Заземление в эмс

Заземление в эмс

Под термином заземление подразумевается электрическое подключение какой-либо цепи или оборудования к земле. Заземление используется для установки и поддержания потенциала подключенной цепи или оборудования максимально близким к потенциалу земли. Цепь заземления образована проводником, зажимом, с помощью которого проводник подключен к электроду, электродом и грунтом вокруг электрода.

Заземление широко используется с целью электрической защиты. Например, в осветительной аппаратуре заземление используется для замыкания на землю тока пробоя, чтобы защитить персонал и компоненты оборудования от воздействия высокого напряжения.

Низкое сопротивление цепи заземления обеспечивает стекание тока пробоя на землю и быстрое срабатывание защитных реле. В результате постороннее напряжение как можно быстрее устраняется, чтобы не подвергать его воздействию персонал и оборудование.

Чтобы наилучшим образом фиксировать опорный потенциал аппаратуры в целях ее защиты от статического электричества и ограничить напряжения на корпусе оборудования для защиты персонала, идеальное сопротивление цепи заземления должно быть равно нулю. Из дальнейшего описания станет ясно, что на практике этого добиться невозможно.

Достаточно низкие, но не предельные, значения сопротивления заданы в последних стандартах безопасности NEC®, OSHA и др.

СОПРОТИВЛЕНИЕ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО ЭЛЕКТРОДА

На рис.1 показан заземляющий штырь. Его сопротивление определяется следующими компонентами:

(А) сопротивление металла штыря и сопротивление контакта проводника со штырем;
(Б) сопротивление контакта штыря с грунтом;
(В) сопротивление поверхности земли протекающему току, иначе говоря, сопротивление земли, которое часто является самым важным из перечисленных слагаемых.

(А) Обычно заземляющий штырь делается из хорошо проводящего металла (полностью медный штырь или с медным покрытием) и клеммой соответствующего качества, поэтому сопротивлением штыря и его контакта с проводником можно пренебречь.

(Б) Национальное бюро стандартизации показало, что сопротивлением контакта электрода с грунтом можно пренебречь, если электрод плотно вбит и на его поверхности нет краски, масла и подобных веществ.

(В) Остался последний компонент – сопротивление поверхности грунта. Можно представить, что электрод окружен концентрическими слоями грунта одинаковой толщины. Ближний к электроду слой имеет наименьшую поверхность, но наибольшее сопротивление. По мере удаления от электрода поверхность слоя увеличивается, а его сопротивление уменьшается. В конечном счете, вклад сопротивления удаленных слоев в сопротивление поверхности грунта становится незначительным. Область, за пределами которой сопротивлением слоев земли можно пренебречь, называется областью эффективного сопротивления. Ее размер зависит от глубины погружения электрода в грунт.

Теоретически сопротивление земли можно определить общей формулой: R = L / A
(Сопротивление = Удельное сопротивление х Длина / Площадь )

Эта формула объясняет, почему уменьшается сопротивление концентрических слоев по мере их удаления от электрода:
R = Удельное сопротивление грунта х Толщина слоя / Площадь

При вычислении сопротивления земли удельное сопротивление грунта считают неизменным, хотя это редко встречается в практике. Формулы сопротивления земли для систем электродов очень сложны и при этом зачастую позволяют вычислять сопротивление лишь приблизительно. Наиболее часто используется формула сопротивления заземления для случая одного электрода, полученная профессором Дуайтом (H. R. Dwight) из Массачусетского технологического института:

R – сопротивление заземления штыря в омах,
L – глубина заземления электрода,
r – радиус электрода,
— среднее удельное сопротивление грунта в Ом·см.

ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРОВ ЭЛЕКТРОДА И ГЛУБИНЫ ЕГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Влияние размера: увеличение диаметра штыря уменьшает сопротивление заземления незначительно. Удвоение диаметра снижает сопротивление меньше, чем на 10% (см. рис.2).

Влияние глубины заземления штыря: сопротивление заземления уменьшается с увеличением глубины. Теоретически при удвоении глубины сопротивление уменьшается на 40 %. Стандарт NEC (1987, 250-83-3) предписывает заземлять штырь минимум на 8 футов (2,4 м) для обеспечения хорошего контакта с землей (см. рис.3). В большинстве случаев штырь, заземленный на 10 футов (3 м), удовлетворяет требованиям NEC.

Минимальный диаметр стального штыря равен 5/8 дюйма (1,59 см), а медного или покрытого медью стального штыря — равен 1/2 дюйма (1,27 см) (NEC 1987, 250-83-2).

На практике минимальный диаметр 3 м штыря заземления равен:

  • 1/2 дюйма (1,27 см) для обычного грунта,
  • 5/8 дюйма (1,59см) для сырого грунта,
  • 3/4 дюйма (1,91 см) для твердого грунта или для штыря длиннее 10 футов.

ВЛИЯНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА НА СОПРОТИВЛЕНИЕ ЗАЗЕМЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА

Приведенная выше формула Дуайта показывает, что сопротивление заземления зависит не только от глубины и площади поверхности электрода, но и от удельного сопротивления грунта. Оно является главным фактором, который определяет сопротивление заземления и глубину заземления штыря, какая потребуется для обеспечения малого сопротивления. Удельное сопротивление грунта сильно изменяется в зависимости от района земного шара и времени года. Оно в значительной степени зависит от содержания в почве электропроводящих минералов и электролитов в виде воды с растворенными в ней и солями. Сухая почва, не содержащая растворимых солей, имеет высокое сопротивление (см. рис. 4).

Удельное сопротивление, Ом·см

Зольные почвы, шлаки, засоленные почвы, пустынные

Глины, глинистые сланцы, илистая, суглинок

Те же с песком или гравием

Гравий, песок, камни с небольшим количеством глины или суглинка

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА УДЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ГРУНТА

Два типа почвы в сухом виде могут стать фактически изоляторами с удельным сопротивлением более 109 Ом · см. Как можно видеть в таблице на рис 5, сопротивление образца почвы изменяется весьма быстро при увеличении содержания влаги в ней приблизительно до 20%.

