Недоступность токоведущих частей

2.2 Недоступность токоведущих частей

Для исключения возможности опасного приближения к токоведущим частям, проектируемое ОРУ 110 кВ ограждено сетчатым забором высотой 2 м. Ограждение выполнено из сетки с размером ячеек мм. Вход на территорию ОРУ оборудован самозакрывающейся калиткой. Оборудование ОРУ установлено на железобетонных конструкциях высотой 0,9 м, что обеспечивает его недоступность, а также устраняет опасность приближения к частям, находящимся под напряжением. В ОРУ 110 кВ предусмотрен проезд вдоль выключателей для передвижных монтажно-ремонтных механизмов и приспособлений, а также передвижных лабораторий; габарит проезда 4 м по ширине и высоте. Минимальная высота, на которой расположены токоведущие части относительно земли согласно ПУЭ [4.2.58] равна 3,6 м. Высота подвеса ошиновки составляет 6 м и, следовательно, обеспечивается безопасное передвижение персонала обслуживающего ОРУ 110 кВ.

2.3 Блокировки безопасности

Распределительное устройство 110 кВ оборудовано оперативной блокировкой, исключающей возможность:

- включения выключателей на заземляющие ножи и короткозамыкатели;

- включения заземляющих ножей на ошиновку, не отделенную разъединителями от ошиновки, находящейся под напряжением.

На ОРУ 110 кВ применяется механическая оперативная, а также электромагнитная блокировка.

На заземляющих ножах линейных разъединителей со стороны линии установлена механическая блокировка с приводом разъединителя и приспособление для запирания заземляющих ножей замками в отключенном положении.

Питание цепей электромагнитной блокировки ОРУ – 110 кВ осуществляется выпрямленным напряжением с панели питания блокировки, которая имеет устройство контроля изоляции. Схема электромагнитной блокировки выполнена с учётом наличия у всех разъединителей электродвигательных приводов, а у всех заземляющих разъединителей ручных приводов. Блокировка осуществляется разрывом цепей управления привода при несоблюдении условий, при которых допустимо оперирование. Применяются электромагнитные блокировки с одинаковым по конструкции замком и одним электромагнитным ключом.

Механическая блокировка между разъединителями и заземляющими ножами узловых трансформаторов напряжения и линейных трансформаторов напряжения ОРУ – 110 кВ, выполнена в виде дисков с вырезами, насаженных на валы приводов этих разъединителей. Эта блокировка не допускает включения заземляющих ножей при включённых главных разъединителях и наоборот.

2.4 Ориентация в электроустановках

Ориентация на ОРУ осуществляется следующими методами:

1. Маркировка электрооборудования (нанесение условных обозначений на схемы и схемы электрических соединений) служит для распознавания принадлежности оборудования.

Выполняется буквенно-смысловой и цифровой. Все элементы одного присоединения должны иметь один маркер.

2. Использование знаков безопасности – стороны чёрные или красные, фон желтый. Внутри изломанная стрела чёрного или красного цвета. Размещаются на порталах, корпусах оборудования, дверях ОРУ, опорах.

3. Соответствующее расположение и окраска токоведущих частей:

- фаза А – наиболее удаленная (желтый цвет);

- фаза В – средняя (зеленый цвет);

- фаза С – ближняя (красный цвет).

4. Световая сигнализация указывает на включённое или отключённое состояние электрооборудования. Применяется схема “на свет” – лампы питаются от сети оперативного тока.

3. Защитное заземление

Исходные данные для расчета защитного заземления ОРУ:

1. Номинальное напряжение заземленного оборудования U_н = 330 кВ.

2. Ток однофазного замыкания на землю I_з = 12920 А (из расчетов токов короткого замыкания на ОРУ напряжением 330 кВ).

3. Сеть выполнена с эффективно заземленной нейтралью.

4. Площадь занимаемая заземлителем S = 179 × 143 = 25597 м² (площадь территории ОРУ).

5. Расчетные удельные сопротивления верхнего и нижнего слоев земли r_рас1 = 100 Ом ·м (суглинок); r_рас2 = 40 Ом·м (глина). Толщина верхнего слоя H = 1,8 м.

6. В качестве естественных заземлителей используем систему трос-опоры трёх отходящих от ОРУ воздушных линий напряжением 330 кВ на металлических опорах с длиной пролета L= 325 м. Каждая линия имеет n_тр = 2 грозозащитных троса сечением S_тр = 50 мм².

Расчёт

Определим требуемое сопротивление заземлителя. Согласно ПУЭ для сети с эффективно заземленной нейтралью заземляющее устройство, которое выполняется с соблюдением требований к его сопротивлению, должно иметь в любое время года сопротивление не более 0,5 Ом, включая сопротивление естественных заземлителей. Примем допустимое значение заземляющего устройства 0,5 Ом. Напряжение на заземляющем устройстве при стекании с него тока замыкания на землю не должно превышать 10 кВ.

