«МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по обеспечению электромагнитной совместимости на объектах электросетевого хозяйства Стандарт организации Дата введения: 21.04.2010 ОАО ФСК ЕЭС 2010 Предисловие Цели и принципы стандартизации в ...»

- замены или оборудования новых отдельных систем; замены или установки новых устройств РЗА, связи и других систем.

Общими исходными данными для проведения оценки выполнения условий электромагнитной совместимости на подстанции являются:

- нормируемые параметры;

- электрическая оперативная схема, характеристики силового оборудования;

- результаты предпроектных изысканий;

- схема расположения оборудования с трассами прокладки кабелей цепей вторичной коммутации;

- расчетные значения токов однофазного (двухфазного) короткого замыкания на каждом из РУ 110 кВ и выше и токов двухфазного замыкания на РУ 6-35 кВ;

- характеристики оборудования систем оперативного постоянного тока и переменного тока.

6.5 В качестве нормируемых параметров должны быть приняты уровни испытательных электромагнитных воздействий (помехоустойчивость) для вторичного оборудования и устройств связи.

При проектировании заземляющих устройств дополнительно устанавливают допустимые токи в экранах, броне и оболочке кабелей цепей вторичной коммутации по условиям термической стойкости.

При проектировании молниезащиты устанавливают допустимые расстояния от заземляющего устройства молниеотводов до контрольных кабелей, чтобы исключить возможность перекрытия с заземляющего устройства на кабели при ударе молнии в молниеотводы.

Для системы электроснабжения напряжением 0,4 кВ переменного тока применяют нормируемые параметры по ГОСТ 13109 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».

6.6 Разработка проектных решений по обеспечению ЭМС вторичного оборудования и систем связи должна быть выполнена в соответствии с СТО 56947007-29.240.10.028-2009. «Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ (НТП ПС)».

Для обеспечения ЭМС вторичного оборудования и систем связи при разработке проекта осуществляют:

- предпроектные изыскания и сбор исходных данных;

- расчетную оценку уровней электромагнитных воздействий на вторичное оборудование и системы связи;

- сопоставление рассчитанных уровней электромагнитных воздействий с уровнями помехоустойчивости вторичного оборудования и устройств связи;

- разработку технических решений по снижению уровней электромагнитных воздействий до допустимых значений.

6.7 Критерием обеспечения ЭМС являются условия, при которых уровень всех видов электромагнитных воздействий ниже уровня помехоустойчивости вторичного оборудования и систем связи.

6.8 Применение Методических указаний предусматривает решение вопросов ЭМС при компоновке объекта, разработке проекта заземляющего устройства, молниезащиты, кабельной канализации, СОПТ и собственных нужд, а также разработку специальных мероприятий по защите от статического электричества и электромагнитных полей.

Рекомендуется следующий порядок решения вопросов ЭМС при проектировании подстанций.

а) Сбор исходных данных, необходимых для расчетов уровней электромагнитных воздействий, а также данных о помехоустойчивости вторичного оборудования и систем связи.

б) Компоновка подстанции с учетом рекомендаций, изложенных в разделе 7. После выполнения компоновки подстанции должны быть проведены расчетные оценки напряженности электромагнитных полей. Для приближенных оценок напряженности электромагнитных полей используют справочные данные Приложения В, а для точных расчетов специальные компьютерные программы (см. Приложение Г). Если уровень напряженности электромагнитных полей превышает допустимые значения по помехоустойчивости вторичного оборудования и систем связи, то должны быть рассмотрены решения по изменению компоновки.

в) Разработка проекта заземляющего устройства подстанции в соответствии с требованиями ПУЭ и с учетом рекомендаций раздела 8.

Расчеты напряжений и токов, воздействующих на вторичное оборудование и системы связи при КЗ с помощью компьютерной программы.

Сравнение полученных результатов расчетов с допустимыми значениями. При превышении допустимых значений разрабатывают мероприятия по усилению заземляющего устройства в соответствии с рекомендациями раздела 8.

г) Разработка проекта кабельной канализации с учетом рекомендаций раздела 9. Расчет уровней импульсных помех во вторичных цепях при коммутациях силового оборудования и КЗ с помощью компьютерной программы. Сравнение полученных результатов расчетов с допустимыми значениями. При превышении допустимых значений разрабатывают мероприятия по снижению уровней импульсных помех в соответствии с рекомендациями раздела 9.

д) Разработка проекта молниезащиты с учетом рекомендаций раздела 10. Расчет уровней импульсных помех во вторичных цепях при ударах молнии в молниеотводы с помощью компьютерной программы. Сравнение полученных результатов расчетов с допустимыми значениями. При превышении допустимых значений разрабатывают мероприятия по снижению уровней импульсных помех в соответствии с рекомендациями раздела 10.

е) Разработка проекта систем электропитания постоянного и переменного тока с учетом рекомендаций разделов 11 и 12.

ж) Применение мероприятий по защите от электромагнитных полей и разрядов статического электричества в соответствии с рекомендациями разделов 13-15.

Результаты расчетов уровней электромагнитных воздействий и разработанные мероприятия по обеспечению ЭМС вторичного оборудования и систем связи должны быть представлены в специальном разделе проекта по ЭМС. В разделе проекта по ЭМС должны быть приведены сравнительные данные по расчетным уровням электромагнитных воздействий и помехоустойчивости вторичного оборудования и систем связи. Примеры проектных решений по обеспечению ЭМС для различных подстанций приведены в Приложении И.

7 Компоновка оборудования, зданий и помещений 7.1 Уровень воздействий напряжений и токов промышленной частоты, электромагнитных полей и импульсных помех на вторичное оборудование зависит от решений по компоновке оборудования, зданий и помещений.

Обеспечение благоприятной ЭМО при компоновке позволяет снизить затраты на применение дополнительных мероприятий по защите от опасных электромагнитных воздействий.

7.2 Уровень напряжений и токов промышленной частоты, воздействующих на вторичное оборудование при коротких замыканиях на землю в первичных цепях, зависит от выбора места расположения здания ОПУ (РЩ,ГЩУ), АТ/Т на территории объекта. Особенно важно это учитывать на подстанциях с несколькими РУ разного класса напряжения.

Наибольшее значение напряжения, воздействующего на контрольные кабели и оборудование, определяют как разность потенциалов на ЗУ между местом КЗ и РЩ (ОПУ, ГЩУ). С ростом расстояния между РЩ (ОПУ, ГЩУ) и РУ возрастает и разность потенциалов. При ближнем внешнем КЗ на землю наибольший потенциал на ЗУ будет в месте заземления нейтрали АТ/Т. В этом случае наибольшее значение напряжения, воздействующего на вторичные кабели и оборудование, определяют как разность потенциалов на ЗУ между АТ/Т и РЩ. При КЗ на землю на шинах, расположенных между АТ/Т и РЩ (в точках, наиболее приближенных к РЩ) разность потенциалов на ЗУ между АТ/Т и РЩ имеет наибольшее значение. Например, при КЗ на ОРУ 110кВ для компоновки, приведенной на рис.1.

Для снижения напряжений и токов промышленной частоты, воздействующих на вторичное оборудование при КЗ на землю, при такой компоновке необходимо существенно увеличивать затраты на выравнивание потенциалов на ЗУ на всей территории подстанции по сравнению с компоновкой на рис 2.

Снижение уровней воздействия напряжений промышленной частоты на вторичное оборудование при КЗ на землю достигается (рис.2) размещением РЩ между РУ различного напряжения, применением для каждого РУ отдельного РЩ, расположенного вблизи РУ, или применением распределенных РЩ на несколько присоединений одного напряжения.

При выборе указанных мероприятий по компоновке необходимо также обеспечить допустимые уровни напряженности магнитных полей в местах размещения вторичного оборудования и допустимые значения токов в экранах контрольных кабелей.

7.3 На подстанциях с ОРУ шины первичных цепей не должны размещаться над зданием РЩ или ОПУ. При такой компоновке возможно КЗ на здание РЩ (ОПУ, ГЩУ). При этом на ЗУ здания будет наибольший потенциал, ток КЗ будет растекаться по экранам и броне вторичных кабелей и может превысить допустимое по термической стойкости значение.

