием прибора МС-08 или методом амперметра и вольтметра.

Работа прибора МС-08, имеющего три шкалы (10…1000, 1…100 и 0,1…10 Ом), основана на принципе одновременного измерения тока и напряжения магнитоэлектрическим логометром. Логометром называется показывающий прибор, измеряющий отношение двух электрических величин, в большинстве случаев отношение двух токов.

Схема включения прибора МС-08 определяется предполагаемым значением сопротивления заземлителя. Для измерения больших сопротивлений его устанавливают как можно ближе к заземлителю и включают по схеме, рисунок 4а. Для измерения малых сопротивлений или в случае, если прибор невозможно установит вблизи заземлителя, снимают перемычку между клеммами I1 и E1, и включают прибор по схеме, рисунок 4б.

Рисунок 4 - Схема измерения прибором МС-08: (а) измерение больших сопротивлений; (б) измерение малых сопротивлений; 1 - переключатель; 2 - переменное сопротивление.

Вспомогательные электроды П забиваются на определенных расстояниях в плотный грунт на глубину не менее 0,5 м прямыми ударами и без раскачки.

Преимуществом измерения сопротивления заземления прибором МС-08 является независимость от сети переменного тока, что особенно важно при ремонтных и полевых работах. Кроме того, не требуется выполнения расчётов, т.е. измеряемое значение отсчитывается непосредственно по шкале. Недостатками прибора являются значительная масса (около 13 кг) и сравнительно высокая погрешность (до 12,5%).

Измерения сопротивления заземлителя с использованием амперметра, вольтметра и трансформатора производится в следующем порядке. В землю забивают электроды З и Зв (заостренные на концах стальные стержни длинной около 1м), отдельными проводами к заземлителю и этим электродам присоединяют амперметр и вольтметр, в соответствии с рисунком 5.

Рисунок 5 - Схема измерения сопротивления заземления с помощью амперметра и вольтметра: Р - реостат; Rx - сопротивление измеряемого заземлителя; Зв - заземлитель вспомогательный; З - зонд.

Вольтметром проверяют отсутствие напряжения между заземлителем и стержнем З. Если прибор показывает какое либо напряжение, изменяя направления разноса стержней или пропорционально увеличивая расстояние между ними, добиваются его нулевого значения. После этого полностью вводят реостат с сопротивлением R и включают в сеть трансформатор Тр. С помощью реостата постепенно увеличивают силу тока и следят за показаниями амперметра и вольтметра (одновременный отчет по приборам производится в момент, когда их показания можно зафиксировать с наибольшей точностью). По данным измерения рассчитывают сопротивление заземлителя, используя закон Ома.

Производят не менее трех измерений и для расчёта принимают среднеарифметическое полученных значений.

Преимущество такого измерения состоит в точности и возможности определения малых очень малых сопротивлений (до сотых долей ома); недостатками являются необходимость наличия двух измерительных приборов и трансформатора, влияние колебаний напряжения сети на точность измерения, отсутствие непосредственного отчёта и повышенная опасность для людей, производящих измерения. Этот метод в основном используется для измерения сопротивлений заземлителей электростанций и мощных районных трансформаторных подстанций.

При сдаче-приёмке в эксплуатацию смонтированного заземляющего устройства должна быть предъявлена следующая техническая документация:

- паспорт, содержащий схему заземления, а также основные технические данные о результатах проверки состояния заземляющего устройства, характере ремонтов и изменениях, внесенных в данное устройство. Схема заземления в паспорте должна быть в виде исполнительных чертежей проекта заземляющего устройства с изменениями, внесенными в процессе строительства. Данные о результатах проверки состояния заземляющего устройства в паспорте должны быть в виде актов освидетельствования скрытых работ по монтажу заземляющих устройств и присоединений к естественным заземляющим устройствам (форма №24 ВСН123-79/ММСС СССР), а также актов осмотра и проверки состояния открыто проложенных заземляющих проводников (форма №24);

- протоколы приёмо-сдаточных испытаний.

Обслуживание заземляющего устройства включает в себя осмотры и периодическое измерение сопротивления заземляющего устройства. Осмотр заземляющих устройств включает в себя проверку состояния контактных соединений заземляющих проводников, их крепления, степени воздействия на них коррозии, отсутствие нагрева. Внешний осмотр заземляющего устройства производится вместе с осмотром электрооборудования электроустановок.

Для определения технического состояния заземляющего устройства должны проводиться его осмотры с выборочным вскрытием грунта, измерение параметров заземляющего устройства в соответствии с нормами испытания электрооборудования. Осмотры с выборочным вскрытием грунта должны производиться в соответствии с графиком планово-профилактических работ, но не реже одного раза в 12 лет. Величина участка заземляющего устройства, подвергающегося выборочному вскрытию грунта, определяется решением технического руководителя.

При текущем ремонте заземлений производят замену неисправных элементов заземляющего устройства; затяжку ослабленных болтовых соединений; обновление окраски.

Капитальный ремонт заземлений, как правило, планируют заранее и проводят после тщательной подготовки к нему. Как исключение проводят внеочередные ремонты, необходимость в которых выявляется при измерениях, осмотрах и текущих ремонтах. При подготовке к капитальному ремонту изготовляют электроды заземления, заземляющие проводники, проверяют механизмы и приспособления, составляют график ремонта. Сопротивление контуров заземления проверяют в разное, в том числе и наиболее неблагоприятное, время года, так как измерения во влажном грунте и пересчёт с помощью приближенных сезонных коэффициентов не всегда дают точные результаты. Снижение сопротивления заземлений до нормы достигается при капитальном ремонте устройством дополнительных электродов или нового заземляющего контура. При этом местонахождение и конструкцию контура заземления определяют по исполнительным чертежам и актам скрытых работ, поэтому техническую документацию, получаемую эксплуатационной организацией при приёмке объекта в эксплуатацию, нужно хранить в течение всего срока его эксплуатации.

При планировании капитальных ремонтов рассчитывают примерный срок службы заземлителей, пользуясь результатами наблюдений за ними в конкретных условиях либо ориентировочными средними данными. Так, в обычных условиях, например на промышленных подстанциях, коррозия незащищенной стали заземлителей составляет в грунте в среднем примерно 2,5 мм за 10 лет.

Электроды заземления заменяют, не ожидая их полного разрушения. Для заземлителей из круглой стали расчёт срока замены ведется по уменьшению не диаметра, а массы вдвое, что возникает значительно раньше. Согласно действующим нормам элемент заземлителя должен быть заменен, если разрушено более 50 % его сечения.

Испытания заземляющих устройств проводят после окончания текущего и капитального ремонтов. При этом выполняют:

- измерение сопротивления заземляющего устройства;

- проверку непрерывности цепи в проводниках, соединяющих элементы оборудования с заземляющим устройством, методом простукивания легким молотком заземляющих проводников в местах их соединения или ответвления для определения механической прочности;

- измерение переходного сопротивления заземляющих проводников между оборудованием и контуром заземления.

Результаты измерений заносятся в паспорт заземляющего устройства.

Делись добром ;)