Удельное сопротивление, Ом·см

Удельное сопротивление почвы, также, зависит от температуры. Рис. 6 показывает, как меняется удельное сопротивление песчаного суглинка с содержанием влаги 12,5% при изменении температуры от +20 до -15°С. Как можно видеть, удельное сопротивление изменяется от 7200
до 330 000 Ом-сантиметров.

Температура
по Фаренгейту,
F

Удельное
сопротивление,
Ом·см

Поскольку удельное сопротивление грунта сильно зависит от температуры и содержания влаги, разумно считать, что сопротивление устройства заземления будет зависеть от времени года. Такие изменения показаны на рис.7. Поскольку стабильность температуры почвы и содержания в ней влаги улучшается по мере удаления от поверхности, то система заземления будет эффективна в любое время, если штырь вбит на значительную глубину. Отличные результаты получаются, когда штырь достигает уровня воды.

Рис. 7 Сезонные изменения сопротивления заземления водопроводной трубы диаметром 3/4 дюйма в каменистом грунте. Кривая 1 – заглубление трубы 3 фута, кривая 2 – 10 футов.

В некоторых случаях удельное сопротивление грунта настолько велико, что для получения низкого сопротивления заземления требуется сложное устройство и значительные затраты. В этих случаях оказывается более экономичным использовать заземленный штырь небольших размеров и снижать сопротивление заземления, периодически повышая содержание растворимых веществ в почве вокруг электрода. Рисунок 8 показывает существенное уменьшение сопротивления песчаного суглинка при увеличении содержания в нем соли.

Влияние содержания соли в грунте на его удельное сопротивление
(Песчаный суглинок, содержание воды 15% от веса, температура 17°С)

Количество добавленной соли
(% от веса воды)

Удельное сопротивление
(Ом-сантиметров)

На рис. 9 показана зависимость удельного сопротивления грунта, пропитанного раствором соли, от температуры. Конечно, если используется пропитка грунта соляным раствором, штырь заземления должен быть защищен от химической коррозии.

Влияние температуры на удельное сопротивлениегрунта, содержащего соль
(Пеасчаный суглинок, 20% воды, 5% соли от веса воды)

Удельное сопротивление,
Ом·см

ВЛИЯНИЕ ГЛУБИНЫ ЗАЗЕМЛЕНИЯ ЭЛЕТРОДА НА СОПРОТИВЛЕНИЕ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Чтобы помочь инженеру приблизительно определить глубину заглубления электрода, необходимую для получения заданного сопротивления устройства заземления, можно воспользоваться так называемой Номограммой заземления. Она показывает, что для получения сопротивления заземления 20 Ом на грунте с удельным сопротивлением 10000 Ом-сантиметров, потребуется дюймов заглубить на 20 футов штырь диаметром 5/8.

Работа с Номограммой заземления

  1. Выберите необходимое сопротивление по шкале R.
  2. Отметьте на шкале Р точку удельного сопротивления грунта.
  3. Проведите прямую линию через точки на шкале R и Р до шкалы K.
  4. Отметьте точку на шкале K.
  5. Выберите диаметр штыря и проведите прямую линию до шкалы D через точки на шкале DIA и на шкале K.
  6. Пересечение этой прямой с линией шкалы D покажет величину заглубления штыря, необходимую для того, чтобы обеспечить выбранное вначале сопротивление заземления.

ЗНАЧЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

В разделе “Сопротивление искусственных электродов” стандарта NEC ® 250-84 (1987) написано:
“Если один электрод в виде штыря, трубы или пластины не обеспечивает сопротивление равное или меньшее, чем 25 Ом, то необходимо применить дополнительно любое из устройств, описанных в части 250-83. Где бы ни устанавливалась группа штырей, труб или пластин, указанный раздел требует, чтобы расстояние между ними было не менее 1,8 м.”

Национальный кодекс по электричеству (NEC ®– National Electrical Code) устанавливает, что сопротивление заземления не должно быть больше 25 Ом. Эта директива является верхней границей и во многих случаях требуется гораздо меньшее значение.

Возникает вопрос: “Насколько низким должно быть значение сопротивления заземления?” Трудно назвать конкретное количество Ом. Низкое сопротивление заземления обеспечивает большую защиту персонала и оборудования. Поэтому стоит стремиться сделать его меньше одного Ом. Однако, было бы непрактично добиваться такого низкого значения сопротивления по всей сети распределения и передачи электроэнергии или на малых подстанциях. В некоторых регионах можно получить без значительных усилий значение 5 Ом. В других — трудно достигнуть и 100 Ом сопротивления заземления.

Стандарты, принятые в промышленности, устанавливают, что передающая электроэнергию подстанция должна обеспечивать сопротивление заземления, не превышающее одного Ом. Для подстанций, распределяющих электроэнергию, рекомендуется сопротивление заземления не выше 5 и даже 1 Ом. На большинстве подстанций требуемое значение сопротивления может обеспечить система заземления в виде решетки.

В сетях электроосвещения или на узлах связи часто приемлемым значением считается 5 Ом. Если в сетях электроосвещения применяется громоотвод, то он должен подключаться к цепи заземления с сопротивлением не больше одного Ом.

Смотрите так же:  Какие 4 провода используются в витой паре

Именно такие значения сопротивления заземления, вытекающие из теории, обычно и применяются на практике. Однако всегда существуют случаи , когда очень трудно обеспечить сопротивление заземления, удовлетворяющее стандарту NEC ® или другим стандартам безопасности. Для этих случаев существует несколько методов уменьшения сопротивления заземления. В их числе система из параллельно соединенных электродов, система с глубоким заземлением составных электродов и химическая обработка грунта. Кроме того, в других публикациях обсуждается заземление в виде закопанных пластин, проводников (электрический противовес), в виде подключения к стальным конструкциям зданий и арматуре железобетонных конструкций.

Низкое сопротивление заземления может обеспечить подключение к трубам систем водо- и газоснабжения. Однако, применение с недавнего времени неметаллических труб и непроводящих стыков между трубами сделали проблематичным или вовсе невозможным обеспечить в этом случае низкое сопротивление заземления.

