Заземление брони кл

Заземление кабелей и кабельных конструкций

Заземление брони и оболочки кабеля, металлических конструкций, на которых расположены кабели и муфты, производится для обеспечения безопасности обслуживающего персонала, а также предохранения свинцовой или алюминиевой оболочки от выплавления при пробое изоляции кабеля на землю.
Части, подлежащие заземлению, — металлические оболочки и броня кабелей; соединительные и концевые муфты; кабельные конструкции; лотки; тросы, к которым прикреплены кабели; стальные трубы, в которых проложены кабели.
Броня и металлические оболочки кабелей должны быть надежно соединены между собой по всей длине кабельной линии и с металлическими корпусами соединительных и концевых муфт.
В случае применения термоусаживаемых муфт, выполненных из изолирующего материала, надежное соединение брони и металлической оболочки кабеля в пределах длины соединительной муфты обеспечивается гибким многопроволочным медным проводником длиной 1,0 м и площадью поперечного сечения 16. 25 мм2, прокладываемым поверх трубки герметизации и присоединяемым к броне и оболочке обоих концов кабелей. На концах кабельных линий (у концевых муфт) медный провод заземления присоединяется к заземляющей магистрали.
Присоединение провода заземления к броне производится к обеим бронелентам, а для проволочной брони — по окружности ко всем проволокам.
Заземление стальных лотков осуществляется на обоих концах линий, т.е. не менее чем в двух местах. Если лотки
используются в качестве заземляющих проводников, то должна быть обеспечена непрерывность электрической цепи.
Несущий трос и все металлические части, применяемые при прокладке кабелей на тросах, должны быть заземлены. Несущий трос заземляется с противоположных концов, т.е. в двух местах.
Короткие отрезки металлических, асбестовых, пластмассовых труб диаметром, в 1,5-2 раза большим наружного диаметра кабеля, предназначенные для механической защиты кабельных линий при прокладке их через стены и перекрытия, могут не заземляться, если проложенные в них кабели имеют металлическую оболочку или если помещения, в которые входят концы труб, относятся к категории без повышенной опасности.

В кабельных линиях к частям, подлежащим заземлению, относятся металлические оболочки и броня силовых и контрольных кабелей, металлические кабельные соединительные и концевые муфты, металлические кабельные конструкции, лотки, короба, тросы, на которых укреплены кабели, и стальные трубы, в которых проложены кабели (в помещениях).
Соединение брони и оболочки с соединительными и концевыми муфтами выполняется с помощью гибких многопроволочных медных проводников. На концах кабельных линий медные проводники присоединяются к магистрали заземления.
Заземляющие многопроволочные медные проводники для силовых кабелей при отсутствии других указаний в проекте должны иметь сечение, мм 2 , не менее:

Монтаж заземления концов кабелей — Монтаж и эксплуатация кабелей

§ 35. МОНТАЖ ЗАЗЕМЛЕНИЯ КОНЦОВ КАБЕЛЕЙ

Заземление, или зануление*, металлических оболочек и корпусов муфт, экранов и брони выполняют при разделке концов кабелей для безопасности обслуживающего персонала и предохранения металллических оболочек от выплавления при пробое изоляции кабеля на землю.
Заземление выполняют медными многопроволочны ми проводами сечением: 6 мм 2 — для кабеля сечением жил до 10 мм 2 ; 10 мм 2 — 16, 25, 35 мм 2 ; 16 мм 2 — 50, 70, 95, 120 мм 2 ; 25 мм 2 — 150, 185, 240 мм 2 .
* Для краткости слово «зануление» далее опущено.

При монтаже соединительных муфт марки СС заземляющий провод после припайки свинцового корпуса присоединяют: к бронелентам и свинцовой или алюминиевой оболочке одного конца кабеля; середине свинцового корпуса муфты; свинцовой или алюминиевой оболочке и бронелентам другого конца кабеля.

При монтаже соединительных эпоксидных муфт марки СЭв заземляющий провод припаивают к бронелентам и оболочке одного из соединяемых кабелей, после чего одну из полумуфт временно устанавливают на место, чтобы примерить провод заземления, прокладываемый в пазу корпуса. Далее полумуфту снимают, а провод заземления прикрепляют и припаивают к бронелентам и оболочке другого кабеля.

При разделке конца кабеля у концевых муфт и заделок длину провода выбирают такой, чтобы обеспечить его присоединение к оболочке, экрану, броне кабеля, заземляющему болту металлического корпуса опорной конструкции, заделки и т. д.

Места присоединения провода заземления также тщательно облуживают: на свинцовой оболочке и броне — оловянно-свинцовым припоем; на алюминиевой оболочке — сначала припоем А, а затем оловянно-свинцовым припоем; на тонких алюминиевых металлических экранах концов кабеля с пластмассовой изоляцией — припоем А.

Провод заземления крепят к металлическим оболочкам или броне разделываемого конца кабеля бандажом из оцинкованной стальной проволоки (рис. 77), а затем припаивают оловянно-свинцовым припоем. Продолжительность каждой пайки (во избежание нагрева изоляции кабеля) не превышает 3 мин.


Рис. 77. Прикрепление проводов заземления к металлической оболочке (а), облуженной броне (б) проволочными бандажами и припайка проводов заземления к броне и оболочке (в): 1,2 — бандажи у торцов оболочки и брони, 3,4 — бандажи у торцов брони и у наружного покрова

При лужении и пайке во всех случаях применяют газовые горелки или паяльные лампы. При соединении провода с лентами металлических экранов используют паяльники. В качестве флюса при лужении и пайке к броне применяют паяльный жир или другие материалы (см. гл. VII).

При использовании алюминиевой оболочки в качестве нулевого рабочего провода (четвертой жилы) к ней в соединительных и ответвительных муфтах припаивают перемычки из гибкого медного провода, которые создают непрерывную электрическую цепь для прохождения тока по оболочке. В концевых муфтах и заделках гибкий медный провод выводят от оболочки кабеля для присоединения к внешним нулевым проводникам.

В качестве перемычек применяют гибкий медный провод сечением от 16 до 70 мм 2 в зависимости от сечения жил кабеля.

Для присоединения и пайки медного гибкого провода к броне и алюминиевой оболочке кабеля обе ленты брони и оболочку зачищают и облуживают (ленты — оловянистым припоем, оболочку — последовательно припоями А и оловянистым). Предварительно облуженный провод (перемычку) закрепляют на облуженных местах проволочным бандажом; время припайки провода и припайки бандажа у кабелей с бумажной изоляцией не должно превышать 3 мин.

Контрольные вопросы
1. Приведите примеры операций разделки кабелей с пластмассовой и бумажной изоляцией
2. Назовите инструменты и приспособления, применяемые при разделке кабелей с пластмассовой изоляцией.