7.4 Наиболее эффективными мероприятиями по снижению уровней электромагнитных полей является удаление силового оборудования от вторичного оборудования. Реализовать эти мероприятия проще всего на этапе компоновки объекта. Если при компоновке объекта не приняты меры по разнесению источников электромагнитных полей и вторичного оборудования на безопасное расстояние, то необходимо применять дополнительные мероприятия по экранированию вторичного оборудования.

7.5 Источниками сильных магнитных полей промышленной частоты являются токоограничивающие реакторы и шины первичного оборудования.

В зависимости от типа реакторов, их расположения и номинального тока (1-5кА) допустимое расстояние до помещений, в которых расположено вторичное оборудование и устройства связи, составляет (см. Приложение В):

- от 5м до 11м (для 4-й степени жесткости испытаний на помехоустойчивость);

- от 3м до 9м (для 5-й степени жесткости испытаний на помехоустойчивость).

Для диспетчерских помещений, где персонал может находиться более часов, допустимое расстояние составляет от 10м до 15м и более.

Точные расчеты напряженности магнитного поля проводят с помощью компьютерной программы (Приложение Г).

Напряженность магнитного поля в местах расположения устройств РЗА, счетчиков электроэнергии и другого оборудования в КРУ (6-20)кВ зависит от номинального тока (тока КЗ) и расположения шин РУ. При проектировании необходимо выбирать ячейки КРУ, в которых принятое заводом изготовителем расположение шин обеспечивает допустимые значения напряженности магнитного поля, или дать заказ заводу изготовителю на изменение расположения шин.

Расположение шин высокого напряжения вблизи зданий ОПУ создает неблагоприятные условия для персонала из-за превышения санитарных норм по напряженности магнитного поля (см. Приложение В), а также для работы видеодисплейных терминалов. Допустимое расстояние определяется расчетом с помощью компьютерной программы (см. Приложение Г).

7.6 Уровень импульсных и периодических помех, возникающих при коммутациях силового оборудования и КЗ на первичной стороне, зависит от расположения трасс прокладки вторичных кабелей (см. Приложение Д).

При компоновке оборудования и выборе трасс прокладки вторичных кабелей следует располагать кабельные трассы так, чтобы участки, параллельные системам шин или протяженным участкам ошиновки ячеек, располагались как можно дальше от первичных цепей. Снижение уровней импульсных помех достигается при расположении кабельные трассы перпендикулярно наиболее протяженным участкам ошиновки. В первую очередь кабельные трассы следует удалять от участков ошиновки, подвешенных наиболее низко.

7.7 При компоновке энергообъекта для защиты от прямого удара молнии на подстанциях применяют стержневые (отдельно стоящие или портальные) и тросовые молниеприемники. Правильное расположение молниеотводов по отношению к кабельным трассам, зданиям и сооружениям, в которых установлено вторичное оборудование, позволяет удалить источник электромагнитного возмущения от вторичных цепей и оборудования.

Допустимое расстояние от молниеотводов до кабельных трасс, зданий и сооружений должно определяться расчетом.

Вынос стержневых и тросовых опор за внешний периметр объекта (в соответствии с указаниями РД 153-34.3-35.125-99 "Руководство по защите электрических сетей 6-1150 кВ от грозовых и внутренних перенапряжений) снижает вероятность искровых перекрытий между заземлителями молниеотводов и кабельными коммуникациями, нарушающих работу вторичного оборудования.

Расположение антенных мачт и стержневых молниеотводов вблизи РЩ (ОПУ, ГЩУ) не рекомендуется, так как при ударе молнии возможен занос высоких потенциалов и токов, а также высокий уровень импульсных магнитных полей. В случае размещении вблизи РЩ (ОПУ/ГЩУ) антенных матч должны быть выполнены дополнительные мероприятия по защите вторичных цепей и аппаратуры от импульсных перенапряжений и магнитных полей.

Молниезащиту зданий выполняют в соответствии с СО-153-34.21.122МЭК 62305).

7.8 Для снижения уровней электромагнитных полей радиочастотного диапазона от внутренних радиопередающих устройств связи, необходимо размещать их на безопасном расстоянии от вторичного оборудования.

Допустимое расстояние определяется в зависимости от мощности радиопередающего устройства (см. Приложение В).

8.1 Общие положения 8.1.1 Заземляющие устройства должно удовлетворять требованиям электробезопасности и ЭМС. Электробезопасность, характеризуемую предельно допустимыми значениями напряжения прикосновения, обеспечивают в первую очередь при любых условиях эксплуатации энергообъекта. Для обеспечения электробезопасности должны быть выполнены системы выравнивания и уравнивания потенциалов с помощью заземлителей, заземляющих проводников и проводников уравнивания потенциалов.

8.1.2 Мероприятия по обеспечению ЭМС при проектировании ЗУ различаются для энергообъектов:

- вновь строящегося;

- при полной реконструкции (техперевооружении) с заменой первичного и вторичного оборудования;

- при поэтапной реконструкции (техперевооружении) подстанции с заменой части первичного и вторичного оборудования;

- при частичной реконструкции (техперевооружении) подстанции с заменой отдельных систем;

- при замене или оборудовании новых отдельных систем; замены или установки новых устройств АСТУ, связи и других систем.

Особые требования предъявляют к ЗУ подстанций с КРУЭ.

8.1.3 Во всех случаях при проектировании ЗУ должны проводиться предпроектные изыскания.

Для вновь строящегося объекта и при полной реконструкции в объем предпроектных изысканий входит измерение удельного сопротивления грунта методом вертикального электрического зондирования (ВЭЗ). Измеренные значения эквивалентного удельного сопротивления грунта должны быть приведены к наиболее неблагоприятным климатическим условиям.

При поэтапной реконструкции и при частичной реконструкции следует провести обследование ЗУ в соответствии с требованиями РД 153-34.0-20.525Методические указания по проверке состояния заземляющих устройств электроустановок».

При замене или оборудовании новых отдельных систем, замены или установки новых устройств предпроектное обследование ЗУ должно быть проведено только в части, относящейся к этим устройствам (включая места прокладки вторичных цепей этих устройств) или системам.

8.1.4 При проектировании ЗУ токи КЗ и их составляющие (токи нейтралей, потенциалоповышающие токи и т.д.) должны быть рассчитаны с учётом развития энергосистемы. Выбор токов КЗ меньших по значению должен быть обоснован. Время отключения КЗ на землю принимается с учетом работы УРОВ и времени работы выключателя.

распределительными устройствами 8.2.1 Напряжения и токи промышленной частоты, воздействующие на вторичное оборудование при коротких замыканиях на землю.

8.2.1.1 В сетях с эффективно заземленной нейтралью ток КЗ на землю на шинах РУ, в общем случае, складывается из тока КЗ от трансформаторов/автотрансформаторов (Т/АТ) и тока КЗ от энергосистемы (ЭС) (рис.3). От места КЗ ток возвращается в нейтрали Т/АТ и ЭС через заземляющее устройство и непосредственно через землю.

(заземлитель) растекания Рис. 3 Схема растекания тока при коротком замыкании на землю Суммарное распределение потенциалов (рис.4) по ЗУ получают по принципу наложения как сумму распределения от токов КЗ от Т/АТ и от ЭС.

Рис. 4 Распределение потенциалов на заземляющем устройстве В сетях с изолированной нейтралью протекание наибольшего тока по ЗУ возможно при замыкании на землю двух фаз. В этом случае ток протекает от точки замыкания на землю одной фазы до точки замыкания на землю другой фазы. Распределение потенциалов на ЗУ будет аналогично тому, как при протекании тока от Т/АТ (см. рис.4).

8.2.1.2 Нормируемыми параметрами по условиям обеспечения ЭМС для токов и напряжений промышленной частоты являются:

- напряжение на ЗУ (относительно зоны нулевого потенциала);

- напряжение между ЗУ силового оборудования (при КЗ на землю) и ЗУ в месте расположения вторичного оборудования, к которому приходят кабели от силового оборудования;

- токи по экранам, броне, оболочкам и проводникам.

Напряжение на ЗУ воздействует на изоляцию кабелей (связи, телемеханики и др.), отходящих от электросетевого объекта. Значение напряжения на ЗУ не должно превышать 5кВ (гл. 1.7 ПУЭ). Если напряжение на ЗУ выше 5кВ, то необходимо принимать меры по защите отходящих кабелей.

Разность потенциалов на ЗУ между точкой КЗ (или местом заземления нейтрали АТ/Т) и местом расположения вторичного оборудования, к которому приходят кабели с РУ, воздействует на изоляцию кабелей и вторичного оборудования. Наибольшее значение разности потенциалов на ЗУ не должно превышать 2кВ.

