3.36 система заземления (заземляющая система): Совокупность заземляющих устройств подстанции, открытых проводящих частей потребителя и нейтрального проводника в электроустановке до 1 кВ.
3.37 тип системы заземления: Показатель, характеризующий отношение к земле нейтрали трансформатора на подстанции и открытых проводящих частей у потребителя, а также устройство нейтрального проводника. Обозначение типов систем заземления — по ГОСТ 30331.2/ГОСТ Р 50571.2. Различают TN-, ТТ- и IT-системы, две первых из которых имеют заземленную нейтраль на трансформаторной подстанции, а третья — изолированную. TN-система по устройству нейтрального проводника в свою очередь делится на TN-S-, TN-C и TN-C-S-системы.
3.38 зануление: Преднамеренное электрическое соединение нейтральной проводящей части (нейтрального проводника) в электроустановке до 1 кВ с заземленной нейтралью трансформатора на подстанции.
3.39 нулевой рабочий проводник (N-проводник): Проводник в электроустановке до 1 кВ, предназначенный для питания однофазных электроприемников и соединенный с заземленной нейтралью трансформатора на подстанции.
3.40 защитный проводник (РЕ-проводник): Проводник в электроустановке до 1 кВ, предназначенный для целей безопасности и соединяющий открытые проводящие части у потребителя с заземляющим устройством.
3.41 совмещенный нулевой рабочий и защитный проводники (PEN-проводник): Проводник в электроустановке до 1 кВ, совмещающий в себе функции нулевого рабочего и защитного проводников.
442.1 Общие положения
442.1.1 Назначение
Требования настоящего стандарта предназначены для обеспечения электробезопасности людей и сельскохозяйственных животных, а также защиты электрооборудования в электрических установках до 1 кВ в случае замыкания на землю на стороне выше 1 кВ на трансформаторной подстанции, от которой электроустановка получает питание.
442.1.2 Напряжения замыкания
Напряжения замыкания на землю в электроустановке выше 1 кВ и вызванные этим замыканием ожидаемые напряжения прикосновения между открытой проводящей частью и локальной землей в электроустановке до 1 кВ не должны превышать значений, определяемых соответственно по кривым F и Т на рисунке 44А для различных времен срабатывания защиты от замыканий на землю в электроустановках выше 1 кВ.
442.1.3 Критические напряжения
Критические напряжения, возникшие в электроустановке до 1 кВ из-за замыкания на землю в электроустановке выше 1 кВ, не должны превышать значений, приведенных в таблице 44А для различных времен срабатывания защиты от замыканий на землю в электроустановках выше 1 кВ.
Примечания
1 Критическое напряжение — это напряжение промышленной частоты, которое воздействует на электрическую изоляцию токоведущих частей электроустановки до 1 кВ в момент замыкания на землю в электроустановке выше 1 кВ.
2 Более высокие значения критического напряжения допустимы для электрооборудования до 1 кВ на трансформаторных подстанциях в случаях, когда изоляция отвечает условиям 442.3.
3 Применительно к электроустановкам сельскохозяйственных и животноводческих помещений следует вместо таблицы 44А пользоваться данными таблицы 1, приведенной в ГОСТ Р 50571.14.
