На электростанциях

Все материалы, рассмотренные в гл. 2 и § 10.2 без каких-либо ограничений могут применяться по отношению к электростан­циям.

Способы выполнения заземления. Как и на ПС высокою напряжения, контур заземления электрических станций служит для выполнения нескольких функций, среди которых основными являются ограничение напряжения прикосновения и шагового напряжения, способность восприятия токов КЗ и достижение хорошей ЭМС.

Несмотря на то, что указанные цели сильно взаимосвязаны, здесь мы будем рас­сматривать функцию обеспечения ЭМС, не затрагивая требования электробезопасно­сти, регулируемые существующими нацио­нальными и международными нормами.

В частности, поперечное сечение зазем­ляющих проводников вблизи электрообо­рудования высокого напряжения определя­ется уровнем токов КЗ на стороне высокого напряжения, при этом требуемое значение сечения медных проводников может превы­сить 1000 мм2.

Для обеспечения ЭМС достаточными являются сечения 100 мм при использова­нии стальных полос (прутков) или 70 мм² для медных проводов.

Наружный заземлитель должен распо­лагаться на всей площади электростанции. Шаг сетки зависит от установленного обо­рудования. Наружный контур заземления обычно проектируется в виде замкнутого кольца, прокладываемого вокруг каждого здания на глубине от 0, 5 до 1 м.

Заземляющие проводники в фундаменте прокладываются в самом нижнем слое бетона каждого здания с шагом сетки не более 10м.

Подстанции высокого напряжения, рас­положенные в непосредственной близости от электростанции, также должны связы­ваться с основным контуром заземления при помощи, по крайней мере, двух про­водников заземления. Это правило справед­ливо для всех установок (зданий, баков и т.п.), имеющих какую-либо электрическую связь с основной установкой, но не исполь­зующих тот же самый контур заземления.

Внешние системы молниезащиты. Сис­темы защиты от прямого удара молнии мо­гут основываться на хорошо известной электрогеометрической (ЭГ) модели, кото­рая, являясь частично эмпирической, под­тверждена на опыте. В модели учтены па­раметры молнии и требования электробезо­пасности, установленные национальными и международными стандартами.

Система защиты от прямого удара сос­тоит из молниеприемников, в которые про­исходят удары молнии, и определенного числа спускающихся вниз проводников (сетки), которые, кроме отвода тока молнии в землю, также действуют и как молние-приемники.

В настоящее время считают, что рассто­яние ориентировки d между головкой лиде­ра, развивающегося с облака, и местом уда­ра молнии в землю в момент, когда с земли начинает развиваться встречный лидер, связано с амплитудой импульса тока мол­нии в соответствии с выражением

где d выражено в метрах, l — в килоампе-рах.

Отсюда следует, что для заданного шага молниезащитной сетки справедливо следу­ющее: чем выше ожидаемое значение тока молнии, тем выше вероятность поражений молнией сетки.

332 Глава 10. СПОСОБЫ СНИЖЕНИЯ ПОМЕХ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЯХ И ПОДСТАНЦИЯХ

Известно, что вероятность протекания тока молнии значением до 8 кА составляет 90 %, кроме того, электрические и элект­ронные цепи внутри электростанции отно­сительно просто защитить от прямого воз­действия тока значением менее 8 кА, поэ­тому кажется вполне обоснованным реко­мендовать это значение тока молнии в качестве расчетного для выбора шага мол-ниезащитной сетки.

Подстановка в укачанную выше фор­мулу значения тока I = 8 кА дает нам рас­стояние d= 37 м.

На практике каждый край здания имеет молниеприемник; более того, каждый метал­лический объект, например вентиляцион­ные трубы и оборудование, парапет, сталь­ная арматура, присоединяется к молние-защитной системе, что приводит к умень­шению действительного шага сетки по сравнению с расстоянием ориентировки примерно до 20 м.

При необходимости здания, содержа­щие очень чувствительное оборудование (или оборудование, требующее очень высо­кого уровня безопасности), могут защи­щаться с помощью сетки с шагом, равным не более 15 м.

Все спускающиеся вниз проводники, число которых для заданного объекта не должно быть менее двух, следует присо­единять к кольцевому заземляющему кон­туру вокруг здания.

Кроме того, арматура бетонных стен и колонн должна иметь сварное (или другое надежное) соединение с заземлителем в фундаменте или с наружным контуром заземления вокруг здания внизу и с молниезащитной сеткой на крыше вверху. Стальные прутья могут использоваться в качестве спусков.

Правильный выбор шага сетки и числа проводников-спусков очень важен. Следует отметить, что расстояние между проводни­ками сетки внешней системы молниеза-щиты определяется не только вероятно­стью удара молнии при любом токе, но

также играет важную роль в определении распределения тока молнии и соответ­ственно наводимых помех в защищаемом пространстве.

Чем выше число проводников-спусков, тем меньше ток в каждом проводнике и тем меньше магнитное поле вблизи них.

Различные теоретические и практиче­ские исследования показали, что распреде­ление тока молнии по различным ветвям системы молниезашиты происходит, грубо говоря, обратно пропорционально длине этих ветвей при условии неизменности их поперечного сечения.

Это важное утверждение может быть очень полезным при расчете электромаг­нитных полей вблизи каждого заземляюще­го проводника, по которому возможно про­текание тока молнии или его части.

Каждая дымовая труба должна оборудо­ваться двумя проводниками-спусками и. по крайней мере, одним молниеприемником.

Следует следить за обеспечением на­дежного соединения (не менее двух про­водников сечением не менее 50 мм) между заземлителем трубы (обычно контур вокруг трубы) и контуром основного здания.

Хотя градирни не требуют такой же сте­пени защиты как другие здания, они также должны оборудоваться, по крайней мере, двумя (а лучше четырьмя) проводниками-спусками и на самом верху кольцом из шин заземления, к которому должна присоеди­няться бетонная арматура.

Защита дымовых труб и градирен по большей части имеет целью обеспечение общей защиты станции при значительных токах молнии (I» 8 кА), чем их собствен­ную защиту.

Общая философия выполнения заземле­ния внутри зданий и выравнивания потен­циалов заземлителя, рекомендуемая для современных электростанций, основыва­ется на создании трехмерной многократно замкнутой сети заземления по возможно­сти с выровненным потенциалом на всем ее протяжении.