Токи по экранам, броне, оболочкам и проводникам не должны вызывать их термического повреждения. Допустимое значение токов зависит от сечения и материала экрана, брони, оболочки и проводника и определяется расчетом (см. Приложение Ж).

8.2.1.3 Для проектирования заземляющего устройства необходимо иметь следующие основные исходные данные:

• характеристики электрической структуры грунта (на глубину не менее 0,5 размеров диагонали ЗУ электросетевого объекта);

• планы расположения зданий, сооружений, заземляемого оборудования;

• схемы трасс кабелей вторичных цепей между зданиями и сооружениями, используемые марки кабелей;

• параметры (материал, геометрические размеры) и расположение естественных заземлителей;

• максимальные значения однофазных (двухфазных) токов коротких замыканий и токов в нейтралях силовых трансформаторов;

• места заземления нейтралей трансформаторов.

При выполнении проекта реконструкции (техперевооружения) подстанции на этапе предпроектных изысканий определяют параметры ЗУ в соответствии с требованиями РД 153-34.0-20.525-00.

8.2.1.4 Для вновь строящегося объекта выполняют ЗУ в соответствии с требованиями гл. 1.7 ПУЭ, руководствуясь Методическими материалами ведущих проектных институтов (см. Приложение А, [9,10,11]).

Схему ЗУ по первоначальному проектному решению следует принять в качестве исходных данных для проведения расчетов с помощью специальной компьютерной программы (см. Приложение Г).

При выполнении проекта реконструкции (техперевооружения) подстанции в качестве исходных данных следует принять исполнительную схему ЗУ, составленную при проведении предпроектных изысканиях.

8.2.1.5 При проведении расчетов необходимо рассматривать следующие режимы, различающиеся растеканием тока по ЗУ:

- однофазного (двухфазного) короткого замыкания на землю;

- ближнего внешнего короткого замыкания на землю;

- замыкания на землю двух фаз в сети с изолированной нейтралью.

В расчетной схеме должны быть учтены искусственные (заземлители и заземляющие проводники) и естественные (трубопроводы, оболочки, броня и экраны кабелей, металлоконструкции, железобетонные фундаменты, грозотросы) элементы заземляющего устройства.

В результате расчетов определить наибольшие значения напряжения на ЗУ, напряжения, воздействующего на изоляцию кабелей и вторичного оборудования, и значения токов в экранах, оболочках или броне кабелей.

Для проверки выполнения условий электробезопасности провести расчет напряжений прикосновения.

8.2.1.6 При значении напряжения на ЗУ выше 5кВ должны быть разработаны технические решения по уменьшению сопротивления ЗУ.

Уменьшение сопротивления ЗУ может быть достигнуто установкой вертикальных заземлителей по периметру ЗУ, глубинных заземлителей или обсадных труб скважин. Применение вертикальных заземлителей дает положительный эффект лишь при достижении слоев грунта с низким удельным сопротивлением.

При наличии вблизи объекта участков грунта с низким удельным сопротивлением можно снизить сопротивление ЗУ, оборудовав выносной заземлитель, обеспечив в месте его расположения условия электробезопасности.

При невозможности экономической нецелесообразности) выполнения указанных мероприятий, обеспечивают защиту отходящих проводных коммуникаций или применяют волоконно-оптические линии связи.

8.2.1.7 Если напряжение на ЗУ между точкой КЗ (или местом заземления нейтрали АТ/Т) и местом расположения вторичного оборудования, к которому приходят кабели с РУ превышает 2кВ, то необходимо применять технические решения по выравниванию потенциалов на ЗУ.

Для снижения потенциала на ЗУ оборудования (включая место заземления АТ/Т) выполнить соединения с сеткой заземлителей дополнительными параллельными заземляющими проводниками, увеличить сечение заземляющих проводников, уменьшить шаг сетки заземлителей вблизи оборудования или применяют материал с более высокой проводимостью (например, медь).

Для снижения разности потенциалов на ЗУ следует: уменьшить шаг сетки заземлителей; увеличить сечение заземлителей или применить материал с большей проводимостью; прокладывать в кабельных каналах дополнительные параллельные заземляющие проводники. При наличии нескольких ОРУ следует увеличить количество связей по заземлителям между ОРУ.

После выполнения указанных мероприятий произвести повторно расчет.

8.2.1.8 Для устранения опасности термического повреждения кабелей должны быть последовательно применены технические решения:

- увеличение количества связей ЗУ РЩ (ОПУ, ГРЩ) с сеткой заземлителей;

- прокладка в кабельной канализации параллельного проводника;

- использование кабелей с увеличенным сечением экрана, брони или оболочки.

8.2.1.9 Заземление цепей тока, приходящих с РУ от разных ТТ на одно устройство РЗА, рекомендуется выполнять на РЩ.

8.2.2 Импульсные помехи, обусловленные повышением потенциала заземлителя.

8.2.2.1 При коммутациях (через паразитные емкости оборудования на землю) и коротких замыканиях на землю через заземлитель протекает ток высокой частоты (ВЧ составляющая тока КЗ). Ток возникает вследствие переходного процесса в первичных цепях. На ЗУ оборудования возникает скачок потенциала.

Для цепей ВЧ-связи, напряжения и тока, заземленных на РУ импульсный потенциал с определенным коэффициентом ослабления передается на вход вторичного оборудования. Наименьшее значение коэффициента ослабления для экранированных кабелей с заземлением экранов с двух сторон равно 6.

При применении неэкранированных кабелей или экранированных кабелей с заземлением экранов с одной стороны коэффициент ослабления принимают равным 1 для всех цепей.

Импульсный потенциал воздействует на изоляцию и клеммные зажимы вторичных кабелей цепей управления и сигнализации (гальванически не связанных с ЗУ), отходящих от оборудования, и может вызвать перекрытие изоляции. Наименьшее значение пробивного импульсного напряжение типовых клеммных зажимов не меньше 10 кВ. После пробоя изоляции импульсный потенциал передается на вход вторичного оборудования с коэффициентом ослабления не менее 6.

Если импульсный потенциал на ЗУ не превышает 10 кВ (пробоя изоляции клеммных зажимов не происходит), то импульсный потенциал передается через паразитные емкости по кабелям на входы вторичного оборудования с коэффициентом ослабления более 10.

8.2.2.3 Расчет значений импульсных помех, возникающих из-за подъема потенциалов на заземлении оборудования при коммутациях и коротких замыканиях на землю, рекомендуется проводить с помощью специальной компьютерной программы (см. Приложение Г). В программе моделируют схему ЗУ объекта. В точке, где устанавливается оборудование, задают импульсную ВЧ составляющую тока КЗ. Параметры импульсного тока можно определить расчетом с помощью компьютерной программы или, для приближенных расчетов, могут быть взяты значения из таблиц 1 и 2.

Параметры ВЧ составляющей тока КЗ (для ОРУ) Uном - номинальное напряжение первичных цепей.

IВЧ - наибольшее значение ВЧ составляющей тока КЗ.

fосн - основная частота колебаний импульсного тока.

В результате расчета определить потенциал на оборудовании - потенциал в месте ввода тока. При расчете помехи в измерительных цепях, заземление которых выполнено в клеммном шкафу, установленном отдельно (не на стойках оборудования или порталах) дополнительно определить потенциал в месте установки такого клеммного шкафа.

Полученный потенциал на ЗУ оборудования сравнить с допустимым значением для изоляции отходящих от оборудования кабелей или клеммников вторичных цепей.

8.2.2.4 Определить значение импульсной помехи, передающейся на входы устройств вторичного оборудования, для чего значение потенциала на ЗУ оборудования (или потенциала на ЗУ клеммного шкафа - для соответствующих цепей) разделить на коэффициент ослабления.

Полученные значения помехи во вторичных цепях (с учетом погрешности расчетов) сравнить с допустимым для оборудования и, тем самым, проверить выполнение требований ЭМС.

8.2.2.5 Если потенциал на оборудовании превышает допустимое значение, то должны быть последовательно приняты технические решения по уменьшению импульсного сопротивления ЗУ:

- увеличение числа заземляющих проводников;

- уменьшение шага сетки заземлителя вблизи оборудования;

- установка дополнительных вертикальных заземлителей вблизи оборудования.