Таблица 44А
|
Допустимое критическое напряжение на оборудовании электроустановки до 1 кВ, В |
Время отключения, с |
|
U0+ 250 |
Св. 5 |
|
U0 + 1200 |
До 5 |
|
Примечания 1 В ряде специфических случаев, например когда один из проводников линии электроустановки до 1 кВ имеет соединение с землей, то наибольшее напряжение в такой установке может быть не равным U0 и должно быть найдено путем выполнения расчетов. 2 Первая строка таблицы относится к электроустановкам до 1 кВ, связанным с электроустановками выше 1 кВ с малыми токами замыкания на землю и с большими временами срабатывания защиты от замыкания на землю, например к тем, у которых нейтраль заземлена через высокое индуктивное сопротивление. Вторая строка таблицы относится к электроустановкам, связанным с электроустановками выше 1 кВ с большими токами замыкания на землю и малыми временами срабатывания защиты от замыканий на землю, например к электроустановкам с эффективно заземленной нейтралью. Обе строки таблицы следует использовать при проектировании электроустановок до и выше 1 кВ для оценки надежности электрической изоляции оборудования при расчете временных перенапряжений, которые могут возникать при замыканиях на землю. 3 Такие временные перенапряжения могут иметь место в электроустановках до 1 кВ в случае размещения TN-системы за пределами устройства выравнивания электрических потенциалов электроустановки выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью и должны учитываться при проектировании путем выбора электрооборудования с электрической изоляцией различных уровней — основной, двойной, усиленной (особенно тогда, когда нейтральный проводник TN-системы присоединен к заземляющему и потенциаловыравнивающему устройствам электроустановки выше 1 кВ). Однако нет необходимости определять перенапряжения на электрооборудовании до 1 кВ, расположенном в электроустановке выше 1 кВ в пределах системы выравнивания электрических потенциалов и аналогичной системы внутри здания, даже если они связаны между собой нейтральными проводящими частями, например PEN-проводником TN-системы. |
|
442.2 Заземляющие устройства трансформаторных подстанций
На трансформаторной подстанции выполняют одно заземляющее устройство, к которому подсоединяют:
- заземляющие электроды;
- заземляющие проводники;
- потенциаловыравнивающие электроды;
- корпуса трансформаторов;
- металлическую броню кабелей напряжением выше 1 кВ;
- металлическую броню кабелей напряжением до 1 кВ, за исключением тех, у которых нейтральный проводник заземлен на независимый заземлитель;
- открытые проводящие части оборудования до и выше 1 кВ;
- сторонние проводящие части.
442.3 Требования, предъявляемые к заземляющим устройствам трансформаторных подстанций
Считается общепринятым, что требования, перечисленные в 442.4 и 442.5, будут автоматически выполнены для подстанций с малыми токами замыкания на землю, если имеет место хотя бы одно из условий 442.3.1 и 442.3.2. Если же ни одно из этих условий не выполнено, то необходимо следовать требованиям 442.4 и 442.5.
Применительно к электроустановкам сельскохозяйственных и животноводческих помещений, особенно когда речь идет об обеспечении электробезопасности сельскохозяйственных животных, которые по сравнению с человеком более чувствительны к действию электрического тока, необходимо учитывать условия, изложенные в ГОСТ Р 50571.14.
442.3.1 Условия, учитываемые при выполнении заземляющих устройств
С позиции обеспечения требований, предъявляемых к заземляющим устройствам трансформаторных подстанций, следует рассматривать следующие возможные варианты отходящих от подстанции кабельных линий, влияющих на общее сопротивление заземляющего устройства подстанции:
- один кабель напряжением выше 1 кВ длиной не менее 1 км, металлическая броня которого присоединена к заземляющему устройству трансформаторной подстанции;
- то же, напряжением до 1 кВ;
- несколько кабелей одного или различных напряжений (до и выше 1 кВ), металлические оболочки которых присоединены к заземляющему устройству трансформаторной подстанции, при условии, что их общая длина не менее 1 км.
442.3.2 Сопротивление заземляющего устройства
На выполнение требований 442.4 и 442.5 оказывают влияние различные условия, одним из которых является сопротивление естественных заземлителей открытых проводящих частей трансформаторной подстанции, не превышающее 1 Ом.
442.4 Требования, предъявляемые к заземляющим устройствам трансформаторных подстанций, с учетом типов применяемых заземляющих систем
442.4.1 Условные обозначения
В настоящем стандарте приняты следующие условные обозначения:
|
Im |
— |
часть тока замыкания на землю в электроустановке выше 1 кВ, который протекает через заземляющее устройство открытых проводящих частей трансформаторной подстанции; |
|
Id |
— |
часть тока замыкания на землю, который протекает через заземляющее устройство открытых проводящих частей электроустановки до 1 кВ у потребителя электроэнергии; |
|
R |
— |
сопротивление заземляющего устройства открытых проводящих частей трансформаторной подстанции; |
|
RА |
— |
сопротивление заземляющего устройства открытых проводящих частей электроустановки до 1 кВ у потребителя электроэнергии; |
|
RВ |
— |
сопротивление независимого заземляющего устройства; |
|
Z |
— |
полное сопротивление (импеданс) резистора или иных элементов, через которые подсоединяют нейтраль трансформатора к заземляющему устройству; |
|
U0 |
— |
фазное напряжение между проводами и нейтралью электроустановки до 1 кВ; |
|
U |
— |
напряжение между двумя фазными проводами электроустановки до 1 кВ (линейное напряжение); |
|
Uf |
— |
напряжение в электроустановке до 1 кВ между открытыми проводящими частями и землей (ожидаемое напряжение прикосновения) у потребителя электроэнергии, возникающее при замыкании на землю в электроустановке выше 1 кВ; |
|
U1 |
— |
критическое напряжение в оборудовании напряжением до 1 кВ трансформаторной подстанции; |
|
U2 |
— |
критическое напряжение в оборудовании напряжением до 1 кВ у потребителя электроэнергии; |
|
UL |
— |
максимально допустимое ожидаемое напряжение прикосновения к открытым проводящим частям электроустановки до 1 кВ у потребителя электроэнергии. |
442.4.2 TN-системы
a) В случаях, когда напряжение замыкания R х Im лежит во временных пределах, указанных на рисунке 44А, нейтральный проводник электроустановки до 1 кВ потребителя электроэнергии может быть подсоединен к заземляющему устройству открытых проводящих частей трансформаторной подстанции (см. TN-a на рисунке 44В).