Для измерения сопротивления заземления требуется специальные приборы. Большинство из них используют принцип падения потенциала, созданного переменным током (AC – alternative current) протекающим между вспомогательным и проверяемым электродом. Измерение проводится в омах и показывает сопротивление между заземленным электродом и окружающей его землей. В числе приборов СА® недавно появились измерители сопротивления заземления, применяющие клещи тока.

Примечание. National electric code ® и NEC ® являются зарегистрированными торговыми марками Национальной противопожарной ассоциации (National Fire Protection Association).

ПРИНЦИП ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

(Принцип падения потенциала, 3-точечная схема.)

Вольтметром измеряется напряжение между штырями X и Y и амперметром — ток, протекающий между штырями X и Z (см. рис. 11).

(Заметьте, что точки X,Y и Z соответствуют точкам X,P и C прибора, работающего по 3-точечной схеме или точкам С1,Р2 и С2 прибора, работающего по 4-точечной схеме.)

Пользуясь формулами закона Ома E = R I или R = E / I, мы можем определить сопротивление заземления электрода R. Например, если
Е = 20 В и I = 1 А, то:

R = E / I = 20 / 1 = 20 Ом

При использовании тестера заземления не потребуется производить эти вычисления. Прибор сам сгенерирует необходимый для измерения ток и прямо покажет значение сопротивления заземления.

ПОЛОЖЕНИЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДА ПРИ ИЗМЕРЕНИИ

Для точного измерения сопротивления заземления размещать вспомогательный электрод тока Z достаточно далеко от измеряемого электрода для того, чтобы потенциал на вспомогательном электроде напряжения Y измерялся за пределами зон эффективного сопротивления как проверяемого электрода X, так и вспомогательного электрода тока Z. Наилучшим способом проверить, находится ли электрод за пределами зон эффективного сопротивления остальных электродов, будет проводить измерения, меняя его местоположение. Если вспомогательный электрод напряжения Y находится в зоне эффективного сопротивления одного из остальных электродов (или одновременно в обеих зонах, если зоны перекрываются), то при смене его местоположения показания прибора будут значительно меняться и в этом случае нельзя точно определить сопротивление заземления (см. рис 12).

С другой стороны, если вспомогательный электрод напряжения Y расположен за пределами зон эффективного сопротивления (рис. 13), то при его перемещении показания будут изменяться незначительно. Это и есть наилучшая оценка сопротивления заземления электрода Х. Результаты измерения лучше изобразить на графике, чтобы убедиться , что они находятся на почти горизонтальном участке кривой, как показано на рис.13. Часто расстояние от этого участка до проверяемого электрода равно приблизительно 62% расстояния от вспомогательного электрода тока до проверяемого электрода.

ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕННОГО ЭЛЕКТРОДА
(Метод 62-х процентов)

Метод 62% был принят после изучения графиков и практических проверок. Этот метод обеспечивает наибольшую точность при условии однородности грунта.

Этот метод применяется, если проверяемое устройство заземления и два вспомогательных электрода можно расположить в линию и когда проверяемое устройство заземления состоит из одного штыря, одной трубы , одной пластины и т.п., как показано на рис. 14.

На рис. 15 показано, что зоны эффективного сопротивления (группа концентрических поверхностей вокруг штырей) проверяемого электрода Х и вспомогательного электрода тока Z перекрываются. Если переместить электрод потенциала Y по направлению к электроду Х или Z и повторить измерение, то показания будут сильно различаться и измеренное значение будет неприемлемо далеко от истинного сопротивления заземления. Области эффективного сопротивления пересекаются и это приводит к тому, что измеренное значение сопротивления возрастает по мере удаления электрода Х от проверяемого электрода Y.

Теперь рассмотрим рисунок 16, на котором электроды Х и Z удалены на расстояние достаточное, чтобы зоны эффективного сопротивления электродов не пересекались. Если мы теперь построим график сопротивления в зависимости от расстояния между электродами X и Y, мы увидим, что разница между сопротивлением слева и справа от точки 62% (относительное расстояние от Y Х) приемлемо мала. Обычно эта разница измеряется в процентах от измеренной величины: ± 2%, ± 5%, ± 10% и т.д.

УДАЛЕННОСТЬ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДА

Нельзя назвать одно на все случаи значение расстояния от вспомогательного электрода тока Z до проверяемого электрода Х, поскольку оно зависит от длины и диаметра проверяемого электрода, однородности грунта и, особенно, от размеров эффективных областей сопротивления электродов. Однако, в данном параграфе дано приблизительное значение этого расстояния для электрода диаметром 1 дюйм при однородном грунте (для диаметра ? дюйма уменьшите расстояние на 10%, для диаметра 2 дюйма увеличьте расстояние на 10%).

Приблизительное расстояние до вспомогательных электродов для метода 62%

Заземление в эмс

ООО «СпецЭМС» — выполнение работ по обеспечению электромагнитной совместимости (ЭМС) и защиты от перенапряжений микропроцессорной аппаратуры на объектах электроэнергетики. Диагностика и проектирование систем заземления и молниезащиты (грозозащиты).

14.06.13 — Продление ЭТЛ до 1000 В
Рады сообщить Вам, что продлен срок действия электроизмерительной лаборатории до 1000 кВ ООО «СпецЭМС» подробнее

31.05.13 — Регистрация ЭТЛ до 750 кВ
Рады сообщить Вам, что электроизмерительная лаборатория до 750 кВ ООО «СпецЭМС» успешно прошла аттестацию в органах Ростехнадзора подробнее

20.07.10 — Регистрация ЭТЛ
Рады сообщить Вам, что электроизмерительная лаборатория ООО «СпецЭМС» успешно прошла аттестацию в органах Ростехнадзора подробнее

22.12.09 — Уважаемые коллеги!
Уважаемые коллеги! От всего сердца поздравляем Вас с Днем энергетика, а также с наступающим Новым годом и Рождеством! подробнее

16.12.09 — Мы вступили в СРО
Шестнадцатого декабря 2009 года мы получили свидетельство о допуске к работам подробнее

12.12.09 — Обновлен раздел «Отзывы»
Двенадцатого декабря 2009 года обновлен раздел «Отзывы» нашего сайта

01.12.09 — Обновление раздела «Партнеры»
Первого декабря 2009 года обновлен раздел «Партнеры» нашего сайта

20.11.09 — Вступление в СРО
Восемнадцатого ноября 2009 года мы подали документы на вступление в СРО подробнее

18.10.09 — Регистрация ПО
Двадцатого октября 2009 года мы получили Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ подробнее

11.09.08 — Мы открыли свой сайт
Одиннадцатого сентабря 2008 года, мы открыли свой сайт в интернете подробнее

Экспериментальное и расчетное определение электромагнитной обстановки (ЭМО) на объектах электроэнергетики с разработкой мероприятий по защите от перенапряжений и обеспечению электромагнитной совместимости (ЭМС) МП аппаратуры РЗА, ПА, АИИС КУЭ, АСУ ТП и связи.