8.2.2.6 При срабатывании ОПН от набегающей волны грозового перенапряжения через ЗУ проходит импульсный ток. Импульсный подъем потенциала возникает на ЗУ оборудования, расположенного вблизи ОПН.

Расчет значений импульсных потенциалов рекомендуется провести с помощью специальной компьютерной программы (см. Приложение Г).

Параметры импульсного тока при проведении расчетов принимают в соответствии с МЭК 60099-4.

Полученное значение потенциала на ЗУ оборудования необходимо сравнить с допустимым значением для изоляции отходящих от оборудования кабелей или клеммников вторичных цепей. Также необходимо определить значение импульсной помехи, передающейся на входы устройств вторичного оборудования. Для этого значение потенциала на ЗУ оборудования (или потенциала на ЗУ клеммного шкафа - для соответствующих цепей) следует разделить на коэффициент ослабления. Полученные значения помехи во вторичных цепях (с учетом погрешности расчетов) необходимо сравнить с допустимым для оборудования и, тем самым, проверить выполнение требований ЭМС.

8.3 Заземление зданий и сооружений 8.3.1. При выполнении устройства заземления внутри зданий ГЩУ, РЩ и ОПУ, а также других зданий и сооружений, содержащих вторичное оборудование и системы связи, необходимо использовать замкнутую сеть заземления. При этом в качестве элементов ЗУ используют все имеющиеся металлические конструкции, как горизонтальные, так и вертикальные (рамы, рельсы, балки, железобетонная арматура, кабельные лотки и каналы и т.д.).

8.3.2 Для заземления корпусов оборудования, экранов кабелей следует использовать общее внутреннее устройство заземления. К внутреннему устройству заземления относят: эквипотенциальные сетки; магистрали заземления.

К эквипотенциальным сеткам кратчайшим путем должны быть присоединены все следующие элементы:

• металлоконструкции зданий (стальные балки, колонны и т. п.);

электропроводки, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывчатых газов и смесей;

• кабельные лотки, опорные кабельные конструкции и т. п.

8.3.3 Магистрали заземления должны образовывать замкнутые контуры по внутренним периметрам зданий. Магистрали заземления, расположенные на разных отметках зданий должны последовательно соединяться между собой не менее чем в 4-х точках.

К магистралям заземления кратчайшим путем присоединяют:

металлические корпуса или рамы электрооборудования; металлические корпуса распределительных устройств и электрощитов; металлические рамы КРОССов; шкафы и установки постоянного тока; пульты управления; панели приборов; ЭВМ; корпуса электродвигателей электрических аппаратов и трансформаторов.

Ряды рамных конструкций оборудования (шкафов) должны быть соединены между собой проводниками с шагом не более, чем 2 м. Каждый ряд рамной конструкции присоединяют к магистралям заземления не менее, чем в 4-х местах. Экраны кабелей и параллельные заземленные проводники присоединяют к шинам заземления (корпусам) шкафов/панелей. Внутреннее устройство заземления присоединяют к наружному контуру заземления не менее, чем в 4-х точках.

В случае если несколько различных корпусов оборудования (шкафов, панелей) установлены в ряд, то от одной стены до другой вдоль оборудования необходимо проложить металлическую шину, объединяющую все указанное оборудование (шкафы, панели).

Кабельные лотки из проводящих материалов должны заземляться на обоих концах и в местах пересечения других металлических элементов.

8.3.4 Заземление помещений связи должно быть выполнено в соответствии с требованиями стандарта ANSI/TIA/EIA-607-1994.

Аппаратура связи должна быть присоединена к заземляющему устройству здания посредством изолированного заземляющего проводника.

Заземляющий проводник должен быть изготовлен из меди, и иметь сечение не менее 60 мм2.

Заземляющий проводник присоединяют с одной стороны к главной заземляющей шине вводного распределительного устройства здания (щита собственных нужд), гальванически связанной с глухозаземлённой нейтралью трансформатора собственных нужд и металлоконструкциями здания. С другой стороны заземляющий проводник присоединяют к установленной в аппаратной шине заземления аппаратуры связи.

Блоки аппаратуры связи должны присоединяться к главной заземляющей шине аппаратной посредством заземляющих перемычек. Все металлические лотки телекоммуникационной кабельной системы, расположенные в аппаратной должны быть присоединены шлейфами к шине заземления аппаратной.

Шина заземления распределительного щитка аппаратуры связи, получающей питание от сети переменного тока или её корпус, должны быть соединены шлейфом с шиной заземления аппаратной.

Система заземления электрических сетей переменного тока 0,38кВ в помещении аппаратной должна удовлетворять требованиям TN-S системы, т.

е. не допускается применение объединённого защитного и нулевого рабочего PEN-проводника.

8.3.5 Заземление устройств оборудования обработки информации выполняют в соответствии с ГОСТ Р 50571.21 и ГОСТ Р 50571.22.

8.4 Заземление КРУЭ 8.4.1 Для распределительных устройств с элегазовым оборудованием вследствие наличия в них более сложной электромагнитной обстановки большое значение имеет создание эквипотенциальной сети заземления или общей поверхности нулевого потенциала. Данная поверхность может представлять собой непрерывную стальную (медную) сетку, залитую бетоном, сетку или металлические пластины, расположенные на одном или нескольких уровнях.

В качестве сетки может применяться арматура железобетонной конструкции пола (при обеспечении электрического соединения арматуры между собой). Сетка присоединяется к закладным металлоконструкциям здания и к внешнему заземлителю равномерно по периметру. В здании должна быть выполнена система уравнивании потенциалов.

8.4.2 По периметру помещения с оборудованием КРУЭ следует проложить заземляющую шину. Шина соединяется с закладными металлоконструкциями, оборудованием КРУЭ и высокочастотной (ВЧ) сеткой.

8.4.3 От ВЧ сетки для заземления оборудования КРУЭ должны быть оборудованы выводы, число которых не менее 2-х для каждого присоединения КРУЭ. Все оборудование КРУЭ следует соединить между собой замкнутой шиной.

Корпус элегазового оборудования должен быть присоединен к сети заземления у основания каждой опоры (кронштейна). Данные соединения выполняют при помощи не менее 2-х проводников.

8.4.3 На электросетевом объекте с несколькими КРУЭ разного класса напряжения, с КРУЭ и ОРУ заземляющее устройство вне КРУЭ следует выполнять в соответствии с п.8.2 и 8.3.

8.5 Заземление шкафов и панелей 8.5.1 Выполнение системы заземления как внутри шкафа, так и шкафа на релейном щите, состоит в том, чтобы создать эквипотенциальную плоскость, к которой подключаются короткими соединительными проводниками все устройства (шкафы). Такой эквипотенциальной плоскостью внутри шкафа может служить проводящая задняя стенка (или специальная металлическая плоскость, возможно сетчатой структуры), к которой присоединяются все корпуса устройств и отдельные крепежные элементы (например, «DIN-рейки»).

8.5.2 Все подвижные и неподвижные элементы должны иметь не менее 2х связей друг с другом (в том числе каждый элемент внутренней перегородки, «DIN-рейки», двери). Соединение с общей эквипотенциальной плоскостью выполняют либо при помощи гибкой связи, либо при помощи надежного контакта (контактная поверхность, освобожденная от покрытия или неокрашенная). Длина соединительных проводников должна быть не более 25см.

Двери должны иметь механизмы, обеспечивающие электрический контакт с корпусом в закрытом состоянии по всему периметру двери.

Присоединение к системе уравнивания потенциалов помещения осуществляют при помощи сварки или болтового соединения (предусмотреть оба варианта). Должно быть не менее 4 точек соединений.

Для заземления различных элементов, в том числе резервных жил вторичных цепей, должны быть предусмотрены шинки вдоль боковин, соединенные с корпусом шкафа.

8.6 Заземление экранов кабелей Экраны вторичных кабелей следует заземлять с обоих концов.

Для заземления экранов рекомендуется использовать специальные зажимы или разъемы (см. Приложение Е).

9.1 Общие положения 9.1.1 На электросетевых объектах применяют следующие основные виды кабелей (по назначению), которые прокладывают по территории РУ:

• контрольные кабели (цепи вторичной коммутации);

• кабели для питания постоянным и переменным током электроприводов силового оборудования;

• силовые кабели 6-500кВ;

• кабели собственных нужд (освещение, сварочные посты и т.д);

• кабели видеонаблюдения, охранной и пожарной сигнализации.