Заземление кабелей и кабельных конструкций

Заземление кабельных оболочек и брони кабеля, металлических корпусов муфт и конструкций, на которых расположены кабели и муфты, производят для безопасности обслуживающего персонала, а также для предохранения свинцовой или алюминиевой оболочки от выплавления в ряде точек при пробое изоляции кабеля на землю.
В кабельных линиях к частям, подлежащим заземлению, относятся металлические оболочки и броня силовых и контрольных кабелей, металлические кабельные соединительные и концевые муфты, металлические кабельные конструкции, лотки, короба, тросы, на которых укреплены кабели, стальные трубы, в которых проложены кабели (в помещениях).
Броня и металлические оболочки кабелей должны иметь надежные соединения по всей длине кабельной линии между собой и с металлическими корпусами соединительных и концевых муфт.
Соединение брони и оболочки с соединительными и концевыми муфтами выполняют с помощью гибких многопроволочных медных проводников. На концах кабельных линий медные проводники присоединяют к магистрали заземления.
Сечение заземляющих многопроволочных медных проводников для силовых кабелей при отсутствии других указаний в проекте должно быть не менее:

Сечение проводника заземления, мм

Выполнение непрерывности заземления кабеля в местах соединения строительных длин кабеля с помощью свинцовых соединительных муфт осуществляется последовательным соединением проводника заземления с помощью пайки к броне и оболочке конца одного кабеля, затем к свинцовой муфте (в центре ее), а затем к оболочке и броне другого конца кабеля.
В тех случаях, когда свинцовая муфта защищена герметичным кожухом, провод заземления должен быть присоединен к броне таким образом, чтобы остались свободные концы для присоединения к болтам заземления кожуха.
Выполнение непрерывности заземления в местах соединения кабелей с помощью эпоксидных соединительных муфт выполняют с помощью соединения проводника заземления, состоящего из двух отрезков, которые припаивают к оболочкам и бронелентам обоих концов кабелей с помощью пайки. Соединение отрезков проводника заземления между собой осуществляют в соединительной медной гильзе с помощью опрессовки. Провод заземления должен быть в поливинилхлоридной изоляции или с надетой на него поливинилхлоридной трубкой либо неизолированным с подмоткой из хлопчатобумажной ленты, промазанной эпоксидным компаундом.

Заземление свинцовой соединительной муфты: а — муфта предназначена для укладки в негерметичный кожух типа КзЧ; б — муфта предназначена для укладки в герметичный кожух типа КзЧГ 1 — муфта свинцовая марки СС; 2 — место припайки муфты к оболочке кабеля; 3 — оболочка кабеля;
4 — броня из плоских стальных лент; 5 — бандажи из оцинкованной проволоки; 6 — место припайки проводника заземления; 7 — медный многопроволочный проводник заземления; 8 — конец проводника заземления для присоединения под болт; 9 — отпрессованный наконечник
Для концевых муфт и концевых заделок длину провода заземления выбирают такой, чтобы обеспечить его присоединение к оболочке и броне кабеля и к заземляющему болту металлического корпуса муфты. Свободный конец провода заземления, оконцованный наконечником путем сварки, пайки или опрессовки, присоединяют к заземляющему болту опорной конструкции муфты или заделки.
Провод для заземления присоединяют к свинцовой или алюминиевой оболочке кабеля при помощи бандажа из оцинкованной стальной проволоки диаметром 1. 1,5 мм с последующей припайкой припоем ПОССу 30-0,5. Предварительно место припайки к оболочке должно быть тщательно очищено и облужено: свинцовая оболочка — припоем марки ПОССу 30-0,5, а алюминиевая — припоем марки А.

Соединение проводником заземления концов кабеля в эпоксидной соединительной муфте: 1 — корпус муфты; 2 — металлическая оболочка кабеля; 3 — броня из плоских лент; 4 — джутовый покров; 5 — бандажи из оцинкованных проволок; б — место припайки проводника заземления; 7— герметизирующая подмотка; 8 — проводник заземления в поливинилхлоридной оболочке; 9 — опрессованная медная гильза; 10 — изолирующая подмотка проводника заземления и гильзы

Присоединение провода к броне производят для ленточной брони к обеим бронелентам, а для проволочной брони — по окружности ко всем проволокам. Места присоединения должны быть предварительно очищены до блеска и облужены припоем ПОССу 30-0,5, после этого провод для заземления крепят бандажом из оцинкованной стальной проволоки диаметром 1. 1,5 мм и припаивают тем же припоем. Лужение и пайка производятся с применением паяльного жира.
Заземление металлических оболочек одножильных кабелей в сетях переменного тока выполняют в соответствии с указаниями, приведенными в проекте.
Заземление стальных лотков и коробов должно производиться не менее чем в двух местах, как правило, на обоих концах линий. Кроме того, каждое ответвление дополнительно заземляется в конце его.
В тех случаях, когда лотки или короба используют в качестве заземляющих проводников, должна быть обеспечена непрерывность электрической цепи.
Все металлические части, применяемые при прокладке кабелей на тросах, включая и несущий трос, должны быть заземлены. Несущий трос необходимо заземлять в двух местах — с противоположных концов — путем разъемного соединения его гибкими перемычками с заземляющими проводниками или с помощью сварки.
Анкерные, промежуточные опорные и подвесные кабельные конструкции заземляют через трос путем плотного и надежного контакта между ними. Места крепления троса и конструкций должны быть зачищены до металлического блеска и смазаны составом ЦИАТИМ.
Стальные трубы, используемые для заземления, должны иметь надежные соединения. При открытой прокладке могут применяться хорошо затянутые муфты на сурике с контргайкой на стороне длинного участка резьбы (сгон) или иные конструкции, дающие надежный контакт. При скрытой прокладке должны применяться только муфты на сурике, причем они должны быть дополнительно приварены с каждой стороны в одной-двух точках.
При тонкостенных трубках нельзя рекомендовать приварку муфт или других соединителей непосредственно на монтаже из-за возможного прожога тонкой стенки трубы. Поэтому при прокладке этих труб целесообразно предварительно в монтажных мастерских у концов отдельных труб приваривать стальные флажки, а затем на месте монтажа приваривать между флажками перемычки или сваривать флажки между собой.
Короткие отрезки труб, предназначенные для механической защиты кабельных линий и проходящие через стены или перекрытия, допускается не заземлять, если все проложенные в них кабели имеют металлическую оболочку или если помещения, в которые входят концы труб, относятся к категории без повышенной опасности.


Заземление троса приваркой свободного конца петли (а) и гибкой стальной перемычкой (б): 1— концевая петля на тросе; 2 — трос со снятой изоляцией; 3 — свободный конец петли троса; 4 — флажковый наконечник; 5 — шина заземления; 6 — ответвительный сжим; 7 — гибкая стальная перемычка.

Заземление концевых заделок КВБ: а — без трансформатора тока; б — с трансформатором тока 1 — металлический корпус заделки; 2 — оболочка; 3 — место пайки проводника заземления к оболочке; 4 — бандаж; 5 — место пайки проводника заземления к броне; 6 — скоба; 7 — броня; 8 — место присоединения проводника заземления к скобе; 9 — проводник заземления; 10 — место присоединения проводника заземления к корпусу заделки; 11 — трансформатор тока; 12 — наконечник

Заземление брони кабеля 0.4 кв. Заземление брони кабеля

Кабельные линии

Однофазные кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена получили широкое распространение и уже достаточно хорошо изучены. Некоторое время назад на рынке появилась модификация однофазных кабелей напряжением 6-35 кВ (и даже 110 кВ), в конструкцию которых добавлена броня из проволок алюминия или его сплава.
Михаил Викторович Дмитриев считает, что у бронированного кабеля имеется ряд особенностей, которые нельзя оставлять без внимания.

Смотрите так же:  Измерение сопротивления электропроводки

БРОНИРОВАННЫЕ КАБЕЛИ 6-35 кВ
Проблемы и возможные решения

Традиционно в сетях среднего напряжения применялись трехфазные кабели с бумажно-масляной изоляцией в свинцовой оболочке, покрытые броней из стальных лент. Свинцовая оболочка герметизировала кабель, защищая его от потери масла и проникновения воды, а броня предотвращала механические повреждения свинца и других элементов линии.