Разработка разделов электромагнитная совместимость (ЭМС) в проектах реконструкции, технического перевооружения, а также нового строительства электрических станций и подстанций (ПС).

Диагностика систем заземления (заземляющих устройств) и молниезащиты (грозозащиты).

Координация изоляции и разработка мероприятий по защите оборудования от перенапряжений.

Испытания и измерения электрооборудования и аппаратов электроустановок напряжением до 1000 В.

Принципы исполнения систем заземления для обеспечения ЭМС

Материал из Руководство по устройству электроустановок

  • ЭМС для различных схем распределения электроэнергии
  • Принципы исполнения систем заземления для обеспечения ЭМС
  • Конструктивное исполнение систем ЭМС
    • Эквипотенциальные соединения внутри и вне зданий
    • Конструктивное исполнение ЭМС — улучшение условий эквипотенциальности
    • Конструктивное исполнение ЭМС — разделение кабелей
    • Конструктивное исполнение ЭМС — фальшполы
    • Конструктивное исполнение ЭМС — прокладка кабелей
    • Конструктивное исполнение ЭМС — применение экранированных кабелей
    • Конструктивное исполнение ЭМС — сети связи
    • Конструктивное исполнение ЭМС — ограничители перенапряжений
    • Конструктивное исполнение ЭМС — разводка кабелей в шкафах
    • Конструктивное исполнение ЭМС — стандарты
  • ЭМС — Механизмы электромагнитной связи и меры противодействия
    • Гальваническая (кондуктивная) связь
    • Емкостная связь
    • Индуктивная связь
    • Связь посредством излучения
  • Рекомендации по электропроводке

В данном разделе рассмотрены вопросы заземления и эквипотенциального соединения устройств обработки информации и других аналогичных устройств, электрически связанных между собой, для обмена сигналами.

Системы заземления предназначены для выполнения нескольких функций. Они могут функционировать отдельно или вместе и обеспечивать одну или несколько следующих функций:

  • защиту людей от поражения электрическим током;
  • защиту оборудования от повреждения электрическим током;
  • нулевая точка отсчета потенциала для слаботочных сигналов;
  • обеспечение требуемого уровня электромагнитной совместимости.

Система заземления обычно проектируется и устанавливается с целью обеспечить низкое сопротивление, способное отводить токи короткого замыкания и высокочастотные токи от электронных устройств и систем. Существуют различные системы заземления, и для некоторых из них требуется соблюдение специальных условий. Эти условия не всегда выполняются в типичных электроустановках. Представленные в данном разделе рекомендации предназначены именно для таких электроустановок.

Правильно выполненная система заземления и уравнивания потенциалов значительно улучшает электромагнитную совместимость и обеспечивает:

  • улучшенную электромагнитную совместимость компьтерных и иных систем;
  • соответствие требованиям электромагнитной совместимости директивы EEC 89/336 (излучение помех и устойчивость к помехам);
  • возможность надежной работы различного электрооборудования;
  • высокий уровень систем безопасности и контроля доступа, а также надежность и/или эксплуатационную готовность системы.

В настоящее время признано, что использование независимых заземлителей, каждый их которых обслуживает отдельную сеть заземления, не только неприемлемо с точки зрения обеспечения электромагнитной совместимости, но и представляет серьезную угрозу для безопасности. Действующие в некоторых странах строительные нормы и правила запрещают применение таких систем.

Использование отдельной «чистой» системы заземления для электронного оборудования и «грязной» системы заземления для силового оборудования не рекомендуется с точки зрения обеспечения требуемой электромагнитной совместимости, даже если используется один заземлитель (рис. Q3 и рис. Q4). При разряде молнии в электроустановке возникнут высокочастотные возмущения, ток короткого замыкания и переходные токи. Возникшие в результате этого переходные напряжения приведут к повреждению или выходу электроустановки из строя. Если монтажные работы и работы по техническому обслуживанию проводятся должным образом, применение такого подхода допускается (для промышленной частоты 50 Гц), но обычно он неприемлем с точки зрения обеспечения электромагнитной совместимости и не рекомендуется для основного применения.

Смотрите так же:  Светодиодные лампы 220 вольт цены

Рис. Q3 : Применение независимых заземляющих электродов обычно неприемлемо с точки зрения безопасности и обеспечения электромагнитной совместимости

Рис. Q4 : Электроустановка с одним заземляющим электродом

Рекомендуемое количество заземлителей — два или три (рис. Q5). Такой подход обеспечивает безопасность и электромагнитную совместимость. Это не исключает и другие конфигурации, которые допускаются, если гарантировано надлежащее обслуживание.

Рис. Q5 : Электроустановка с несколькими соединенными между собой заземляющими электродами

В типовой электроустановке для многоэтажного здания каждый этаж должен иметь собственную сеть заземления (обычно в виде сетки), и все сетки должны быть соединены между собой и присоединены к заземлителю. Для обеспечения защиты от обрыва одного из проводников (чтобы ни одна из секций сети заземления не оказалась отсоединенной) требуются не менее двух соединений (избыточное резервирование).

На практике для получения более равномерного распределения токов используется более двух соединений. Это сглаживает различия в потенциалах и общем сопротивлении между различными этажами здания.

