Двухъярусное заземляющее устройство
Владельцы патента RU 2391757:
Открытое акционерное общество "Инженерный центр энергетики Урала-УРАЛВНИПИЭНЕРГОПРОМ, Уралсельэнергопроект, УралТЭП, УралОРГРЭС, УралВТИ, Уралэнергосетьпроект, Челябэнергосетьпроект" (RU)
Изобретение относится к области электротехники, а именно к заземляющим устройствам, предназначенным для заземления оборудования электрических подстанций. Двухъярусное заземляющее устройство содержит заземляющую сетку, состоящую из верхнего и нижнего ярусов. К верхнему ярусу присоединены заземляющие спуски оборудования, а к нижнему ярусу, заложенному в грунт на глубину, выбранную по условиям предотвращения электрического пробоя грунта между двумя ярусами - заземляющие спуски молниеотводов и ограничителей перенапряжений. Ток молнии растекается по нижнему ярусу заземляющего устройства и не распространяется по верхнему ярусу вследствие отсутствия кондуктивной связи между ярусами. Верхний и нижний ярусы заземляющей сетки могут быть соединены между собой в нескольких точках, наиболее удаленных от молниеотводов и заземляющих спусков оборудования. В этом случае на верхний ярус заземляющего устройства попадает ослабленный ток молнии. Технический результат - надежная защита оборудования от кондуктивных импульсных помех при ударах молнии. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области электротехники, а именно к заземляющим устройствам, предназначенным для заземления оборудования электрических подстанций. Оно также может быть использовано для заземления других производственных объектов.
Известно выносное заземляющее устройство (патент RU 2169420 C1 H01R 4/66, H02B 1/16, опубл. 20.06.2001), содержащее заземляющую сетку, заложенную в грунт. Заземляющая сетка расположена на глубине, меньшей радиуса Rоп опасной зоны поля растекания тока на поверхности земли, а по периметру заземляющей сетки на глубине, равной Rоп, расположена дополнительно введенная заземляющая рамка. Заземляющая сетка и заземляющая рамка жестко соединены между собой по периметру дополнительно введенными вертикальными изолированными проводами, a Rоп=(1,7-1,8)Rmax, где Rmax - максимальный радиус поля растекания тока по поверхности земли. Недостатком данного заземляющего устройства является совмещение функций отвода токов молний, отвода токов несимметричных коротких замыканий и защитных функций по условиям электробезопасности, что может привести к выходу из строя оборудования вследствие высокого импульсного напряжения, возникающего на заземляющих спусках оборудования при ударах молний в молниеотводы и работе ограничителей перенапряжений.
За прототип выбрано заземляющее устройство, состоящее из продольных и поперечных горизонтальных заземлителей, проложенных на глубине 0,5-0,7 м и соединенных между собой в заземляющую сетку (Правила устройства электроустановок. 7-е изд. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2002, п.1.7.90). Недостатком данного заземляющего устройства также является совмещение функций отвода токов молний, отвода токов несимметричных коротких замыканий и защитных функций по условиям электробезопасности, что может привести к выходу из строя оборудования вследствие высокого импульсного напряжения, возникающего на заземляющих спусках оборудования при ударах молний в молниеотводы и работе ограничителей перенапряжений.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка устройства, обеспечивающего надежную защиту оборудования от кондуктивных импульсных помех при ударах молний.
Решение указанной задачи достигается выполнением заземляющей сетки устройства в два яруса, причем к верхнему ярусу присоединены заземляющие спуски оборудования, а к нижнему ярусу, заложенному в грунт на глубину, выбранную по условиям предотвращения электрического пробоя грунта между двумя ярусами - заземляющие спуски молниеотводов и ограничителей перенапряжений. Ток молнии растекается по нижнему ярусу заземляющего устройства и не распространяется по верхнему ярусу вследствие отсутствия кондуктивной связи между ярусами. Верхний и нижний ярусы заземляющей сетки могут быть соединены между собой в нескольких точках, наиболее удаленных от молниеотводов и заземляющих спусков оборудования. В этом случае на верхний ярус заземляющего устройства попадает ослабленный ток молнии.
На чертеже представлено заявляемое двухъярусное заземляющее устройство.
Двухъярусное заземляющее устройство содержит продольные и поперечные горизонтальные заземлители, соединенные между собой в заземляющую сетку, состоящую из верхнего яруса 1 и нижнего яруса 2. Верхний ярус 1 заложен в грунт на глубину 0,5-0,7 м и соединен с заземляющими спусками оборудования (не показаны), а нижний ярус 2 заложен в грунт на глубину, выбранную по условиям предотвращения электрического пробоя грунта между двумя ярусами, и соединен с заземляющими спусками 3 молниеотводов 4 и заземляющими спусками ограничителей перенапряжений (не изображены). Для снижения сопротивления растеканию токов ярусы 1 и 2 соединены между собой в точках, наиболее удаленных от молниеотводов 4 и заземляющих спусков оборудования (не изображены).
Двухъярусное заземляющее устройство работает следующим образом.
При ударе молнии в молниеотвод 4 или работе ограничителей перенапряжений ток растекается по нижнему ярусу 2 заземляющего устройства и не растекается по верхнему ярусу 1 вследствие отсутствия кондуктивной связи между ярусами 1 и 2 заземляющего устройства. Таким образом, импульсная помеха не попадает на верхний ярус 1 заземляющего устройства, что исключает значительную разность потенциалов на заземляющих спусках оборудования (не показаны).
В случае соединения ярусов 1 и 2 заземляющего устройства на верхний ярус 1 заземляющего устройства попадает ослабленная кондуктивная импульсная помеха. Вследствие этого разность потенциалов на заземляющих спусках оборудования (не изображены) будет незначительной по сравнению с прототипом.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет защитить оборудование подстанции от кондуктивных импульсных помех при ударах молнии.
Предлагаемое техническое решение соответствует критерию «новизна», так как из уровня техники неизвестны технические решения с предложенной совокупностью признаков.
1. Двухъярусное заземляющее устройство, содержащее продольные и поперечные горизонтальные заземлители, соединенные между собой в заземляющую сетку, заложенную в грунт на глубину 0,5-0,7 м, отличающееся тем, что заземляющая сетка выполнена в два яруса, причем к верхнему ярусу присоединены заземляющие спуски оборудования, а к нижнему ярусу, заложенному в грунт на глубину, выбранную по условиям предотвращения электрического пробоя грунта между двумя ярусами, - заземляющие спуски молниеотводов и ограничителей перенапряжений.
2. Двухъярусное заземляющее устройство по п.1, отличающееся тем, что верхний и нижний ярусы заземляющей сетки соединены между собой в нескольких точках, наиболее удаленных от молниеотводов и заземляющих спусков оборудования.