В настоящее время у силовых кабелей чаще всего твердая изоляция — сшитый полиэтилен (СПЭ), и поэтому герметизация кабеля при помощи свинцовой оболочки уже не требуется. Исключение составляют специализированные СПЭ-кабели для подводной прокладки, где используют свинцовую оболочку для защиты кабеля от проникновения воды внутрь изоляции.

Отсутствие свинцовой оболочки у подавляющего большинства СПЭ-кабелей повлекло за собой и отказ от применения в их конструкции металлической брони.

Кабели с изоляцией из СПЭ покрыты прочной полимерной оболочкой толщиной приблизительно 5 мм, которая не только защищает кабель от проникновения воды в его изоляцию, но и обеспечивает ему определенную механическую защиту. Тем не менее есть несколько случаев, когда требуется усиленная механическая защита кабеля, с которой полимерная оболочка может не справиться. Например, речь идет о прокладке линии:

  • в пучинистых грунтах;
  • в зонах подвижек грунта (оползни, землетрясения и пр.);
  • по дну водоемов в условиях судоходства.

Для подобных ситуаций заводы разработали модификацию СПЭ-кабелей, где в конструкцию добавлена проволочная броня из алюминия или его сплава. Кроме механической защиты уже проложенного кабеля, броня может оказаться полезна и на стадии монтажа, ведь она позволяет повысить допустимые усилия на кабель при его протяжке, а значит, увеличить строительную длину, снизить число соединительных муфт.

Бронированные СПЭ-кабели бывают трехфазными или однофазными, однако только однофазное исполнение дает возможность изготавливать кабели на большие напряжения и токи.

Схематично вид поперечного сечения однофазного бронированного кабеля 6-35 кВ представлен на рис. 1.

Рис. 1. Однофазный бронированный кабель

Такой кабель отличается от обычного тем, что оболочка делится на две части, между которыми размещается повив из проволок брони. В результате у бронированного кабеля образуется сразу две оболочки: первая (внутренняя) — между экраном и броней, вторая (наружная) — между броней и грунтом. Каждая из этих оболочек имеет толщину около 3 мм.

Принципиальным является вопрос о выборе материала для брони однофазного кабеля, поскольку за пределами медного экрана нет электрического поля (экран заземлен хотя бы в одной точке), но имеется магнитное поле. Очевидно, броня кабеля оказывается в зоне действия магнитного поля жилы кабеля и поэтому не может выполняться из склонных к намагничиванию материалов, так как иначе она будет существенно нагреваться, создавая риск перегрева и оплавления изоляции. Поэтому броню однофазных кабелей делают из немагнитного металла — алюминия или из его сплава (он имеет активное сопротивление, близкое к чистому алюминию). Конструкция брони проволочная, так как на заводах заведомо имеется необходимое оборудование для работы с проволоками, ведь и жила скручивается из отдельных проволок, и экран тоже является проволочным.

ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ЭКРАНОВ И БРОНИ

Для экранов однофазных кабелей существуют три основные схемы соединения и заземления :

  • двустороннее заземление экранов;
  • одностороннее заземление экранов;
  • транспозиция экранов (то или иное число циклов).

Такие же три базовые схемы теоретически можно предложить и для брони. Однако далее будет показано, что для брони в отличие от экранов возможен еще и четвертый вариант — ее полное разземление. Имея 3 разные схемы для экранов и 4 схемы для брони, всего получаем 12 вариантов, которые придется рассмотреть проектировщику, чтобы выбрать самое оптимальное решение.

К сожалению, в настоящее время при выборе схем даже для обычного однофазного кабеля приходится наблюдать большое число ошибок, а ведь уже опубликованы все необходимые материалы и даже введен в действие стандарт ПАО «ФСК ЕЭС» . Учитывая изложенное, есть все основания полагать, что для проектировщика, и без того заваленного работой, задача выбора наилучшей из 12 схем бронированного кабеля, имеющего два экрана, окажется достаточно сложной.

Согласно располагаемой информации, для всех однофазных бронированных кабелей, которые уже проложены в действующих сетях 6-35 кВ, применено простое двустороннее заземление экранов и двустороннее заземление брони (на схеме рис. 2 показана только одна из трех фаз линии). С годами, по мере роста нагрузки, изоляция кабелей будет перегреваться теплом, выделяющимся в жиле, в экране, в броне, ускоренными темпами снижая ее ресурс или даже оплавляя ее. Например, автору известно, что только за 2015 год были выявлены две явно проблемные линии с бронированными кабелями 10 и 35 кВ. Трудно оценить, сколько случаев остались неизвестными и сколько еще произойдет.

Рис. 2. Двустороннее заземление экранов и брони однофазного кабеля

Очевидно, ситуация требует самого оперативного вмешательства с целью ограничения применения однофазных бронированных кабелей, а может быть, даже их полного запрета до тех пор, пока не будет наведен порядок в выборе схем соединения и заземления экранов и брони таких кабелей.

Первым шагом в решении накопившихся вопросов мог бы стать предложенный в настоящей статье экспресс-анализ всех 12 возможных схем соединения и заземления экранов и брони, а также формирование перечня наиболее перспективных из них.

Двустороннее заземление брони

Сравнивая тепловыделение в экране и в броне, можно показать, что в броне оно в несколько раз больше, чем в экране. Поэтому нет смысла в схемах соединения и заземления экранов и брони, где для экранов внедрены меры по борьбе с потерями и нагревом, а для брони нет и применено ее простое двустороннее заземление.

Транспозиция брони

Сечение брони однофазного кабеля 6-35 кВ достигает 500 мм 2 . Сложно представить, что проводник такого большого сечения (а значит, и диаметра) удастся качественно вывести из транспозиционных муфт и подключить к неким коробкам транспозиции. Кроме того, транспозиция предполагает, что в муфте броня соседних строительных длин кабеля должна быть изолирована друг от друга. Следовательно, усилия продольного тяжения кабеля, возникающие, например, из-за подвижек грунта, не будут передаваться через муфту с одной строительной длины кабеля на соседнюю строительную длину. Это означает, что при подвижных грунтах бронированный кабель будет обрываться в муфте. По названным причинам и по ряду других транспозиция брони вряд ли получит распространение.

Транспозиция экранов

Во-первых, основная проблема бронированных кабелей связана с потерями в броне, т.е. о транспозиции экранов можно говорить лишь после того, как сделана транспозиция брони, а ее, к сожалению, сделать очень сложно. Во-вторых, конструкция муфты, из которой выводится экран, но не выводится броня, — наверное, не самая простая и надежная. Из сказанного следует, что транспозиция экранов бронированного кабеля затруднена.

Видно, что из трех возможных вариантов соединения и заземления экранов один (транспозиция) следует исключить, а всё внимание надо сосредоточить на двустороннем заземлении и на одностороннем заземлении.
Что касается брони, то обсуждению подлежат лишь одностороннее заземление брони или же ее полное разземление.

Таким образом, в ходе рассуждений удалось снизить число разнообразных вариантов соединения и заземления с 12 схем всего до 4 (они показаны на рис. 3). Предложим методику их расчета, взяв за основу подход, использованный в .

Рис. 3. Альтернативные схемы соединения и заземления экранов и брони:

а) двустороннее заземление экранов, одностороннее заземление брони;
б) двустороннее заземление экранов, полное разземление брони;
в) одностороннее заземление экранов, одностороннее заземление брони;
г) одностороннее заземление экранов, полное разземление брони

Обращаем внимание, что на рис. 3 для простоты не показаны ОПН, которые устанавливаются между экранами и землей в местах разземления экранов и нужны для защиты оболочки кабеля от импульсных перенапряжений. Также тут нет и ОПН, которые, возможно, было бы полезно иметь между броней и землей.