Параллельные контуры тока имеют разные резонансные частоты. Если один из контуров имеет большое сопротивление, то он наверняка шунтируется другим контуром, имеющим другую резонансную частоту. В целом, в широком спектре частот (от десятков герц до мегагерц) наличие большого количества контуров приводит к системе с низким полным сопротивлением (рис. Q6).

Каждое помещение в здании должно иметь проводники системы заземления для эквипотенциального соединения устройств, систем, кабелепроводов и конструкций. Эту систему можно усилить с помощью металлических труб, лотков, опор, подставок и др. В специальных случаях, например, в аппаратных серверных или в компьютерных помещениях, для выравнивания потенциалов при соединении устройств коммуникационными кабелями можно усилить существующую сеть заземления дополнительными заземляющими проводниками или шинами и создать специальную зону (рис. Q6).

Рис. Q6 : Каждый этаж имеет свою сетку заземления, и эти сетки соединены между собой в нескольких точках. Некоторые сетки цокольного этажа усилены для создания специальной зоны

Поэтому заказчики довольны!

Данные необходимые для предоставления ТКП:
Местоположение объекта.
Главная электрическая схема объекта.
Объём проводимой реконструкции.
Срок выполнения работ.

Электромагнитная совместимость (ЭМС) в энергетике и обследование электромагнитной совместимости от компании Альфа ЭМС

Вам нужен лучший подрядчик для работ по электромагнитной совместимости (ЭМС), заземлению и молниезащите?

ООО «Альфа ЭМС» — один из лидеров в России в области заземляющих устройств, электромагнитной совместимости и молниезащиты. Наши инженеры занимаются ЭМС с 2007 года. За 6 лет работы обследовано более 500 энергообъектов.

У нас низкие цены по всей России и гарантия низкой цены в Уральском регионе.

Скорость работы приятно удивит Вас: коммерческое предложение готовим за несколько часов, договор подписываем за один день. Выехать на объект можем на следующий день после подписания договора. Мы точно соблюдаем сроки, неустойка за просрочку выполнения работы в наших договорах – 100 % годовых.

Мы стараемся вставать на сторону Заказчика, предлагая оптимальные по соотношению затраты/результат технические решения и рекомендации.

Среди наших заказчиков крупнейшие сетевые компании: ПАО «ФСК ЕЭС» и ПАО «Россети», генерирующие компании, такие как АО «Интер РАО – Электрогенерация» и ПАО «Т Плюс», дочерние компании ПАО «РусГидро», ПАО «Газпром», ГК «Росатом», ОАО «РЖД», проектные, строительные и наладочные организации.

Мы также специализируемся на работах в смежных отраслях:

Расчёт термической стойкости грозотросов ВЛ со встроенным оптоволоконным кабелем, выбор способа заземления экрана кабеля из сшитого полиэтилена

Ультрафиолетовое обследование подвесной и опорной электрической изоляции

Ершов Антон

Электромагнитная совместимость в энергетике

Главное меню

Заземление и электромагнитная совместимость (ЭМС)

Текущий договор
Диагностика заземляющих устройств с учётом ЭМС 7ПС 110 кВ
Заказчик: ОАО «МРСК Урала» — «Челябэнерго»

Текущий договор
Обследование электромагнитной обстановки 11ПС 110 кВ
Заказчик: ООО «Башкирэнерго» (ОАО «БЭСК»)

июнь 2014
Обследование электромагнитной обстановки ПС 220 кВ Власиха в рамках титула «Подстанция 220 кВ Власиха, реконструкция КРУ 6 кВ с расширением на одну линейную ячейку»
Заказчик: ООО «Сибирская Энергостроительная Компания» (ООО «СЭК»)

декабрь 2013 – май 2014
Определение электромагнитной обстановки тридцати двух подстанций 110 кВ ОАО «РЭС»
Заказчик: ЗАО «Спецэнергоучет»

декабрь 2013 – январь 2014
Разработка раздела «Комплекс мероприятий по выполнению требований электромагнитной совместимости микропроцессорных устройств Томь-Усинской ГРЭС»
Заказчик: ОАО «Сибирьэнергоинжиниринг»

август – ноябрь 2013
Повторное обследование заземляющих устройств 16 ПС 220 кВ МЭС Западной Сибири
Заказчик: ООО «ТрансЭнергоРемонт»

февраль – июль 2013
Обследование электромагнитной обстановки Невинномысской ГРЭС
Заказчик: Филиал «Невинномысская ГРЭС» ОАО «Энел ОГК-5»

июнь 2013
Обследование электромагнитной обстановки ПС 110 кВ Белоярская
Заказчик: ООО «Таврида Электрик Омск»

2012 год

ноябрь 2012
Экспериментально-расчетное определение электромагнитной обстановки Челябинской ТЭЦ-1
Заказчик: ЗАО «ПИЦ УралТЭП» для ОАО «Фортум»

октябрь – ноябрь 2012
Обследование электромагнитной обстановки ПС 500 кВ Калино
Заказчик: ОАО «ФСК ЕЭС»

октябрь 2012
Обследование системы заземления и молниезащиты Ириклинской ГРЭС
Заказчик: Ириклинская ГРЭС – филиал ОАО «ОГК-1»

сентябрь 2012
Обследование системы молниезащиты Нижневартовской ГРЭС
Заказчик: ЗАО «Нижневартовская ГРЭС» (ОАО «ОГК-1»)

август — сентябрь 2012
Разработка раздела по обеспечению ЭМС внестадийных работ «Обеспечение параллельной работы Пангодинской и Перегребненской электростанций собственных нужд ЭГЭС «Урал-2500″ с электрической сетью ОАО «Тюменьэнерго»»
Заказчик: ООО «Газпром трансгаз Югорск»

июнь — июль 2012
Обследование системы заземления и молниезащиты объектов Уренгойской ГРЭС
Заказчик: Уренгойская ГРЭС – филиал ОАО «ОГК-1»

июнь 2012
Обследование электромагнитной обстановки ПС 220 кВ Призейская
Заказчик: Дирекция Энергосетьпроект для ОАО «ЦИУС ЕЭС»

