ЗАЗЕМЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА НА ВХОДАХ ИЛИ ВЪЕЗДАХ НА ТЕРРИТОРИЮ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

ЗАЗЕМЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА НА ВХОДАХ ИЛИ ВЪЕЗДАХ НА ТЕРРИТОРИЮ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ


RU (11) 2024133 (13) C1

(51) 5 H01R4/66 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4414557/07 
(22) Дата подачи заявки: 1988.04.22 
(45) Опубликовано: 1994.11.30 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Правила устройства электроустановок. М., Энергоиздат, 1985, 1.7.51. 2. Правила устройства электроустановок. М., Энергоиздат, 1985, 1.7.55, п.1 
(71) Заявитель(и): Белорусское отделение Всесоюзного государственного научно- исследовательского и проектно-конструкторского института "ВНИПИэнергопром" 
(72) Автор(ы): Тепер Я.И. 
(73) Патентообладатель(и): Белорусский научно-исследовательский проектно- конструкторский энергетический институт "Белнипиэнергопром" 

(54) ЗАЗЕМЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА НА ВХОДАХ ИЛИ ВЪЕЗДАХ НА ТЕРРИТОРИЮ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ 

Сущность изобретения: укладка проводников заземляющего устройства для выравнивания электрического потенциала выполняется в зависимости от глубины укладки заземлителей. При этом глубина укладки заземлителя периметра заземляющей сетки увеличивается, в то время как глубина укладки остальных заземлителей заземляющей сетки остается без изменения. 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к заземляющим устройствам электроустановок напряжением выше 1000 В с эффективно заземленной нейтралью.

Может быть использовано в энергетике и промышленности, для выравнивания потенциалов на входах и въездах на территорию открытых распредустройств, в зданиях закрытых распредустройств, а также в зданиях и сооружениях на территории объекта, соединенных заземляющими проводниками с контуром заземления распредустройств напряжением 110 кВ и выше.

В качестве аналога можно рассмотреть заземляющее устройство [1] для выравнивания потенциалов у входов и въездов на территорию электроустановки напряжением выше 1 кВ сети с эффективно заземленной нейтралью, где выравнивание производится путем установки двух вертикальных заземлителей длиной 3-5 м у внешнего горизонтального заземлителя заземляющей сетки у входов и въездов на территорию электроустановки.

Недостатком данного устройства является то, что вертикальные заземлители хуже выравнивают потенциалы на входах и въездах в электроустановку, чем горизонтальные заземлители, уложенные на разные глубины, увеличиваемые по мере удаления от заземляющей сетки.

При однофазных коротких замыканиях на землю на подходе к вертикальным заземлителям на расстоянии шага от них возникают большие шаговые напряжения, опасные для пеpсонала.

В качестве прототипа может быть рассмотрено заземляющее устройство [2] для выравнивания электрического потенциала на входах или въездах на территорию электроустановки напряжением выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью и/или в здание с заземляющим устройством, соединенным с заземлителем электроустановки напряжением выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью, содержащее заземлитель периметра заземляющей сетки на территории электроустановок и/или заземлитель, расположенный на расстоянии 1 м от фундамента здания, и два горизонтальных проводника, уложенных на расстоянии 1 и 2 м от заземлителя на глубине 1 и 1,5 м соответственно и соединенных с ним наклонными проводниками [2].

Такое выравнивание потенциалов у входов и въездов на территорию электроустановки имеет следующие недостатки.

Потенциалы на поверхности у входов и въездов над заземлителем и над горизонтальным проводником, расположенным на расстоянии 1 м от заземлителя на глубине 1 м, примерно равны и снижение потенциалов на поверхности земли происходит только на втором метре от заземлителя, что создает большие шаговые напряжения, чем при выравнивании потенциалов на протяжении 2 м от заземлителя.

Рассматривается только вариант укладки заземлителя на глубине 1 м, в то время как заземляющая сетка на территории электроустановки открытого распредустройства напряжением выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью должна укладываться на глубине 0,5-0,7 м от поверхности земли; не рассматривается также вариант укладки горизонтальных заземлителей вокруг зданий и сооружений на существующих объектах на глубине 0,8-0,9 м.

Целью изобретения является повышение электробезопасности заземляющего устройства путем оптимального выравнивания потенциалов у входов и въездов в здания и на территорию электроустановки.

Цель достигается тем, что в заземляющем устройстве для выравнивания электрического потенциала на входах и въездах на территорию электроустановки напряжением выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью и/или в здание с заземляющим устройством, соединенным с заземлителем электроустановки напряжением выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью, содержащем заземлитель периметра заземляющей сетки на территории электроустановок и/или заземлитель, расположенный на расстоянии 1 м от фундамента здания, и два горизонтальных проводника, уложенных на расстоянии 1 и 2 м от заземлителя и соединенных с ним наклонными проводниками, оптимальная глубина укладки проводника, ближайшего к заземлителю, определяется по формуле

b = = м,

где а - глубина укладки заземлителя;

b - то же, ближайшего к заземлителю проводника;

с - 1,5, то же, удаленного от заземлителя проводника, при этом глубина укладки заземляющей сетки на территории электроустановки - 0,5 м, а глубина укладки заземлителя периметра заземляющей сетки - 0,75 м.