БАЗОВАЯ СХЕМА

Рассмотрим расчет схемы двустороннего заземления экранов и брони (рис. 2), чтобы любой желающий мог оценить конкретные последствия от ее использования.

Для расчета токов, наведенных в экранах и броне, можно воспользоваться уже известными формулами для экрана обычного однофазного кабеля, но подставлять в них параметры эквивалента медного экрана и алюминиевой брони.

Ток эквивалента (ЭБ) экрана (Э) и брони (Б) по отношению к току жилы (Ж):

где R Э * = ρ Э / F Э; R Б * = ρ Б / F Б — погонные активные сопротивления экрана и брони;
F Э, F Б — сечения экрана и брони;
ρ Э = 2 · 10 -8 Ом·м; ρ Б = 3,2 · 10 -8 Ом·м — удельные сопротивления медного экрана и алюминиевой брони;

Погонное активное и индуктивное сопротивление экрана и брони, включенных параллельно друг другу, где:
d ЭБ = 0,5(d Э + d Б) — средний диаметр экрана и брони;
d Э — средний диаметр экрана (он несколько больше, чем 2r 2);
d Б — средний диаметр брони (он несколько больше, чем 2r 4);

Среднегеометрическое расстояние между осями фаз кабеля;
μ 0 = 4π · 10 -7 Гн/м — абсолютная магнитная проницаемость вакуума;
ω = 2πf = 314 рад/с — круговая частота при f = 50 Гц.

Относительные потери в экране и броне:

Коэффициент использования пропускной способности кабеля:

Годовая стоимость потерь мощности в экранах и броне трех фаз:

где Ц — цена потерь электроэнергии, руб./(кВт·час);
8760 — число часов в году; 1000 — перевод Вт в кВт;
P
Э = (Р Э / Р Ж) · Р Ж; P Б = (Р Б / Р Ж) · Р Ж — потери мощности в экране и броне одной фазы, Вт;
P Ж = I Ж 2 · (R Ж * · L K) — потери мощности в жиле одной фазы, Вт;
I Ж — усредненный за год ток жилы кабеля;
L К — длина кабеля;
R
Ж * = ρ Ж / F Ж — погонное активное сопротивление жилы;
ρ Ж — удельное сопротивление жилы (2 · 10 -8 Ом·м для медной жилы; 3,2 · 10 -8 Ом·м для алюминиевой жилы);
F Ж — сечение жилы.

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ СХЕМЫ

Схема № 1 (рис. 3а)

Напряжение на разземленном конце брони относительно земли:

— погонное индуктивное сопротивление, связанное с экраном;

— погонное индуктивное сопротивление, связанное с броней.

Формулу (5) несложно получить, если обратить внимание, что в схеме рис. 3а наведенное на броню напряжение обусловлено совместным действием магнитных полей тока жилы и наведенного тока в экране (связь тока жилы и экрана есть в ).

Схема № 2 (рис. 3б)

Наведенный ток в экране и вызванные им потери мощности можно найти по формулам (1)-(4), считаяR Б * → ∞, d ЭБ = d Э, I Б = 0, Р Б = 0.

Напряжение на броне относительно земли в начале U БН и в конце U БК кабеля:

где продольное наведенное на броню напряжение U Б может быть найдено по (5).

Как видно, напряжение на полностью разземленной броне оказалось в два раза ниже, чем в случае ее одностороннего заземления. Поэтому полное отсутствие заземления брони является интересным техническим решением.

Схема № 3 (рис. 3в)

Напряжение на разземленном конце экрана и брони относительно земли:

Если экран и броня соединены друг с другом в месте своего разземления, то напряжение U Э = U Б может быть найдено по (7), где при вычислении Х * и Х Б * надо брать не диаметр экрана d Э и брони d Б, а их средний диаметр d ЭБ = 0,5 · (d Э + d Б).

Схема № 4 (рис. 3г)

Напряжение на разземленном конце экрана можно найти по (7).

Напряжение на броне относительно земли в начале и в конце кабеля можно найти, обратившись к емкостной схеме замещения фазы кабеля (рис. 4). Здесь броня оказывается связана с экраном через емкость С Э «экран-броня» и с землей через емкость С Б «броня-земля», вычисляемые как:

где ε 0 = 8,85 · 10 -12 Ф/м — абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума;
ε = 2,4 о.е. — относительная диэлектрическая проницаемость оболочек.

Рис. 4. Схема для определения напряжения на концах брони однофазного кабеля

Записав для рис. 4 уравнения по 1-му и 2-му законам Кирхгофа, определим:

где расчет напряжения на экране U Э и броне U Б можно выполнить по формулам (7).

Расчеты показывают, что напряжения брони в начале кабеля U БН и в его конце U БК оказываются соответственно чуть меньше и чуть больше 0,5 · U Б, т.е. являются менее опасными, чем в случае одностороннего заземления брони, когда напряжение на ее разземленном конце составляет U Б. Поэтому полное отсутствие заземления брони, как и ранее, является интересным техническим решением.

ПРИМЕР РАСЧЕТА

Кабельная линия 35 кВ длиной L К = 1000 м выполнена однофазными кабелями с алюминиевой жилой F Ж = 630 мм 2 , медным экраном F Э = 50 мм 2 , проволочной броней (59 проволок диаметром 3,2 мм) из сплава алюминия. Фазы проложены сомкнутым треугольником. Ток нормального режима I Ж = 600 А, ток трехфазного короткого замыкания 10 кА. Требуется выбрать оптимальную схему соединения и заземления экранов и брони.

Диаметр кабеля по каталогу составляет d = 72 мм, диаметр по экрану d Э = 48,9 мм, диаметр по броне d Б = 58,8 мм. Тогда d ЭБ = 0,5(d Э + d Б) = 53,8 мм.

При прокладке треугольником d АВ = d BC = d AC = d , среднее расстояние между осями фаз Тогда s / d Э = 72 / 48,9 = 1,472, s / d Б = 72 / 58,8 = 1,224, s / d ЭБ = 72 / 53,8 = 1,338.

Сечение брони F Б = 59 · π · (3,2 / 2) 2 = 475 мм 2 , активные сопротивления элементов R Э * = 2 · 10 -8 / (50 · 10 -6) = 4 · 10 -4 Ом/м, R Б * = 3,2 · 10 -8 / (475 · 10 -6) = 6,74 · 10 -5 Ом/м, R ЭБ * = 5,77 · 10 -5 Ом/м.

Смотрите так же:  Провода стартовые 400

Индуктивное сопротивление X ЭБ * = 2π · 50 · (4π · 10 -7 / 2π) · ln(2 · 1,338) = 6,2 · 10 -5 Ом/м.

Схема рис. 2

По (1) относительные токи: I ЭБ / I Ж = 0,732 о.е, I Э / I Ж = 0,105 о.е, I Б / I Ж = 0,627 о.е.

Токи в именованных единицах: I Э = (I Э / I Ж) · I Ж = 0,105 · 600 = 63 А, I Б = (I Б / I Ж) · I Ж = 0,627 · 600 = 376 А.

По (2) относительные потери: Р Э / Р Ж = 0,087 о.е., Р Б / Р Ж = 0,521 о.е.