май 2012
Обследование электромагнитной обстановки ПС 500 кВ Приваловская
Заказчик: Дирекция Энергосетьпроект для Филиала ОАО «ЦИУС ЕЭС» — ЦИУС Урала

апрель 2012
Обследование электромагнитной обстановки ПС 500 кВ Удмуртская
Заказчик: Дирекция Энергосетьпроект для Филиала ОАО «ЦИУС ЕЭС» — ЦИУС Волги

март 2012
Обследование электромагнитной обстановки ПС 500 кВ Помары
Заказчик: ООО «ЭТС-Проект»

январь — март 2012
Обследование электромагнитной обстановки и электромагнитной совместимости энергоблока №1 Красноярской ТЭЦ-3
Заказчик: ЗАО «Тюменьэнергоналадка»

2011

декабрь 2011
Обследование электромагнитной обстановки ПС 220/110 кВ Рябина
Заказчик: ОАО «Екатеринбургская электросетевая компания»

октябрь — ноябрь 2011
Обследование электромагнитной обстановки и определение электромагнитной совместимости
Заказчик: ОАО «Фортум» Тюменская ТЭЦ-1

ноябрь 2011
Измерение высокочастотных помех в помещении проектируемого высоковольтного стенда
Заказчик: ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока»

декабрь 2010 – январь 2011
Разработка технических требований по ЭМС для Покачевской ГТЭС
Заказчик: ЗАО «Проектно-инженерный центр УралТЭП» для ООО «ЛУКОЙЛ – Западная Сибирь»

декабрь 2010 – январь 2011
Разработка технических требований по ЭМС для Повховской ГТЭС
Заказчик: ЗАО «Проектно-инженерный центр УралТЭП» для ООО «ЛУКОЙЛ – Западная Сибирь»

2010

август 2010 – февраль 2011
Обследование заземляющих устройств 46 ПС 220-500 кВ.
Заказчик: филиал ОАО «ФСК ЕЭС» МЭС Западной Сибири

май – июль 2010
Обследование заземляющих устройств опор ВЛ 220 кВ Емелино-Трубная.
Заказчик: ООО «Уралэлектрострой»

март – апрель 2010
Разработка технических требований по ЭМС для Каменной ГТЭС
Заказчик: ЗАО «Проектно-инженерный центр УралТЭП» для ООО «ЛУКОЙЛ – Западная Сибирь»

2009

июль — октябрь 2009
Техническое диагностирование заземляющих устройств ОРУ-110/220 кВ, определение уровня помех от внешних электромагнитных возмущений, разработка рекомендаций по ремонту и усилению заземляющих устройств для использования микропроцессорных устройств реле.
Заказчик: Филиал «Яйвинская ГРЭС» ОАО «ОГК-4»

июнь — октябрь 2009
Проведение обследования контура заземления оборудования Брянского РЭС: ПС-220 кВ Новобрянская в III кв., ПC-220 кВ Машзавод в III кв.; Новозыбковского РЭС: ПС-220 кВ Найтоповичи в IV кв., ПС-110 кВ Индуктор в IV кв
Заказчик: Филиал ОАО «ФСК ЕЭС» — Брянское ПМЭС

июнь 2009
Обследование контура заземления, определение электромагнитной обстановки на ПС 110/10 кВ Чульчам
Заказчик: Дирекция Энергосетьпроект для Филиала ОАО «Тюменьэнерго» филиал «Энергокомплекс»

2008

декабрь 2008 – март 2009
Комплексное обследование параметров заземляющего устройства (ЗУ)
и составлению исполнительной схемы ЗУ на ПС 110 кВ Петрищевская.
Заказчик: Дирекция Энергосетьпроект для Филиала ОАО «ЕЭСК»

август 2008 – декабрь 2008
Разработка технических решений по обеспечению ЭМС на ПП-110 кВ Хантос.
Заказчик: Дирекция Энергосетьпроект для ООО «Техстрой»

август 2008
Обследование ГПП–1 ОАО «Орскнефтеоргсинтез» по соответствию требованиям
электромагнитной совместимости.
Заказчик: ОАО «Орскнефтеоргсинтез»

май 2008 – сентябрь 2008
Проведение работ по комплексному обследованию параметров заземляющего
устройства и составлению исполнительной схемы на ПС «Тагил» 500 кВ.
Заказчик: Дирекция Энергосетьпроект для Филиала ОАО «ФСК ЕЭС – МЭС Урала».

сентябрь 2008
Измерение удельного электрического сопротивления грунта на площадке
ПС 220/110 кВ Рябина.
Заказчик: Дирекция Энергосетьпроект для ОАО «ЕЭСК»

сентябрь 2008
Измерению удельного электрического сопротивления грунта на ПС «Соболи»
Заказчик: Дирекция Энергосетьпроект для ООО «Техстрой»

Благодаря узкой специализации мы сократили сроки выполнения работ. На объектах в окрестностях Екатеринбурга срок выполнения составляет 2 недели.

Перешёл на другую работу: из ОАО «Инженерный центр энергетики Урала» предприятие «УралОРГРЭС» в ООО «Альфа ЭМС», организацию, специализирующуюся на электромагнитной совместимости. Это позволит максимально сконцентрироваться только на работам по ЭМС.

Выступил с лекцией по обследованию электромагнитной обстановки на курсах повышения квалификации «Комплексная диагностика заземляющих устройств подстанций и электромагнитная совместимость» в УрЦОТЭ.
Скачать презентацию

Декабрь традиционно обещает быть жарким в плане работы. Пожелание к Заказчикам: по возможности планировать работы по обследованию на тёплое время года.

Программа «ЗУМ»

Программа «ЗУМ» – приложение к AutoCAD, предназначенное для комплексного расчета систем молниезащиты и заземления при проектировании объектов электроэнергетики.

При разработке продукта преследовались три основных цели:

  • многофункциональность программы : возможность проводить все расчеты по проекту ЭМС электрических подстанций;
  • высокая производительность : на один-два порядка более высокий, чем у конкурирующих российских программ;
  • удобство графического моделирования и визуализации результатов с использованием AutoCAD (и других САПР).