Количество кабелей, их протяженность и трасса прокладки зависит от компоновки РУ и количества оборудования.

Для прокладки кабелей на территории ОРУ применяют: кабельные каналы, лотки (железобетонные и металлические), короба, трубы, кабельные эстакады и непосредственно прокладка кабеля в земле.

9.1.2 Проектирование и монтаж кабельной канализации на электросетевых объектах осуществляют в соответствии с нормативными документами: ПУЭ (глава 2), СНиП 3.05.06-85 «Электротехнические устройства» и Методическими материалами, разработанными ведущими проектными организациями (ЭСП, ТЭП и др.).

Условия ЭМС должны быть выполнены для всех видов (по назначению) вторичных кабелей.

9.1.4 Уровни наведенных импульсных помех при ударах молнии в молниеотводы, коммутациях и КЗ в первичных цепях зависят от расположения трассы прокладки вторичных кабелей по отношению к первичным цепям и молниеотводам, типа кабельной канализации (лотки, каналы, тоннели) и типа кабелей (с экраном, металлической оболочкой, броней).

9.1.5 Трассы вторичных кабелей следует прокладывать, по возможности, перпендикулярно шинам первичных цепей, на максимальном удалении от шин первичных цепей и молниеотводов.

Коэффициент экранирования от импульсных электромагнитных полей повышается при прокладке кабелей в кабельных каналах или туннелях.

Наибольший эффект экранирования достигается при прокладке кабелей ниже заземлителей.

9.1.6 Разработка проектного решения по кабельной канализации (трасса прокладки, тип кабельной канализации, тип кабелей) должна быть выполнена таким образом, чтобы возможный уровень импульсных помех не превышал помехоустойчивость вторичного оборудования). Приближенные оценки уровня импульсных помех делают на основании данных, приведенных в Приложении Д. Для проектируемой кабельной канализации окончательное решение может быть принято только после проведения расчетов с помощью компьютерной программы (см. Приложение Г).

Если при техперевооружении используют существующую кабельную канализацию, то определение выполнения условий ЭМС должно быть осуществлено при проведении обследования на этапе предпроектных изысканий в соответствии с СО 34.35.311-2004.

9.2 Методика расчета импульсных помех, наводимых во вторичных цепях при коротких замыканиях и коммутациях в первичных цепях 9.2.1 Расчеты импульсных помех во вторичных цепях (при коммутациях и КЗ в первичных цепях) рекомендуется проводить с помощью компьютерной программы (см. Приложение Г).

9.2.2 Необходимыми данными для расчетного определения импульсных помех, обусловленных переходными процессами в первичных цепях, являются: электрическая оперативная схема электросетевого объекта;

удельное сопротивление грунта (геоэлектрический разрез); план расположения первичного оборудования, высота подвеса ошиновки высокого напряжения; состав, расположение вторичного оборудования и план кабельных связей с силовым оборудованием.

В качестве исходных данных следует принять первоначальное проектное решение по кабельной канализации.

9.2.3 В компьютерной программе необходимо смоделировать нормальную оперативную схему первичных цепей при помощи емкостей оборудования на землю и ошиновки, а также вторичные кабели, проложенные по кабельным трассам от силового оборудования до релейного щита или другого помещения с вторичным оборудованием.

В расчетной модели допускается рассматривать одну фазу первичных цепей, ближайшую к кабельным трассам. Вторичные кабели располагают на поверхности земли, без экрана. На ошиновке и оборудовании задают в номинальное амплитудное фазное напряжение.

В схеме замещения первичной цепи (в узле) моделируются КЗ и проводится расчет переходного процесса. Должны быть определены амплитудно-частотные характеристики импульсных токов в первичных цепях и наибольшее расчетное значение напряжения, воздействующее на изоляцию кабелей и входы вторичного оборудования. Расчет следует проводить для нескольких точек КЗ, определяя наиболее опасный случай. Как правило, достаточно провести расчет для 4-5 точек КЗ.

9.2.4 Рассчитанные значения наведенных импульсных напряжений в кабелях следует пересчитать с учетом коэффициента экранирования.

Амплитуда импульсных напряжений обратно пропорциональна коэффициенту экранирования. Общий коэффициент экранирования получают перемножением коэффициентов отдельных элементов.

Приближенные наименьшие значения коэффициентов экранирования приведены в таблице 3. Более точные значения, с учетом частотных характеристик импульсных токов в первичных цепях, можно получить по зависимостям, приведенным в Приложении З или расчетом.

Коэффициенты экранирования кабелей и кабельных конструкций Неэкранированный кабель, экранированный кабель с заземлением экрана с одной стороны.

Экранированный кабель с заземлением экрана с двух сторон.

Железобетонный лоток по поверхности земли непрерывный кабельный короб.

канал.

При определении наибольшего возможного уровня помех следует учитывать помехи, передающиеся на входы оборудования из-за подъема импульсного потенциала на ЗУ.

9.2.5 Расчеты помех при коммутациях в первичных цепях следует выполнять аналогично п. 9.2.3. В программе должны быть заданы операции включения и отключения. Рекомендуется рассматривать все виды коммутаций, возможные в данной схеме. Наиболее распространенными являются:

• Включение (отключение) разъединителя (при отключенном выключателе).

• Включение (отключение) выключателя - подача (снятие) напряжения на присоединение или обходную систему шин.

При разработке проекта техперевооружения действующего электросетевого объекта на этапе предпроектных изысканий допускается определение уровня импульсных помех при коммутациях и КЗ экспериментально (натурные или имитационные эксперименты).

9.2.6 Расчетные значения импульсных напряжений необходимо сравнить с допустимым значением для аппаратуры (см. Приложение Б), тем самым, проверять выполнение требований ЭМС.

Если требования ЭМС не выполняются (расчетные значения выше допустимых), то для снижения уровня импульсных помех в кабельных линиях следует применить какое-либо из ниже указанных мероприятий по снижению уровня импульсных помех.

Дополнительное экранирование кабельных трасс:

• применение кабелей с более высоким коэффициентом экранирования (см. Приложение З);

• применение кабельных лотков, обеспечивающих дополнительное экранирование (с встроенной сеткой или цельнометаллические);

• прокладка кабелей в трубах, бронешлангах.

Удаление от ошиновки РУ:

• размещение ниже поверхности земли (в кабельных каналах);

• увеличение расстояния (в плане) между отдельными участками кабельной трассы и параллельным им участками ошиновки (системы шин или ошиновки Т, АТ, конденсаторов);

• изменение направления трассы таким образом, чтобы большая часть ее проходила перпендикулярно (в плане) ошиновке;

• применение глубоких кабельных коммуникаций (заглубленные каналы, тоннели);

• использование специальных кабельных трасс, проходящих в обход РУ или перпендикулярно ошиновке, для отдельных цепей (локальная компьютерная сеть, интерфейсы связи пожарной сигнализации, цепи технологического видеонаблюдения);

Выставление специальных требований производителям аппаратуры по увеличению уровня помехоустойчивости устройств.

При наличии двух (или более) возможных трасс следует выбирать ту, которая располагается дальше (в плане) от ошиновки. При этом наибольшего отдаления следует добиваться (в порядке уменьшения влияния) от параллельно идущих систем шин, ошиновки трансформаторов, автотрансформаторов, других наиболее протяженных отрезков ошиновки. Из двух одинаковых трасс следует выбирать трассу, которая на большей протяженности расположена перпендикулярно ближайшим отрезкам ошиновки.

9.2.7 При прокладке вторичных кабелей по территории РУ необходимо применять кабели с экраном, металлической оболочкой или броней.

Применение неэкранированных кабелей должно быть обосновано расчетом.

Рекомендации по выбору типа экрана кабелей и заземлению экранов приведены в Приложении Е.

перенапряжений во вторичных цепях применяется в исключительных случаях.

Выбор таких устройств и решение об их применении должны быть осуществлены на основании специальной разработки. При выполнении проекта установки устройств по ограничению импульсных перенапряжений необходимо показать, что устанавливаемые устройства не влияют на полезный сигнал и не снижают надежности работы вторичного оборудования. Также должны быть даны указания по обслуживанию устройств в эксплуатации.

9.2.9 Прокладку контрольных и силовых кабелей по общей трассе рекомендуется выполнять на определенном расстоянии. Допустимое расстояние зависит от типа, назначения кабельных линий и определяется расчетом.