По (3) коэффициент для бронированного кабеля о.е. (79%), а для кабеля без брони он был бы о.е. (96%).

По (4) потери в жиле каждой фазы Р Ж = 18,3 · 10 3 Вт, потери в экране каждой фазы Р Э = 0,087 · (18,3 · 10 3) = 1,59 · 10 3 Вт, потери в броне каждой фазы Р Б = 0,521 · (18,3 · 10 3) = 9,53 · 10 3 Вт. Суммарная годовая стоимость потерь в экранах и броне трех фаз при цене потерь, например, Ц = 1 руб./(кВт·час) составит С 1год = 292 · 10 3 руб./год (292 тыс. руб.), из которых в экранах 42 тыс. руб., а в броне 250 тыс. руб.

Из расчетов следует, что при заземлении экранов и брони с двух сторон (рис. 2) пропускная способность кабеля может быть использована лишь на 79% от своего предельного значения. Стоимость же потерь мощности в экранах и броне ежегодно составляет около 300 тыс. рублей в расчете на каждые L К = 1000 м трассы, причем большая часть потерь приходится на броню. Очевидно, что двустороннее заземление экранов и брони невыгодно и даже недопустимо.

В качестве альтернативы рассмотрим схемы соединения и заземления без потерь в экранах и броне — это схемы рис. 3в и рис. 3г.

Схема рис. 3в

X * = 2π · 50 · (4π · 10 -7 / 2π) · ln(2 · 1,472) = 6,78 · 10 -5 Ом/м,
X Б * = 2π · 50 · (4π · 10 -7 / 2π) · ln(2 · 1,224) = 5,62 · 10 -5 Ом/м.

По (7) в нормальном режиме при токе I Ж = 600 А напряжение относительно земли в месте разземления экрана и брони составит U Э = 41 В и U Б = 34 В.

  • в нормальном режиме 100 В;
  • при внешнем коротком замыкании 5 кВ.

Поскольку указанные цифры нормируются с учетом прочности оболочки кабеля и безопасности людей и животных, то они в полной мере могут быть отнесены и к проволочной броне — тому металлическому элементу кабеля, который расположен ближе всего к внешним покровам кабеля.

Видно, что 41 и 34 В меньше допустимых 100 В. Также можно проверить, что на время короткого замыкания с током жилы 10 кА напряжение экрана и брони не превзойдет 5 кВ, которые считаются предельно допустимым значением (для этого в формулу (7) вместо тока 600 А надо подставить ток 10 кА).

Схема рис. 3г

По (7) на экране относительно земли U Э = 41 В, продольно на броне U Б = 34 В.

Напряжение по концам брони по (8) зависит от емкостей:

Тогда в соответствии с (8) имеем в начале кабеля U БН = — 8В (т.е. 8 В), в конце U БК = 26 В.

Согласно расчетам наибольшее напряжение на экране относительно земли составило 41 В, а на броне относительно земли 26 В. Как видно, оба значения менее допустимого значения 100 В. Также можно проверить, что на время короткого замыкания с током жилы 10 кА напряжение экрана и брони не превзойдет 5 кВ, которые считаются предельно допустимым значением (для этого в формулы (7) и (8) вместо тока 600 А надо подставить ток 10 кА).

Схемы рис. 3в и рис. 3г оказались оптимальными для рассмотренного кабеля. Некоторое преимущество полного отсутствия заземления брони (рис. 3г) состоит в том, что в случае повреждения внешней оболочки кабеля (и по этой причине соединения брони с землей) не будет образовываться замкнутый контур «броня-земля», опасный появлением наведенного тока промышленной частоты и разогревом брони и кабеля. Для образования такого контура в схеме рис. 3г надо иметь повреждение оболочки кабеля одновременно в двух местах, а вероятность этого низка. Если же броня имеет одностороннее заземление (рис. 3в), то, во-первых, как уже было показано, на ней больше наведенное напряжение, а во-вторых — для образования контура «броня-земля» с соответствующими последствиями по току, потерям, нагреву достаточно одного единственного повреждения оболочки.

Преимущество схемы рис. 3в, напротив, в том, что три ОПН, которые стоят в разземленных концах экрана относительно земли, можно использовать и для брони. Тогда в рамках каждой из трех фаз кабеля экран и броня не будут расцеплены (как на рис. 3в), а будут соединены друг с другом на верхнем фланце соответствующего экранного ОПН.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Двустороннее заземление брони однофазных бронированных кабелей чревато перегревом кабеля и его повреждением вдоль всей трассы. Двустороннее заземление экранов таких кабелей также опасно, но в меньшей степени.

Для исключения повреждения бронированных кабелей необходимо внедрять альтернативные схемы соединения и заземления их экранов и брони, в частности одностороннее заземление брони или даже ее полное разземление. Всё это снизит потери в кабеле и их стоимость, повысит длительно допустимый ток для жилы.

Проблемы с перегревом брони однофазных кабелей классов 6-35 кВ должны склонять энергетиков к минимизации случаев использования таких кабелей при строительстве электрических сетей и к необходимости поиска альтернативных способов обеспечения механической защиты линий, например за счет их прокладки в толстостенных полимерных трубах большой протяженности.

Нормы предписывают периодически проверять целостность внешней оболочки однофазных кабелей постоянным напряжением 10 кВ, прикладывая его на 1 мин. У бронированного кабеля внешняя оболочка почти в два раза тоньше, чем у обычного, и поэтому для ее проверки желательно снизить испытательное напряжение с 10 кВ до, скажем, 5 кВ. При этом надежность кабеля не пострадает, ведь от проникновения воды его защищает внутренняя оболочка.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Дмитриев М.В. Заземление экранов однофазных силовых кабелей 6-500 кВ. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2010. -152 с.
  2. СТО 56947007-29.060.20.103-2011. Силовые кабели. Методика расчета устройств заземления экранов, защиты от перенапряжений изоляции силовых кабелей на напряжение 110-500 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена. Москва, ФСК ЕЭС.

Многочисленные объекты энергетики весьма чувствительны к негативному влиянию электромагнитных помех. С особой легкостью подвергаются вредоносному воздействию микропроцессорные электрические и электронные устройства. Заземление экрана кабеля призвано уберечь цепи и устройства от деструктивных или пагубных процессов. Эффективность защиты зависит от многих факторов. Их необходимо учитывать при различных способах заземления экрана, при выборе оптимальной методики для обеспечения безопасности.

Экранированный контрольный кабель

Мир современных коммуникаций требует прокладывания множества проводниковых систем. Поэтому рядом (в одном канале, желобе или колодце) оказываются кабели различного назначения. Электромагнитные поля, существующие в каждом проводнике, воздействуют друг на друга. Для нейтрализации возникающих помех применяют экранированный кабель.

Экран нужен для защиты внутреннего электромагнитного поля от внешних воздействий и для минимизации внутреннего влияния на токи, поля других проводников. Появление электромагнитных потенциалов на поверхности кабельного продукта снимается благодаря заземлению экрана.

Среди множества экранированной продукции контрольные кабели отличаются особым назначением. Они служат для обмена и передачи данных в условиях ограниченного доступа. Контрольный кабель обеспечивает надежную связь с приборами для получения необходимых сигналов и сообщений. Иногда продукт именуют «многожильным кабелем управления».

Экран в контрольных кабелях предназначен для защиты информации, передача которой осложняется воздействием электромагнитных полей от внешних источников. Производится экран из тонкой фольги либо медной проволоки. Экранирующее покрытие выполняется также из луженной проволочной оплетки. Встречаются комбинации электростатического экрана из луженного дренажного провода с металлизированной пленкой.