К настоящему времени эти задачи решены. Расчеты по программе позволяют разработать проект «Электромагнитная совместимость» электрических подстанций или аналогичных объектов, включая молниезащиту, заземление, анализ электромагнитной обстановки, кондуктивные и электромагнитные помехи, электробезопасность, грозовые перенапряжения. Фактически разработан комплекс программ на основе единой модели проводника в земле и воздухе, комплекса численных методов расчета электромагнитных процессов и полей, с общей сервисной оболочкой, интегрированный с AutoCAD. Дальнейшее развитие программы связано с расширением класса решаемых задач, развитием моделей и методов, непрерывным совершенствованием сервисной части.

Смотрите так же:  Как подобрать провода зажигания

Решаемые задачи

Заземляющие устройства

Программа «ЗУМ» позволяет рассчитать: сопротивление ЗУ (комплексное, импульсное, переходное), распределение потенциала и тока элементов ЗУ, напряжение прикосновения, шаговое напряжение, при синусоидальных и импульсных воздействиях. Модель земли многослойная горизонтально-слоистая (ее параметры дает встроенная функция интерпретации данных ВЭЗ). Допускаются локальные 3D неоднородности. Искрообразование в грунте моделируется увеличением эквивалентного радиуса заземлителя.

Новые возможности: учет частотных характеристик грунта при расчете импульсных сопротивлений заземлителей. Удельная проводимость высокоомного грунта увеличивается в несколько раз с увеличением частоты от 100 Гц до 1 МГц, а импульсное сопротивление заземлителя снижается до 100%, что экспериментально показано зарубежными исследователями. Если ваш заземлитель расположен в высокоомном грунте (от 1000 Ом·м), то программа «ЗУМ» предлагает оригинальные модели и методы, превосходящие мировой уровень. Подробнее в статьях [Расчет заземлителей молниезащиты . ] + [Презентация], [Моделирование заземлителя . ].

Молниезащита (внешняя)

Программа «ЗУМ» позволяет построить зоны защиты молниеотводов и установить незащищенную часть объекта по российским нормам: РД 34.21.122-87, СО-153-34.21.122-2003, ВСП 22-02-07 МО РФ, Газпром СТО-2007, Транснефть РД-11, а также по стандарту МЭК 62305-3 методом катящейся сферы. Незащищенная часть объекта маркируется цветом. Строятся горизонтальные, вертикальные сечения и вырезы. Для метода катящейся сферы в дополнение (или вместо) зоны защиты строится зона захвата молнии – она наиболее наглядна. Производится автоматическое определение площади стягивания молнии и ожидаемого ежегодного числа ударом молнии в объект по методике МЭК 62305 (она принята и в России).

Кондуктивные помехи в контрольных кабелях

Первый способ. Согласно СТО 56947007-29.240.044-2010 величина кондуктивной помехи определяется напряжением между точками заземления экрана, уменьшенным в k раз Uк=U/k. Действия пользователя: рассчитать ЗУ, указать точки заземления экрана кабеля, полученное напряжение поделить на k=6-10.

Второй способ. Для первого импульса тока молнии кондуктивная помеха Uк=RlL, где I – ток экрана, L – длина кабеля, R – погонное сопротивление экрана. Действия пользователя: изобразить трассу кабеля между точками заземления экрана линией и задать параметры экрана, рассчитать ЗУ и выбрать график кондуктивных помех.

Третий способ. Расчет помехи в 3D модели кабеля. Действия пользователя: по заданной линии автоматически строим 3D модель кабеля и после расчета ЗУ «меряем» напряжение на выходе.

Рекомендуется: второй способ для первого импульса тока молнии, третий способ – для второго импульса тока молнии и при воздействии ВЧ-составляющей тока КЗ.

Электромагнитные помехи при ударе молнии

Ток молнии, протекая по молниеотводу, ЗУ и металлоконструкциям здания, создает электромагнитное поле в помещениях с микропроцессорной аппаратурой. Нормированным параметром является напряженность магнитного поля. Расчеты проводятся с учетом экранирования сеточными экранами, которыми моделируются арматура железобетонных плит, металлический каркас и металлические (сэндвич) панели сборных конструкций, с визуализацией решения 2D, 3D графиками. Подробнее в статье [Расчет магнитного поля . ].

Электрические и магнитные поля в нормальном режиме и режиме КЗ

Источники: шины с заданными токами и потенциалами на частоте 50 Гц. Расчеты проводятся во временной области, поскольку поля эллиптические и комплексный метод расчета неприменим (или неточен). Результаты расчетов представляются в виде 2D, 3D графиков аналогично предыдущей задаче.

Защита ПС от грозовых и коммутационных перенапряжений

Расчету подлежат волны напряжения и тока в проводах линии и шинах ПС при ударе молнии в грозозащитный трос, опору или провод ВЛ. Учитывается вольт-секундная характеристика гирлянды изоляторов, ОПН, коронирование проводов и потери в земле, а также рабочие напряжения проводов ВЛ и токи трансформаторов (ненулевые начальные условия). Оборудование на ПС моделируется входными емкостями (согласно РД 153-34.3-35.125-99). Подобные задачи решаются в программе EMTP. Преимущество нашего подхода заключается в 3D моделировании, точном учете заземлителей и использование L-устойчивых формул интегрирования 3 порядка (метод Влаха) вместо формулы трапеций в EMTP. Эти вопросы рассмотрены в [Моделирование волновых процессов . ] + [Презентация].

Особенности программы

Универсальность математической модели

Задачи ЭМС – цепно-полевые, поскольку расчету подлежат цепные параметры (токи, напряжения, входное сопротивление системы проводников) вместе с полевыми параметрами (распределение потенциала, напряженности электрического и магнитного поля с учетом экранирования). Решать их целесообразно с использованием цепно-полевых (гибридных) моделей.