Примечание— Если открытые проводящие части электроустановки до 1 кВ потребителя электроэнергии находятся в зоне действия системы выравнивания электрических потенциалов, ожидаемое напряжение прикосновения будет близко к нулю (см. раздел 413 ГОСТ 30331.3/ГОСТ Р 50571.3).
b) Если условие подпункта а) не выполняется, нейтральный проводник электроустановки до 1 кВ потребителя электроэнергии должен быть заземлен через электрически независимый заземлитель (см. TN-b на рисунке 44В). В этом случае применяют правила раздела 442.5.1.
442.4.3 ТТ-системы
a) Если напряжение R х Im замыкания на землю на стороне выше 1 кВ и продолжительность этого замыкания соответствуют требованиям таблицы 44А, нейтральный проводник электроустановки до 1 кВ может быть присоединен к заземляющему устройству открытых проводящих частей трансформаторной подстанции (см. ТТ-а на рисунке 44С).
b) В случае, когда условие подпункта а) не выполняется, нейтральный проводник электроустановки до 1 кВ должен быть заземлен на электрически независимый заземлитель (см. ТТ-b на рисунке 44С). В этом случае применяют правила раздела 442.5.1.
Если открытые проводящие части электроустановки до 1 кВ потребителя электроэнергии находятся в зоне действия системы выравнивания электрических потенциалов трансформаторной подстанции, то ожидаемые напряжения прикосновения к этим открытым проводящим частям стоящих на земле людей близки к нулю.
442.4.4 IT-системы
a) Когда напряжение замыкания R х Im, отключается за время, приведенное на рисунке 44А, открытые проводящие части электроустановки до 1 кВ потребителя электроэнергии могут быть подсоединены к заземляющему устройству открытых проводящих частей подстанции (см. рисунки 44D, 44J и 44К).
Если это условие не выполняется, то открытые проводящие части электроустановки до 1 кВ потребителя электроэнергии должны быть подсоединены к заземляющему устройству, электрически независимому от заземляющего устройства открытых проводящих частей трансформаторной подстанции (см. рисунки 44Е—44Н), либо у потребителя должно быть выполнено УВЭП.
b) Если открытые проводящие части электроустановки до 1 кВ потребителя электроэнергии заземлены с помощью заземляющего устройства, электрически независимого от заземляющего устройства трансформаторной подстанции, и когда соотношение между критическим напряжением (R х Im + U0) и временем отключения, данными в таблице 44А, соответствует оборудованию электроустановки до 1 кВ потребителя электроэнергии, полное сопротивление (импеданс) нейтрали системы низкого напряжения может быть подсоединено к заземляющему устройству открытых проводящих частей трансформаторной подстанции (см. рисунок 44Е).
Если не выполняется это условие, полное сопротивление нейтрали должно быть подсоединено через электрически независимый заземлитель (см. рисунки 44F и 44Н). В этом случае применяют правила 442.5.2.
442.5 Ограничение критического напряжения в оборудовании до 1 кВ трансформаторных подстанций
442.5.1 TN- и ТТ-системы
Если в системах TN и ТТ нейтральный проводник заземлен через заземляющее устройство, электрически независимое от заземляющего устройства открытых проводящих частей трансформаторной подстанции (см. TN-b на рисунке 44В и ТТ-b на рисунке 44С), критическое напряжение (R х Im + U0) должно отключаться в течение времени, зависящего от уровня изоляции оборудования напряжением до 1 кВ трансформаторной подстанции.