Особенности конструкции контрольных кабелей, разновидности экранов

Основу конструкции составляют токонесущие жилы. Изготавливают их преимущественно из меди. Изоляция токопроводящих стержней осуществляется с применением материалов ПВХ.

Жилы скручиваются попарно с применением оптимального шага. Пары также могут скручиваться по длине с сохранением оптимального шага. Благодаря парной скрутке происходит эффективное подавление перекрестных помех.

В структуре контрольного кабеля присутствуют наполнитель, экран, внешняя оболочка. Для заполнения промежутков между жилами используются специальные материалы с целью придания кабелю округлой формы. Некоторые контрольные кабели бывают бронированными.

Заземление экрана контрольного кабеля располагается непосредственно под внешней оболочкой. Его обычное место – верхний слой повива. Экран имеет вид обмотки, состоящей из медной (алюминиевой) ленты либо фольги. Сплошность экрана обеспечивается перекрытием защищающих слоев. Требуется только выдерживать допустимые радиусы изгиба.

Допускается производство экранов, конструкция которых отличается продольно накладываемыми гофрированными алюминиевыми лентами с перекрытием. Некоторые разновидности экранирования выполняются с применением алюминиевой фольги, по которой продольно располагается медная проволока.

Внешнюю оболочку изготавливают из различных PVC-материалов. Многие из них являются не распространяющими горение, самозатухающими. Внешняя оболочка делает контрольные кабели устойчивыми перед химическими реагентами, маслами.

Области применения экранированных контрольных кабелей

Контрольные экранированные кабели по назначению подразделяются на 2 основных вида:

  • для неподвижной прокладки используются марки КВВГЭ, АКВВГЭ;
  • для нестационарной прокладки применяется марка КГВЭВ.

Буква «Э» становится общей при маркировке разновидностей. Обозначает она наличие экрана. Используются контрольные экранированные кабели с целью соединения между электрическими приборами, электрическими распределительными устройствами. Предусмотрена возможность прокладки группами.

Спектр применения значительно расширяется, когда употребляются гибкие контрольные кабели. Они используются при проведении и организации:

  • электромонтажных работ;
  • автоматизированных систем управления (на производствах различного уровня сложности);
  • техники кондиционирования и отопления;
  • систем транспортировки и автоматизации;
  • оборудования электростанций;
  • систем безопасности;
  • альтернативной энергетики;
  • управления станками и приборами.

Гибкие контрольные кабели эффективно применяются в подвижных цепях. Определенные разновидности контрольных кабелей могут использоваться вне помещений, поскольку проводники устойчивы перед ультрафиолетовыми излучениями.

В ассортименте контрольных кабелей имеются продукты, предназначенные для искробезопасных установок. Некоторые разновидности устойчивы к стиранию, механическим нагрузкам, агрессивным химическим веществам.

С какой целью применяется заземление

Заземление экрана кабеля используется для защиты оборудования. При помощи этой операции устройства, инструменты, приборы, аппаратуру предохраняют от электромагнитного излучения и многообразных видов других помех.

Препятствия для нормальной работы оборудования создаются:

  • токами короткого замыкания;
  • ударами молнии;
  • коммутацией в низковольтных и высоковольтных сетях;
  • силовыми агрегатами;
  • разрядами статического электричества;
  • радиопередающими устройствами.

Процедура заземления приводит к снижению напряжения при прикосновении до безопасного значения. Из-под возможного поражения выводятся не только различное оборудование, но и люди, животные.

Во многих странах общие требования к заземлению, его конкретному внедрению регламентируют утвержденные правила (ПУЭ – «Правила устройства электроустановок»). Для урегулирования процессов безопасной эксплуатации применяются технические регламенты, отдельные законодательные нормы.

Природа и характер помех

Частотный диапазон помех, их величины варьируются в достаточно широких пределах. Разряды статического электричества составляют миллиамперы. А удары молнии вызывают сотни килоампер. К этому добавляются промышленные частоты при токах короткого замыкания (ТКЗ). Их стремительный рост под влиянием молний или радиопередающих устройств достигает нескольких гигагерц. Подобные условия создают весьма жесткую электромагнитную обстановку (ЭМО).

Атмосферное электричество генерируется за счет электрического потенциала грозовых облаков. Возможное напряжение отдельного грозового облака достигает десятки миллионов вольт, доходя иногда до 1 млрд. Электрические разряды начинаются с острых предметов – деревьев, труб, мачт и т. п. Оборудование Останкинской телебашни, имеющей высоту 540 м, ежегодно выдерживает 30 прямых ударов молнии.

Электромагнитные помехи воздействуют на различные объекты. Характер распространения и влияния проявляется несколькими способами. Воздействие осуществляется на корпус того или иного оборудования посредством излучения. Через аналоговые либо цифровые интерфейсы, порты заземления помехи способны попадать внутрь устройств.

Ток, продуцируемый молнией, теряет напряжение, проходя по земле. Однако даже упавшее напряжение способно выводить из рабочего состояния драйверы интерфейсов. Эти устройства выходят из строя при отсутствии гальванической развязки, расположении в различных зданиях (оборудовании неодинаковыми заземлителями). В пределах одной системы автоматизации лучше использовать из медной шины отдельную «землю». С ней соединяют шину защитного заземления всего здания в одной точке.

Часто микропроцессорное оборудование окружается открытыми распределительными устройствами (ОРУ), силовыми шинами и аппаратами. В таких местах количество и величина помех возрастают в разы. Основным источником воздействий становятся коммутации в силовых сетях, воздействующие на вторичные цепи.

Характер связей между вторичными цепями и высоковольтными системами обусловлен их взаимным расположением. Проектирование магистралей с вторичными цепями должно учитывать геометрические соотношения. Однако повседневная практика приводит массу случаев нарушения этого условия. Происходит это из-за противоречий с другими нормативными требованиями.

Во многих подобных ситуациях защиту от помех обеспечивает экранирование цепей. Но такая операция не способна решить все проблемы по нейтрализации негативного воздействия. Для более надежного предохранения не обойтись без заземления экранов. Они предназначаются для надежного отделения проводников одной электрической цепи от воздействия других цепей, электромагнитных атмосферных явлений.

Механизмы распространения воздействий

Перераспределение энергии в сетях высокого напряжения происходит при коммутациях. Фиксируются мгновенные изменения параметров электрической магистрали. При этом возникают электромагнитные поля, проникающие во вторичные цепи. Следствием становится воздействие на оборудование, изоляцию подключающего кабеля, искажение передаваемых сигналов.

Электромагнитное поле, возникающее при переходном процессе, распространяется и проникает во вторичные цепи. Вместе эти фазы образуют единый физически неделимый процесс. Попытки свести отмеченные процессы к упрощенным моделям приводят к неверным решениям.

Неделимое электромагнитное поле рассматривается как единое. В его составе находятся 2 элемента – электрический и магнитный. Синтез конечных результатов осуществляется, исходя из принципа суперпозиции. Наложение процессов приводит к возникновению интерференции в конструктивном и деструктивном вариантах.

Смотрите так же:  Провода klotz

Напряжение, которое образуется при переходном процессе, проникает во вторичные цепи с установленным коэффициентом ослабления. Уровень перенапряжений при переключениях в сетях 110 кВ способен превышать номинальный больше, чем троекратно. Этот показатель повышается до 300 кВ. Для типовых подстанций принимается коэффициент ослабления, равный 100 кВ. Тогда потенциал, который возникает при коммутациях на вторичных цепях, составит 3 кВ.