Рекомендуется прокладывать контрольные кабели на расстоянии не менее:

0,25м — до силовых кабелей 0,4 кВ, ток КЗ в которых не превышает 1кА, не используемых для питания потребителей на молниеотводах.

0,6 м — до других силовых кабелей до 1 кВ, 1,2 м - до силовых кабелей выше 1 кВ.

10.1 Молниезащитные устройства на электросетевых объектах обеспечивают защиту оборудования, зданий и сооружений от прямых ударов молнии. Электромагнитное воздействие молнии на вторичное оборудование следует определять при ударах молнии в молниеотводы.

10.2 Нормируемыми параметрами при определении уровней электромагнитных воздействий молнии принимают:

- напряженность импульсного магнитного поля в местах размещения вторичного оборудования;

- напряжение на токоотводах и ЗУ молниеотводов в местах прокладки вторичных кабелей;

- наведенные во вторичных цепях импульсные напряжения.

Наибольшее значение напряженности импульсного магнитного поля в местах размещения вторичного оборудования не должно превышать 300А/м (см. Приложение Б).

Наибольшее напряжение на токоотводах и ЗУ молниеотводов по отношению к вторичным кабелям не должно превышать значения напряжения электрического пробоя с токоотводов и ЗУ на кабели. Среднюю напряженность электрического пробоя в грунте принимают 300кВ/м, а в воздухе - 500кВ/м ([12], Приложение А). Напряженность электрического пробоя по поверхности земли принимают 100кВ/м ([13], Приложение А).

При прохождении трассы вторичных кабелей вблизи молниеотводов возможен пробой изоляции кабелей из-за высокого потенциала на поверхности земли. Среднюю напряженность электрического пробоя изоляции кабелей принимают в соответствии с данными производителя (например, для кабелей типа КВВГ не более 15кВ/мм).

Наибольшее значение импульсного потенциала, выносимого по ЗУ в точки заземления вторичных цепей (цепи тока и напряжения), не должно превышать испытательное напряжение (с учетом коэффициента ослабления при прохождении импульса от РУ до РЩ) вторичного оборудования (см.

Приложение Б, табл.Б.1 п.7). Коэффициент ослабления определяется расчетом с помощью компьютерной программы (см. Приложение Г). Для вторичных цепей, которые не заземляются на РУ, импульсный потенциал не должен превышать 10кВ. Наименьшее значение коэффициента ослабления для таких цепей принимают равным 10.

Наведенные от молнии импульсные напряжения во вторичных цепях не должны превышать значений испытательных напряжений вторичного оборудования на помехоустойчивость (см. Приложение Б, табл.Б.1 п.7).

Нормируемые параметры тока молнии для принятых уровней надежности защиты приведены в таблицах 4 и 5.

Параметры повторных импульсов тока отрицательной молнии Для электросетевых объектов в соответствии с СО153-34.21.122- рекомендуется, как правило, принимать уровень надежности защиты IV. Для зданий и сооружений, расположенных на электросетевом объекте, по условиям взрыво- и пожароопасности, а также по требованиям надежного функционирования объекта могут быть приняты более высокие уровни надежности защиты.

10.3 Необходимые исходные данные для определения наводимых во вторичных цепях импульсных помех и потенциалов на ЗУ при ударах молнии в молниеотводы:

• характеристики электрической структуры грунта;

• план расположения молниеотводов, зданий и сооружений на территории электросетевого объекта;

• сведения о кабельной канализации (трасса, тип кабелей, вид кабельной канализации).

Данные об электрической структуре грунта должны быть определены в ходе предпроектных изысканий.

При выполнении проекта реконструкции (техперевооружения) электросетевого объекта на этапе предпроектных изысканий должна быть определена исполнительная схема заземляющего устройства.

10.4. Расстояния от молниеотводов (токоотводов) до места установки вторичного оборудования по условию воздействия импульсных магнитных полей следует рассчитывать с помощью компьютерной программы (см.

Приложение Г) или приближенно по выражению:

где L - безопасное расстояние от молниеприемника или токоотвода до места установки вторичного оборудования (м);

Iм - ток молнии (А);

Hдоп - допустимая для оборудования напряженность импульсного магнитного поля.

Кэкр - коэффициент экранирования (ослабления поля).

Коэффициент экранирования можно определить по зависимостям, приведенным в Приложении З.

В тех случаях, когда для принятых проектных решений уровни импульсных магнитных полей превышают допустимые значения, необходимо изменить место размещения молниеотводов (токоотводов) или выполнить дополнительное экранирование помещений.

10.5 Расстояния от молниеотводов до кабельных коммуникаций должно быть определено из условия, что импульсные помехи при ударах молнии, наводимые во вторичных цепях, не будут превышать допустимые уровни (п.10.2).

Расчеты помех рекомендуется проводить с помощью компьютерной программы (см. Приложение Г). Амплитуда наведенных импульсных напряжений обратно пропорциональна коэффициенту экранирования. Общий коэффициент экранирования получают перемножением коэффициентов отдельных элементов. Значения коэффициентов экранирования получают по зависимостям, приведенным в Приложении З, или расчетом.

Для снижения уровня импульсных помех рекомендуется применить одно из следующих мероприятий: изменить трассу прокладки вторичных кабелей или место размещения молниеотводов (токоотводов); принять меры по увеличению коэффициента экранирования кабельной канализации (прокладка в кабельных каналах, металлических коробах или трубах, применение кабелей с более высоким коэффициентом экранирования);

установить во вторичных цепях устройства ограничения импульсных перенапряжений.

Устройства по ограничению импульсных перенапряжений во вторичных цепях применяют в исключительных случаях. Выбор таких устройств и решение об их применении должны быть осуществлены на основании специальной разработки.

10.6 Расчеты потенциалов на ЗУ при ударе молнии в молниеотвод рекомендуется проводить с помощью компьютерной программы (см.

Приложение Г). При разработке проекта техперевооружения распределение потенциалов на ЗУ может определяться на этапе предпроектных изысканий экспериментально методом имитационного моделирования в соответствии с СО 34.35.311.2004.

В тех случаях, когда для принятых условий не выполняются требования по уровням импульсных помех или по условию обратного перекрытия с ЗУ на кабели необходимо применить одно из указанных ниже мероприятий:

- снизить импульсное сопротивление ЗУ молниеотвода, прокладывая дополнительно заземлители и заземляющие проводники;

- изменить трассу прокладки вторичных кабелей;

- изменить место размещения молниеотводов (токоотводов).

После реализации указанных мероприятий повторно следует провести расчеты.

10.7 Для защиты от вторичных воздействий молнии, при применении в качестве молниеприемника сетки, на зданиях рекомендуется использовать металлические конструкции зданий в качестве токоотводов, заземляющих проводников и заземлителей системы молниезащиты.

Для зданий с железобетонными конструкциями необходимо максимально использовать естественные элементы. В качестве молниезащитных заземлителей использовать железобетонные фундаменты зданий и внешние заземлители электросетевого объекта. В качестве токоотводов использовать стальные каркасы зданий (стальные колоны, фермы и балки). Молниеприемную часть зданий следует выполнить из искусственных молниеприемников в виде «сетки» и (или) стержневых молниеприемников в соответствие с требованиями нормативных документов.

Обеспечить электрическую непрерывность стального каркаса и фундамента здания следующими способами:

- не менее 50% соединений арматурных стержней фундамента между собой выполнить сваркой или вязкой проволокой;

- выполнить сварочное соединение всех стальных колон здания с арматурой его железобетонного фундамента;

- выполнить сварочное или болтовое соединение всех стальных колон здания с расположенными под крышей поперечными фермами;

- выполнить сварочное или болтовое соединение поперечных ферм с продольными балками.

Если в здании применяются не стальные, а железобетонные колоны, то в каждой колоне по всей ее высоте необходимо обеспечить электрическую непрерывность не менее 2-х арматурных стержней, которые и следует присоединять к арматуре фундамента и фермам. Часть расположенных по периметру здания стальных колонн присоединить проводниками к внешнему заземлителю электросетевого объекта. Среднее расстояние между присоединяемыми к заземлителю колоннами должно быть не более 20 м.

Соединить горизонтальные молниеприемные проводники, прокладываемые по периметру крыши, с колоннами здания. Расстояние между точками присоединений - не более 20 м.