Определим сопротивление естественного заземлителя:

 Ом

где R_оп = 15 Ом - наибольшее допустимое сопротивление заземляющего устройства опор при удельном сопротивлении земли 100 Ом ·м [таб.2.5.22.,Л.4]. При сопоставлении R_е и R_з видно, что R_е > R_з (1,35> 0,5), следовательно, необходимо параллельно с естественным заземлителем установить искусственный заземлитель. Определим требуемое сопротивление искусственного заземлителя:

 Ом

Заземлитель выполняем из горизонтальных полосовых электродов сечением 4х40 мм и вертикальных стержневых электродов длиной  = 5м размещённых по периметру заземлителя, через 10 м диаметром d =12 мм; глубина заложения электродов в землю h = 0,8 м.

Составим схему заземления (рис.1).

М=1:1000

Рис. 1. План расположения заземлителей на территории ОРУ напряжением 330 кВ

По предварительной схеме определим суммарную длину горизонтальных и количество вертикальных электродов.

Суммарная длина горизонтальных полосовых электродов составляет 16 полос длиной 143 м и 11 полос длиной 179 м каждая (рис.1.):

L_г = 16 · 140 + 17 · 180 = 5300 м.

Число вертикальных стержневых электродов исходя из предварительной схемы: n_в = 64 шт.

Составим расчётную модель заземлителя в виде квадратной сетки с площадью равной площади предварительной схемы заземления S = 25200 м². Длина одной стороны модели будет  м.

Количество ячеек по одной стороне расчётной модели заземлителя:

 шт.

Примем m=16 шт.

Уточним суммарную длину горизонтальных электродов:

 м

Длина стороны ячейки модели:

 м

Расстояние между вертикальными электродами:

 м

Суммарная длина вертикальных электродов:

L_в = n_в · L_в = 64 · 5 = 320 м

Относительная глубина погружения в землю вертикальных электродов:

Относительная длина верхней части вертикальных электродов:

Расчётное эквивалентное удельное сопротивление грунта:

 Ом·м

где показатель степени к определяется по формуле:

поскольку 1<

Расчётное сопротивление искусственного заземлителя:

 Ом

где коэффициент А определяется по формуле, поскольку 0<t_отн<0,1.

А = 0,444 – 0,84 · t_отн = 0,444 – 0,84 · 0,037 = 0,413

U_з = I_з • R_з = 12,92• 0,134 = 1,735 кВ < 10 кВ

Такое значение напряжения допустимо, так как не превышает 10 кВ [ПУЭ].

Напряжение прикосновения:

U_пр = I_з·R_и·a_{1 ,}

где a₁= М(m)·Т^-m = 0,655·13,71^-2,5 = 0,001

 Ом

М(m) = 0,655 определено по [табл.10.8 Л.2]. По данной таблице построен график и по отношению μ = ρ₁/ρ₂ = 100/40=2,5 определено М(m):

U_пр = 12920 • 0,134 • 0,001 = 1,731 В

Условие U_пр = 1,731 В < U_пр.доп. = 500 В выполняется,

где U_пр.доп. – наиболее допустимое напряжение прикосновения при аварийном режиме в электроустановках переменного тока напряжением выше 1000 кВ (продолжительность воздействия тока до 0,1 с),

Проверим заземлитель на термическую стойкость.

Поверхность соприкосновения заземлителя с грунтом:

где а₁ и b₁ – ширина и толщина горизонтальных полос, м.

 ,

где r - удельное сопротивление грунта в наиболее сухой период, принимаем равным эквивалентному сопротивлению r_э = 48,354 Ом·м;

t = 0,08 с - длительность замыкания на землю во время срабатывания защиты, принимаем равным времени отключения выключателя (ВВД-330Б-40/3150У1).

Получили, что S_з = 497,82 м² > S_р = 3,05 м² выполняется.

Проверим горизонтальные проводники по минимальному допустимому сечению. Согласно ПУЭ:

 мм²

где а = 21 – постоянный множитель (для стали а=21);

Q - допустимая температура кратковременного нагрева [ПУЭ].

Горизонтальная полоса проходит контроль по термической стойкости, так как

S=4x40=160 мм² > 39,87мм²

Таким образом, искусственный заземлитель ОРУ 330 кВ должен быть выполнен из горизонтальных пересекающихся полосовых электродов сечением 4 х 40 мм общей длинной не менее 5397,33 м и вертикальных стержневых электродов в количестве не менее 64 шт. диаметром 12 мм, длиной по 5 м, по периметру заземлителя. Глубина погружения электродов в землю 0,8 м. При выполнении этих условий сопротивление  искусственного заземлителя не будет превышать 0,134 Ом.

электрический ток опасность поражение

4. Электрозащитные средства

На ОРУ напряжением 110 кВ применяются следующие электрозащитные средства:

Основные:

—  штанга измерительная универсальная ШИУ – 110 – 2 шт.;

Дополнительные:

—  диэлектрические боты – 4 пары;

—  диэлектрические перчатки – 4 пары;

—  защитные очки – 4 шт.;

—  переносные заземления – 4шт.;

—  переносные ограждения (щиты) – 4 шт.;

—  плакаты безопасности – 4 комплекта;

—  предохранительные монтёрские пояса – 2 комплекта.

Предохранительные монтёрские пояса предназначены для обеспечения безопасности обслуживающего персонала при работах на высоте.