Полевая модель используется для определения электромагнитных параметров проводников – матриц собственных и взаимных сопротивлений растекания, индуктивностей, емкостей. Эти параметры переносим на цепную модель, где определяем входное сопротивление, продольные и стекающие токи проводников методами теории цепей. Возвращаемся к полевой модели и на основе найденных токов (продольных и стекающих) рассчитываем дифференциальные характеристики электромагнитного поля – распределение потенциала и напряженности электрического и магнитного поля (в ближней зоне). Эта методика используется во многих работах по расчету заземлителей, а также в теории антенн. Отличительной особенностью разных методик является способ переноса параметров полевой модели в цепную модель. В программе «ЗУМ» реализованы оригинальные матричные преобразования, позволяющие выполнить эту операцию эффективно [Математические модели и методы . ].

В настоящее время цепно-полевая модель включает в себя частотно-зависимые сопротивления (стальных проводников и земли с учетом поверхностного эффекта), нелинейные элементы (ВСХ изоляции проводов ВЛ, ВАХ ОПН, сопротивления стержневого заземлителя при искрообразовании), а также сосредоточенные сопротивления и емкости (оборудования ПС). Мы разработали эффективный алгоритм учета частотных свойств проводников во временной области (при импульсных воздействиях), что позволяет отказаться от расчетов на эквивалентной частоте (неточны) или громоздких расчетов с эквивалентными схемами замещения.

Комплекс вычислительных методов

Расчеты электромагнитных параметров и полей производятся методом эквивалентных зарядов (токов) со стержневыми элементами круглого сечения в качестве источника поля. Для проводников некруглого сечения найдены эквивалентные диаметры. Электрическая неоднородность земли учитывается методом зеркальных изображений (двухслойная модель), методом оптической аналогии (многослойная модель) и методом интегральных уравнений (3D модель). Учитывается частотная зависимость удельной проводимости земли по формулам Мессира (Messier) и Висакро-Алипио (Visacro-Alipio), что позволяет повысить точность расчета заземлителей.

Расчет установившихся режимов в цепной модели производится методом узловых напряжений. Топология цепи описывается стандартной матрицей соединений А (продольных ветвей) и матрицей В, учитывающей пути стекания тока, что составляет специфику задачи.

Для расчета переходных процессов при импульсных воздействиях реализовано три метода: частотный метод (ЧМ), метод дискретных схем (МДС) и операторный метод (ОМ) на основе шаговых алгоритмов Влаха и Сингхала. Все методы исследованы на тестовых задачах. Мы рекомендуем ОМ. ЧМ, как известно, нельзя применить для нелинейных задач. Проблемы формулы трапеций, используемой в большинстве профессиональных программах, например EMTP, связаны с локальными осцилляциями в точках перегиба функции.

Геоэлектрическая модель земли

Мы последовательно прошли путь от однородной и двухслойной модели земли к многослойной горизонтально-слоистой модели земли с 3D неоднородностями. Нам удалось существенно повысить быстродействие расчета заземлителей в двухслойной земле за счет ускорения сходимости бесконечных рядов при расчете сопротивления заземлителя. Найдены оригинальные решения по повышению быстродействия расчетов в многослойной земле, а также по гибридизации метода эквивалентных токов и метода интегральных уравнений в 3D модели земли [Сопротивление заземлителя . ].

2D и 3D визуализация и анимация в AutoCAD

Геометрическое моделирование в САПР – основное требование проектировщиков. Мы используем AutoCAD для визуализации результатов расчета (включая анимацию динамических процессов). Мы прошли три этапа интеграции с AutoCAD: простой обмен данными в формате DXF (drawing exchange format), использование технологий COM и ObjectARX.

COM технологии, используемые в ранних версиях, дают универсальное и надежное приложение, работающее на любой версии AutoCAD. Сбой в программе не ведет к сбою в AutoCAD и потере данных. Низкая производительность в задачах с большими геометрическими данными – главный недостаток приложений на основе COM, однако нам удалось значительно повысить быстродействие, используя dxf-файл в качестве буфера в операциях записи/чтения примитивов.

Текущая версия программы «ЗУМ» использует технологию ObjectARX, которая обеспечивает высокое быстродействие при работе с большими графическими данными и функциональность [Интеграция ПО с САПР]. Мы постарались нивелировать главный недостаток технологии – требование бинарной совместимости программы пользователя и версии AutoCAD, из-за которого ARX-приложение работает только на определенных версиях AutoCAD. В инсталляторе «ЗУМ» вложены версии для различных версий AutoCAD, которые выбираются автоматически.

Похожие статьи:

  • Активное и реактивное сопротивление провода ас-95 Форум проектировщиков электрических и слаботочных сетей Автор Тема: активное и индуктивное сопротивление проводов АС сечение 120 и 95 мм2 (Прочитано 4839 раз) 0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему. Быстрый ответ […]
  • Вв провода на нексию 8кл Высоковольтные провода Нексия (8-кл) Tesla T736B Высоковольтные провода Дэу Нексия 1.5 8-кл (под трамблер). T736B. Бренд: Tesla . Состояние товара: Новый Задать вопрос по товару можно по телефонам:(096) 970-30-30(044) […]
  • К чему идут провода из котушки Сообщества › АЗЛК Club › Блог › Помогите! Правельно подключить провода к катушке зажигания После капиталки кузова собрал машину (Москвич 2141, ДВС ВАЗ-2106) с проводкой разобрался сам, но 1 проблема не знаю какие провода в какие клемы. […]
  • Электрическая варочная панель 220 вольт Подключение варочной панели Фолклиг от Икеа на 380В Уважаемые форумчане, Здравствуйте! Не кидайте камней, поиском пользовался знакомых опрашивал. Задача в следующем: дом новостройка - ввод в квартиру 380, соответственно на кухню к […]
  • Нет маркировки на узо легранд Размеры окошек для маркировки на модульке Legrand DX3 Добрый день! Есть ли у кого поблизости 1- и 2-модульные автоматы или УЗО серии Legrand DX3? Хочу распечатать маркировку, чтобы вставить в их прозрачные окошки, но самих модулей сейчас […]
  • Однофазный двигатель переменного тока с конденсатором Конденсаторный двигатель В ГОСТ 27471-87 [1] дано следующее определение:Конденсаторный двигатель - двигатель с расщепленной фазой, у которого в цепь вспомогательной обмотки постоянно включен конденсатор. Конденсаторный двигатель, хотя и […]