Гидроизоляцию фундамента здания следует выполнять битумными или битумно-латексными покрытиями. Применение полимерных покрытий при использовании фундамента здания в качестве молниезащитного заземлителя не допускается.

При наличии нескольких зданий, между которыми проложены вторичные кабели, необходимо прокладывать дополнительные заземлители (параллельные заземляющие проводники) для снижения разности потенциалов на ЗУ и токовой нагрузки на экраны кабелей. Шаг сетки из заземлителей (количество параллельных проводников) определяется расчетом.

Для кирпичных зданий должна быть выполнена искусственная систему уравнивания потенциалов. Выбор количества и сечения проводников определяют расчетом.

На всех этажах следует обеспечить соединения металлических конструкций зданий с внутренней системой уравнивания потенциалов, а на отметке 0м -соединения с внешним заземляющим устройством.

В местах установки антенн и другого оборудования на крыше здания должны быть предусмотрены выводы для заземления оборудования. Все кабели, выходящие на крышу, прокладывать в стальных трубах.

Для защиты кабелей от вторичных проявлений тока молнии должны применяться экранированные кабели с заземлением экранов с двух сторон.

Прокладку кабелей в пределах здания следует осуществлять в оцинкованных кабельных коробах, прокладку кабелей между зданиями рекомендуется осуществлять в подземных кабельных каналах или тоннелях.

10.8 При установке антенной мачты на электросетевом объекте должны быть выполнены мероприятия по защите от вторичных воздействий молнии системы связи и вторичного оборудования.

Выбор места расположения мачты и выполнение ЗУ определяется на основании расчетов распределения токов и потенциалов на ЗУ, наведенных напряжений в кабелях, а также импульсных магнитных полей в местах расположения вторичного оборудования (п.10.3-10.6).

Кабели связи и электропитания от антенной мачты должны прокладываться в стальных трубах, присоединенных к ЗУ. На входе кабелей в здание следует установить устройства защиты от импульсных перенапряжений.

Для защиты от электромагнитных воздействий молнии аппаратура радиосвязи может быть размещена рядом с радиомачтой в отдельном металлическом контейнере. Внутри контейнера должна быть выполнена система уравнивания потенциалов и установлены устройства защиты от импульсных перенапряжений в кабелях связи и в цепях электропитания.

Стенки контейнера должны обладать достаточными экранирующими свойствами.

Связь между аппаратурой в контейнере и вторичным оборудованием в других зданиях и сооружениях рекомендуется осуществлять оптоволоконным кабелем. В случае использования проводных цепей обмена информацией их следует снабжать устройствами защиты от перенапряжений.

11 Система оперативного постоянного тока 11.1 Питание устройств РЗА должно осуществляться по отдельным распределительным линиям (фидерам) по радиальной схеме.

быстродействие достаточное для того, чтобы при возникновении КЗ на любой из распределительных линий не допустить провалы напряжения на шинах ЩПТ более чем указано в Приложении Б (таблица Б.1 п.12).

11.3 СОПТ должна иметь защиту от коммутационных перенапряжений и импульсных помех. В качестве защитных аппаратов рекомендуется устанавливать в ЩПТ между каждым полюсом и «землей» кремниевые диоды (номинальный ток не менее 160 А, ток утечки менее 1 мА) или устройства защиты от импульсных перенапряжений.

11.4 Распределительные и групповые линии, используемые для питания устройств РЗА, установленных в распределительных устройствах (КРУЭ, ОРУ, КРУ) должны выполняться экранированными кабелями. Применение неэкранированных кабелей должно быть обосновано расчетом.

11.5 Не рекомендуется подключать к одной панели (сборке) ЩПТ цепи питания электроприемников, чувствительных к перенапряжениям и высокочастотным помехам (микропроцессорные устройства, устройства связи и т.п.) и цепи, выходящие за пределы помещения (цепи приводов включения/отключения высоковольтных выключателей).

11.6 Сборки питания устройств РЗА должны иметь отдельные вводы от АБ, независимые от цепей питания других электроприемников.

Использование общих защитных коммутационных аппаратов для цепей питания устройств РЗА и цепей приводов включения/отключения высоковольтных выключателей и других силовых электроприемников недопустимо.

11.7 Размещение АБ и ЩПТ должно обеспечивать применение соединяющих их кабелей минимальной длинны. Следует избегать прокладки кабелей разных полюсов на большом расстоянии друг от друга.

11.8 Пульсации напряжения на выходе подзарядного устройства должны быть не более 10% от номинального напряжения (см. Приложение Б, п.11).

Эмиссия радиопомех подзарядного устройства не должна превышать значений, указанных в Приложении Б, п.26.

11.9 Для защиты от наносекундных импульсных помех следует применять поочередно технические решения:

электромеханических устройств и микропроцессорных устройств;

- использовать соответствующие защитные схемы (RC-цепочки, диоды, варисторы);

- применять экранированные кабели.

12 Система электропитания переменным током 12.1 В системе электроснабжения собственных нужд подстанции должна быть выделены следующие типы нагрузок, чувствительных к электромагнитным помехам:

- компьютеры;

- АСУ ТП и устройства телемеханики;

- системы связи.

12.2 Электропитание указанных видов нагрузки должно быть выполнено посредством отдельных распределительных линий (фидеров).

12.3 Для электропитания АСУ ТП, телемеханики и других ответственных потребителей необходимо использовать инверторы, источники бесперебойного питания с двойным преобразованием и фильтрами для подавления высокочастотных и импульсных помех.

12.4 Для защиты электроприёмников системы электроснабжения сети 0,4кВ от импульсных помех могут быть установлены устройства защиты от импульсных перенапряжений в соответствии с ГОСТ Р 50571.18.

12.5 Система заземления электрических сетей переменного тока 0,4кВ вторичного оборудования и устройств связи должна удовлетворять требованиям ПУЭ для TN-S системы, т. е. не допускается применение объединённого защитного и нулевого рабочего PEN-проводника.

Во избежание воздействия, вызванного магнитными полями токов силовых кабелей сети переменного тока, необходимо их прокладывать на расстоянии не менее 100 мм от контрольных кабелей и проводников СОПТ (ОСТН 600-93, п.2.109б).

Для обеспечения ЭМС системы электроснабжения 0,4 кВ необходимо выполнение требований, предъявляемых к качеству электроэнергии по ГОСТ 13109 в соответствии с помехоустойчивостью вторичного оборудования (см.

Приложение Б).

В таблице 6 приведены показатели качества электроэнергии, основные причины, приводящие к их ухудшению и рекомендуемые мероприятия по их улучшению.

Мероприятия по улучшению качества электрической энергии Установившееся Неправильный выбор 1. Регулирование напряжения в отклонение регулировочного центре питания или у потребителя Коэффициент Потребители, 1. Выделение нелинейных нагрузок искажения представляющие собой на отдельную систему шин.

синусоидальности нелинейную нагрузку кривой напряжения, коэффициент n-ной составляющей Колебания напряжения Резкие изменения 1. Применение быстродействующих Коэффициент Использование 1.Симметричное распределение несимметрии по однофазных нагрузок однофазных нагрузок между фазами.

обратной или нулевой большой мощности последовательности Провалы или Аварийные ситуации, Применение для ответственных прерывания ошибки персонала и потребителей систем напряжения ложные срабатывания гарантированного бесперебойного Импульсные помехи Коммутационные Организация на объекте высокого уровня, процессы, грозовая многоступенчатой защиты от перенапряжения деятельность перенапряжений.

При проведении приемо-сдаточных испытаний необходимо выполнить измерения качества электропитания 0,4 кВ.

13 Защита от электромагнитных полей радиочастотного диапазона 13.1 На этапе предпроектных изысканий должны быть проведены измерения полей радиочастотного диапазона от внешних источников в месте размещения электросетевого объекта.

Исходными данными являются:

- мощность и частотный диапазон переносных и стационарных радиопередающих станций, которые применяют на электросетевом объекте;

- данные о строительных конструкциях зданий;

13.2 Место расположения стационарных устройств связи, применяемых на объекте, необходимо выбирать (на основании расчетов) таким образом, чтобы уровень напряженности электромагнитного поля в месте размещения вторичного оборудования не превышал допустимых значений (см.

Приложение Б).

Для переносных радиопередающих устройств необходимо устанавливать ограничения (в зависимости от мощности устройства) по использованию их в местах расположения вторичного оборудования.