Во вторичных цепях индуцируется напряжение за счет высокочастотного тока переходного процесса и потока магнитного поля. Для типовых подстанций величина взаимоиндукции ориентировочно составляет 1 мкГн. Если допустить, что высоковольтными шинами протекает ток 500 А, имеющий частоту 1 МГц, то перенапряжение на вторичном кабеле равняется 3141 В.

Приведенные расчеты убеждают, что существует реальная опасность разрушительного воздействия на оборудование и устройства. Уменьшения электромагнитного влияния можно добиться экранированием кабелей. Благодаря защите экранов кабелей удается существенно снизить величину перенапряжений. Опытным путем подтверждается, что с еще большей эффективностью снижается уровень перенапряжений в цепях с экранированным кабелем, получившим заземление.

Основные способы экранного заземления

Заземление экранов – важное монтажно-техническое мероприятие. Процедура охватывает 2 точки. Заземлению подвергаются начало прокладываемого кабеля и его окончание.

Помещения, в которых осуществляется процедура заземления, должны соответствовать основным требованиям по техническим условиям для оборудования и средств. Помехозащищенность системы обеспечивается полной изолированностью экрана от проводника и экранным заземлением. Защитное экранирование преимущественно достигается благодаря перераспределению зарядов (на поверхности экрана) и магнитного поля (из-за протекания индуцированного тока).

Заземляются как пары, генерирующие помехи, так пары, в которых помехи наводятся. В процессе проведения монтажных работ необходимо обеспечить максимально возможное в пространстве разделение сигналов разных типов.

Эффективное заземление экрана контрольного кабеля проводится 2 основными способами. Оно бывает:

Избранный способ заземления напрямую влияет на надежную защиту цепей. Каждый из способов отличается определенными преимуществами и недостатками.

Плюсы и минусы одностороннего заземления

Принимается по умолчанию, что один из двух ключей (K1 или K2) замкнут. Заземление экранов контрольных кабелей осуществляется с одной стороны.

Под действием электрополя при переходных процессах в шинах с высоким напряжением на поверхности экрана индуцируются заряды. Их поле направляется встречно по отношению к первичному. Такое наложение приводит к тому, что внутри кабеля практически отсутствует электрическое поле. Электрической компонентой поля на экране кабеля наводится потенциал, который уравнивается через одно заземленное окончание.

Для того чтобы ограничить магнитную компоненту поля, необходимо прохождение тока по экрану, направленного встречно первичному. По приведенной схеме единственный возможный путь протекания тока идет через петлю. Ее составляют «экран – ключ (K1 либо K2) – устройство заземления – емкости C2 и C3». По обозначенному пути протекает малая часть тока. Создаваемый магнитный поток лишь частично компенсирует первичный поток. В итоге магнитное поле незначительно экранизируется.

Преимуществом одностороннего экранного заземления становится отсутствие тока на защите при разностях потенциалов между окончаниями. Это позволяет свести к минимуму риски термических повреждений кабелей.

Однако отсутствие возможных путей для беспрепятственного протекания тока становится причиной появления ряда других проблем. Токи, образующиеся при коротких замыканиях, приводят к высокой разности потенциалов между окончаниями кабеля. Такая разность достигает несколько киловольт и прикладывается к незаземленному окончанию экрана. Повышается опасность повреждений самого кабеля, порчи подключенного оборудования. Может пострадать и обслуживающий персонал.

Поэтому одностороннее экранное заземление не удовлетворяет требования по защите от перенапряжений оборудования. Такой вид заземления нельзя считать эффективным экранированием, обеспечивающим безопасность работы персонала. Одностороннее экранное заземление не рекомендуется по стандартам Международной электротехнической комиссии (МЭК).

Целесообразность двустороннего заземления

Необходимо вернуться к приведенной схеме. Отталкиваясь от нее, принимается, что оба ключа (K1 и K2) замкнуты. Другими словами, экран кабеля заземляется с обеих сторон.

Аналогично описанному выше процессу экранирование электрической компоненты обуславливается индуцированными зарядами на поверхности экрана. Потенциал, наводимый на экране, уравнивается при этом через оба заземленных окончания.

Магнитная компонента поля экранируется током, протекающем по пути «экран – ключ (K2) – устройство заземления – ключ (K1)». Образующийся магнитный поток направляется встречно первичному полю. Это приводит к его ослабеванию.

Ток протекает вдоль кабельной оси. Создаваемый им поток отличается радиальной составляющей. Она не оказывает заметного влияния на жилы кабеля. Иногда возникает лишь незначительный потенциал, который обусловлен активным экранным сопротивлением. Качественное выполнение монтажных работ и заземления сводит размеры этой составляющей к нескольким вольтам.

Двустороннее экранное заземление защищает кабельные жилы от деструктивного воздействия электрической и магнитной компонент поля, возникающих в высоковольтной сети при переходных процессах. В этом плане преимущество экранного заземления с обеих сторон представляется неоспоримым.

Двустороннее заземление экрана признается более прогрессивным способом защиты контрольных кабелей от электромагнитных влияний. Однако система заземления должна иметь особенно великую эквипотенциальность. При коротких замыканиях или молниях возникающее на заземленном устройстве падение потенциала должно быть предельно малым, дабы не вызывать термических повреждений. Подобная ситуация достигается тщательным обустройством всей системы заземления.

Двустороннее заземление позволяет устранять влияния высоко- и низкочастотных электромагнитных помех. Этот метод требует тщательного проектирования систем заземления для обеспечения высокой степени эквипотенциальности.

Новейшие системные способы заземления

Развитие теории и практики экранного заземления приводит к созданию и апробации все новых способов защиты проводников. Одним из прогрессивных методов признается создание замкнутых заземляющих систем (Mesh-Common Bonding Network – MCBN). Отличаются они большим количеством связей без выделения «чистых» контуров, обеспечивающих заземление.

Еще одним эффективным методом экранной защиты считается применение параллельных заземляющих проводников (Parallel Earth Conductor – PEC). Прокладываются они вдоль кабеля. Ток растекается по параллельно заземляющим проводникам с обратной пропорциональностью к их сопротивлениям. Большая часть тока в этом случае протекает по массивным кабельным проводникам вдоль металлических конструкционных элементов либо кабельных каналов. Эти конструкции действуют как другие заземляющие проводники для всего кабеля.

Еще одна разновидность этого способа предполагает экранирование кабеля рядом с большим параллельным заземляющим проводником, как с экранированным кабелем, так и с параллельным заземляющим проводником. Подключаются они с каждого конца к локальному заземляющему контакту оборудования или устройства.

Для охвата очень больших расстояний рекомендуются дополнительные подключения к сети параллельного заземляющего проводника на нерегулярных расстояниях между устройствами. Эти дополнительные соединения образуют более короткий обратный путь для разрушающих токов, протекающих через параллельный заземляющий проводник. Для U-образных лотков, экранов и трубок дополнительные соединения должны быть внешними, чтобы поддерживать разделение с внутренним пространством.

Индуктивность соединения между заземляющим стержнем и соединительной сетью должна быть меньше одного μHenry (по возможности 0,5 мкГн). Например, можно использовать один провод длиной 50 см или два параллельных проводника длиной 1 метр, установленных на минимальном расстоянии друг от друга (не менее 50 см), чтобы уменьшить взаимную индуктивность между двумя проводниками.