Если глубину укладки заземлителя, относящегося к заземляющей сетке на территории электроустановки или вокруг здания с заземляющим устройством, соединенным с заземлителем электроустановки напряжением выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью, обозначить а, глубину укладки ближайшего к заземлителю горизонтального проводника - b, а глубину укладки удаленного от заземлителя горизонтального проводника - с и обозначить соответствующие точки на поверхности над заземлителем и проводниками 0, 1, 2, что соответствует в длине метрам от заземлителя, то потенциалы на поверхности земли в этих точках, выраженные в условных единицах потенциала, в соответствии с тем, что потенциал на поверхности земли над заземлителем (проводником) обратно пропорционален расстоянию от заземлителя (проводника) до точки на поверхности земли, будут:

Uo = ; U1 = ; U2 = 

Исходя из того, что наилучшее распределение шаговых потенциалов (с точки зрения безопасности) будет при условии, что напряжение в точке 1 - среднеарифметическое от напряжений в точках 0 и 2, будет иметь место:

U1 = = = = , откуда: b = 

Если с=1,5 м, то b = м м.

При расчетах по этой формуле можно определить, что шаговые напряжения на выходах и въездах на территорию установки напряжением выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью при глубине укладки заземляющей сетки 0,5-0,6 м могут достигать значительных величин. Для снижения этих величин необходимо заземлитель периметра заземляющей сетки уложить на глубину 0,75 м, т. е. ниже уровня заземляющей сетки. Укладка сетки на меньшей глубине у мест расположения порталов оборудования необходима для снижения напряжения прикосновения, а снижение его уровня у периметра позволит снизить шаговые напряжения не только у входов и въездов, но и в других местах периметра территории электроустановки.

На фиг.1 представлено заземляющее устройство в плане; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3 представлены графики распределения потенциалов в условных единицах потенциала от точки "2" до точки "0" в зависимости от глубины укладки заземлителя и проводников 2, 3 на подходе к заземлителю в зависимости от глубины укладки заземлителя.

Устройство содержит заземлитель 1 периметра заземляющей сетки и/или заземлитель, расположенный на расстоянии 1 м от фундамента здания на глубине 1 м, горизонтальные проводники 2 и 3, расположенные на расстоянии 1 и 2 м от заземлителя 1 соответственно, наклонные соединительные проводники 4 между заземлителем 1 и проводниками 2 и 3. Глубина укладки заземлителя 1 - а, глубина укладки проводника 2 - b, глубина укладки проводника 3 - c=1,5 м. Точки по оси входа на поверхности над заземлителем 1 - "0", над проводником 2 - "I", над проводником 3 - "II".

Из графиков 1-7 можно выявить, что наибольшие шаговые потенциалы возникают при укладке заземлителя 1 на глубине 0,5-0,7 (графики 1-3), поэтому необходимо для повышения электробезопасности за счет снижения шаговых потенциалов увеличить глубину периметра заземляющей сетки до 0,75 м. В этом случае глубина укладки проводника 2 в соответствии с графиками 3, 4 должна быть по расчету около 1 м, а при укладке заземлителя 1 на глубине 1 м в соответствии с графиком 7 глубина укладки проводника 2 по расчету 1,2 м.

Технико-экономическая эффективность изобретения связана с повышением электробезопасности персонала и со снижением травматизма на входах и въездах на территорию электроустановок и в зданиях, заземляющие устройства которых соединены с заземлителями электроустановок напряжением выше 1000 В с эффективно заземленной нейтралью. Кроме того, за счет увеличения глубины заложения заземлителя периметра заземляющей сетки на территории электроустановки до 0,75 м снижаются шаговые напряжения между поверхностью земли над заземляющей сеткой и территорией у ограды установки шириной 3 м. Повышается электробезопасность на входах и въездах в здания энергетических и промышленных предприятий, заземляющие устройства которых соединены с заземлителями упомянутых электроустановок. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



ЗАЗЕМЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА НА ВХОДАХ ИЛИ ВЪЕЗДАХ НА ТЕРРИТОРИЮ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ напряжением выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью и/или в здание с заземляющим устройством, соединенным с заземлителем электроустановки напряжением выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью, содержащее заземлитель периметра заземляющей сетки на территории электроустановок и/или заземлитель, расположенный на расстоянии 1 м от фундамента здания, и два горизонтальных проводника, уложенных на расстоянии 1 и 2 м от заземлителя и соединенных с ним наклонными проводниками, отличающееся тем, что, с целью повышения электробезопасности путем оптимального выравнивания потенциалов у входов и въездов в здания и на территорию электроустановки, оптимальная глубина b укладки проводника, ближайшего к заземлителю, определяется по формуле

b = = м,

где a - глубина укладки заземлителя;

c = 1,5 - глубина укладки удаленного от заземлителя проводника,

при этом глубина укладки заземляющей сетки на территории электроустановки 0,5 м, а глубина укладки заземлителя периметра заземляющей сетки 0,75 м.