Если по результатам предпроектных изысканий уровни напряженности радиочастотных электромагнитных полей от внешних источников, с учетом естественных экранов, выше допустимых значений, необходимо применять дополнительное экранирование:

- зданий/помещений, в которых размещается вторичное оборудование;

- вторичного оборудования.

13.3 Одним из наиболее простых и низкозатратных способов экранирования от высокочастотных полей - закладка в стены здания сетки из стальных прутьев (диаметром около 5 мм) с шагом 10-15 см, причем каждый прут на концах присоединяется к соседним. При подобном выполнении может быть достигнут коэффициент затухания магнитного поля от 15 до 30 дБ в диапазоне частот от 10 кГц до 30 МГц; он зависит от качества выполнения соединений между прутьями, между прутьями и металлоконструкциями и наличия строительных проемов (окон, дверей, и т.п.). Другой низкозатратный способ экранирования - это применение сетки из тонкой проволоки. Вся внутренняя поверхность помещений должна быть закрыта сеткой. При этом должны быть выполнен надежный электрический контакт по периметру между листами сетки, а также с элементами системы уравнивания потенциалов.

Металлические шкафы без отверстий обеспечивают экранирование от электромагнитных полей радиочастотного диапазона до допустимых уровней.

Размеры допустимых отверстий зависят от частоты воздействующего поля, расстояние элементов аппаратуры от отверстия и т.п.

В качестве ориентировочных оценок следует принимать, что любая неоднородность в виде окон, щелей и т.п. допустима, если ее наибольшие линейные размеры не превышают десятой части минимальной длины волны воздействующего поля. Например, для 1 ГГц (диапазон сотовых телефонов) минимальные допустимые размеры отверстия составляют 30мм, для 500 МГц (диапазон радиопереговорных устройств) - 60мм.

Для экранирования смотровых отверстий рекомендуется применять специальные стекла: с проводящей пленкой или с армированием металлической сеткой.

14 Защита от магнитных полей промышленной частоты 14.1 Если обеспечить допустимые уровни напряженности магнитного поля в местах размещения вторичного оборудования за счет компоновки объекта невозможно, применяют технические решения по экранированию источников магнитных полей или вторичного оборудования и кабелей.

14.2 Применение для экранирования стальных решеток обеспечит затухание магнитного поля низкой частоты лишь до нескольких дБ.

Использование стальных пластин или листов более эффективно. Коэффициент экранирования зависит от толщины листа и магнитной проницаемости материала. При использовании стального листа толщиной 2,5 мм с относительной магнитной проницаемостью около 1000, образующего непрерывную магнитную цепь вокруг источника или приемника помех, величина коэффициента затухания составит от 10 до 20 дБ. Если магнитная цепь не замкнута, ее магнитное сопротивление остается значительным, а значение коэффициента не превышает 10 дБ.

14.3 Значительное улучшение экранирующих свойств может быть достигнуто при применении стали с ориентированной внутренней структурой (например, применяемой в трансформаторах).

На низких частотах обычно применяются экраны из материалов с большой магнитной проницаемостью. В таблице 7 приведены данные о материалах, применяемых для магнитных экранов.

Материалы, применяемые для магнитных экранов Помимо этих материалов для магнитного экранирования применяют:

•фольгу из различных сплавов толщиной от 50 до 150 мкм (можно применять несколько слоев фольги);

•магнитный экран из лент аморфного металлического сплава (АМС), предназначенного для локального экранирования постоянных и переменных магнитных полей (представляет собой гибкий листовой материал типа "Рогожка" полотняного переплетения, изготовленный из лент АМС марки КНСР, шириной 850-1750 мм, толщиной 0,02 - 0,04 мм);

•листы и ленты из металла с различными магнитными проницаемостями.

Характеристики изготавливаемых в России материалов с высокой магнитной проницаемостью приведены в ГОСТ 10160 «Сплавы прецизионные магнито-мягкие».

14.4 Экранирование информационных кабелей, кабелей систем охранной и пожарной сигнализации рекомендуется осуществлять путём их прокладки в толстостенных металлических трубах, присоединенных к ЗУ с двух сторон.

15 Защита от разрядов статического электричества 15.1 Для проведения расчетов электростатических потенциалов необходимо иметь данные о характеристиках напольного покрытия в помещении, где установлено вторичное оборудование, и возможный диапазон изменения влажности и температуры воздуха в помещении.

15.3 С помощью стандартной программы Mathcad рассчитывают потенциал оператора и сравнивают с допустимыми значениями (см.

Приложение Б). Максимальное установившееся значение потенциала оператора (U, В) определяется из выражения:

где j0 - плотность тока электризации [мкA/м2], которая в обычных условиях менее 10 мкА/м2 /6/, S=1/S [1/Ом] и V=1/V [1/Ом·м] - удельные поверхностная и объёмная проводимости материала покрытия, l1, l2 и h размеры покрытия и его толщина [м].

Формулу можно использовать также для оценки потенциала оператора в случае, если он расположен на токопроводящем полу в различной обуви.

Вместо параметров напольного покрытия (V, S, h, l1 и l2) в выражения подставляются параметры подошвы ботинок. При расчётах используют экспериментальные зависимости V и S от относительной влажности воздуха (%).

Для приближенных оценок можно воспользоваться данными таблицы 8.

15.4 При проведении защитных мероприятий от СЭ следует руководствоваться требованиями ГОСТ 12.4.124 «Средства защиты от статического электричества. Общие технические требования».

15.5 Методы защиты от статического электричества, которые не позволяют накапливаться зарядам СЭ на диэлектриках и теле человека:

• увеличение относительной влажности воздуха в помещении до 6575%;

• применение антистатических линолеумов, настилов, ковриков, матов;

• использование персоналом антистатической одежды (халатов, курток), антистатической обуви или полосок заземления, закрепляемых на любом типе обуви;

• заземление персонала посредством кистевых браслетов с шарнирным контактом и заземляющим кордом, присоединяемым к заземляющему устройству.

Данные о потенциалах статического электричества для различных № Характеристика Характеристика Наибольший Степень п/п напольного покрытия одежды и обуви потенциал жёсткости Токопроводящие Синтетические Токопроводящие Синтетическая Синтетическое Хлопчатобумажная Х- специальная степень жесткости, устанавливаемая АО по согласованию с производителем устройств.

15.6 Антистатические напольные покрытия, выпускаемые в настоящее время, подразделяют на три группы, в зависимости от их электрического сопротивления:

- антистатические или антистатики - сопротивление не более 108Ом;

- токорассеивающие или диссипативные - сопротивление от 107 до 108 Ом;

- токопроводящие или электропроводные - сопротивление от 105 - 106 Ом (применяют во взрывоопасных помещениях).

При укладке этих покрытий необходимо четко руководствоваться рекомендациями производителя и использовать только указанные в техническом описании покрытия клеи (контактные или электропроводящие) и дополнительные материалы (медные ленты, присоединяемые к заземляющему устройству здания, зажимы, проводники и т.д.).

15.7 Выбор средств защиты от статического электричества следует осуществлять на основании технико-экономических расчетов. В таблице приведены сравнительные данные по затратам на напольные покрытия РЩ с площадью между рядами панелей (2х10)м2.

Сравнительные данные по затратам на напольные покрытия Антистатический линолеум «Tarkett»

16 Авторский надзор за выполнением проекта и приемо-сдаточные 16.1 При проведении авторского надзора на этапе строительства и монтажа должен быть осуществлен контроль:

- соответствия объёма работ проектной документации;

- качества работ при реализации технических решений по обеспечению ЭМС.

- выполнения требований по помехоустойчивости для всех возможных электромагнитных воздействий в соответствии с установленной степенью жесткости испытаний (по технической документации на вторичное оборудование и устройства связи);

- выполнения заземляющего устройства в соответствии с проектом и соблюдения условий ЭМС;

- обеспечения защиты от вторичных воздействий молнии;

- обеспечения защиты от импульсных помех;

- обеспечения защиты от статического электричества;

- обеспечения защиты от магнитных полей;

- выполнения требований ЭМС для системы электропитания постоянным и переменным током.

16.2 Если при проведении авторского надзора установлено, что условия ЭМС не выполняются в полном объеме, то должна быть выполнена корректировка проекта.

16.3 Приемо-сдаточные испытания должны быть проведены на этапе пуско-наладочных работ.

Должна быть проведена диагностика заземляющего устройства и электромагнитной обстановки.