Цель параллельного заземления проводников сводится к уменьшению синфазного тока. Метод доказал свою эффективность при защите от больших токовых нагрузок – при ударах молнии или возврате высоких токов повреждения.

Заключение или выводы

Окончательный выбор конкретного способа экранного заземления требует индивидуальных подходов и учета особенностей каждого конкретного случая. Защита контрольного кабеля от термических повреждений – далеко не тривиальная задача. Ее решение предполагает ответственное проектирование и качественный монтаж.

Успешное внедрение в эксплуатацию электронных и электрических устройств с заземлением, выполненным только по правилам безопасности (например: «ГОСТ 12.1.038»), иногда не представляется возможным. Допуски по стандартам безопасности составляют потенциал в десятки вольт. Это представляет опасность для целостности экрана кабеля и неприемлемо с точки зрения требований электромагнитной совместимости.

Экраны контрольных кабелей заземляются с целью надежной защиты аппаратуры, оборудования, устройств от электромагнитного излучения. Не стоит пренебрегать такой процедурой. Отсутствие экранного заземления может привести к выходу из строя дорогостоящего оборудования, безвозвратной потере важной информации.

Если речь идет о бронированном кабеле, необходимо выполнить не только заземление жилы, но и заземлить броню. Эта процедура необходима для того чтобы ликвидировать блуждающие токи. Как и любое действие, которое выполняется в отношении кабельно-проводниковой продукции, заземление кабеля должно быть выполнено правильно. Необходимо, что заземление произошло во всех точках контура. Для этого процедура заземления выполняется с обеих сторон подключения к щитку или к оборудованию. Также нужно знать нюансы, которые позволят выполнить заземление брони качественно. К одним из таких нюансов можно отнести наличие кабельной трассы, на протяжении которой существуют муфтные соединения. Что делать в этом случае? Для того чтобы заземление было выполнено правильно, нужно перед муфтой сделать перемычки из медного провода.

Существует еще множество дополнительных нюансов, которые необходимо учесть. Специалисты, обладающие достойным опытом работы, знают о специфике заземления брони кабеля. Они выполнят работу качественно и безошибочно. Если за работу возьмется дилетант, заземление может быть выполнено неграмотно, а это приведет к некорректному использованию кабеля.

Сотрудничество с компанией Cablestar

Если вам необходимо , достаточно позвонить в нашу компанию и оформить заказ. У нас есть большой выбор качественной кабельно-проводниковой продукции. В наличии вы сможете найти кабели ВВГнгLS, (в том числе ) и другие марки проводов. В случае, если вам необходима подробная профессиональная консультация, специалисты компании готовы ее предоставить. Обращайтесь к нам по контактному телефону или оставляйте заявки на сайте, в режиме онлайн, и консультанты помогут выбрать соответствующий кабель, а также оформить ваш заказ. Мы всегда ориентируемся на потребности и предпочтения клиентов.

В нашей компании вас ждут выгодные условия сотрудничества. Мы предлагаем всем заказчикам оптимальные цены и гарантируем полное соответствие кабельно-проводниковой продукции всем заявленным свойствам и характеристикам.

2.3.71. Кабели с металлическими оболочками или броней, а также кабельные конструкции, на которых прокладываются кабели, должны быть заземлены или занулены в соответствии с требованиями, приведенными в гл. 1.7.

2.3.72. При заземлении или занулении металлических оболочек силовых кабелей оболочка и броня должны быть соединены гибким медным проводом между собой и с корпусами муфт (концевых, соединительных и др.). На кабелях 6 кВ и выше с алюминиевыми оболочками заземление оболочки и брони должно выполняться отдельными проводниками.
Применять заземляющие или нулевые защитные проводники с проводимостью, большей, чем проводимость оболочек кабелей, не требуется, однако сечение во всех случаях должно быть не менее 6 мм 2 .
Сечения заземляющих проводников контрольных кабелей следует выбирать в соответствии с требованиями 1.7.76-1.7.78.
Если на опоре конструкции установлены наружная концевая муфта и комплект разрядников, то броня, металлическая оболочка и муфта должны быть присоединены к заземляющему устройству разрядников. Использование в качестве заземляющего устройства только металлических оболочек кабелей в этом случае не допускается.
Эстакады и галереи должны быть оборудованы молниезащитой согласно РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений» Минэнерго СССР.

2.3.73. На кабельных маслонаполненных линиях низкого давления заземляются концевые, соединительные и стопорные муфты.
На кабелях с алюминиевыми оболочками подпитывающие устройства должны подсоединяться к линиям через изолирующие вставки, а корпуса концевых муфт должны быть изолированы от алюминиевых оболочек кабелей. Указанное требование не распространяется на кабельные линии с непосредственным вводом в трансформаторы.
При применении для кабельных маслонаполненных линий низкого давления бронированных кабелей в каждом колодце броня кабеля с обеих сторон муфты должна быть соединена сваркой и заземлена.

2.3.74. Стальной трубопровод маслонаполненных кабельных линий высокого давления, проложенных в земле, должен быть заземлен во всех колодцах и по концам, а проложенных в кабельных сооружениях — по концам и в промежуточных точках, определяемых расчетами в проекте.
При необходимости активной защиты стального трубопровода от коррозии заземление его выполняется в соответствии с требованиями этой защиты, при этом должна быть обеспечена возможность контроля электрического сопротивления антикоррозийного покрытия.

2.3.75. При переходе кабельной линии в воздушную (ВЛ) и при отсутствии у опоры ВЛ заземляющего устройства кабельные муфты (мачтовые) допускается заземлять присоединением металлической оболочки кабеля, если кабельная муфта на другом конце кабеля присоединена к заземляющему устройству или сопротивление заземления кабельной оболочки соответствует требованиям гл. 1.7.

Похожие статьи:

  • Узо abb 40а 10ма Узо 16А/10мА на группу Добрый день! Есть необходимость защитить группу ванной комнаты — 2 розетки (2 отдельные линии по 2,5 мм, двухпроводка) стиралка и накопительный нагреватель 2квт, скажите, возможно ли установить на эту группу узо с […]
  • Проводка в частном доме форум Схема электропроводки, схема щитка в частном доме. Нужна критика. В планах появилась замена всей электропроводки в частном доме. Текущая выполнена алюминием 2.5,скрытая, по слою "дранки", под штукатуркой. Заземление отсутствует, придется […]
  • Узо на 4 квт помогите подобрать УЗО и автоматы (7кВт) санузел в санузле будут стоять: 1 накопительный нагреватель 1,5 кВт 2 теплый пол 1,5 кВт 3 стиралка и сушилка 3,4 кВт,если одновременно 4 розетка для фена и пр. 1,5 кВт 5 освещение, вентиляторы 0,5 […]
  • Магнитный пускатель пме схема Магнитный пускатель пме 211 схема подключения Выбор и схема подключения магнитного пускателя Магнитный пускатель является коммутационным аппаратом для включения нагрузки. Правильное подключение и выбор магнитного пускателя сэкономит […]
  • Заземление труб хомутом Хомут заземления для труб Информируем: Указание кода продукции, обязательное условие в заявках и любых вопросах. Назначение: • заземление, зануление и уравнивание потенциалов стальных труб. Характеристики: • исполнение 1 – сталь с […]
  • Иэк узо 25а ИЭК УЗО ВД1-63 2Р 25А 30мА Warning: Last items in stock! УЗО ИЭК - устройство защиты от дифференциального тока ВД1-63 быстродействующий электромеханический защитный выключатель, реагирующий на дифференциальный ток (ток утечки), без […]