Приложение А (справочное). Пояснения в отношении раздела 442.1 и пунктов 442.1.2, 442.1.3

Приложение А
(справочное)

Пояснения в отношении раздела 442.1 и пунктов 442.1.2, 442.1.3

А.442.1 Общие положения

Требования этого раздела направлены на обеспечение безопасности людей и защиту оборудования в электроустановке до 1 кВ в случае возникновения замыкания на землю в электроустановке выше 1 кВ.

Замыкания между электроустановками напряжений до и выше 1 кВ могут иметь место на трансформаторных подстанциях и их коммутационных устройствах, работающих на напряжении выше 1 кВ. При подобных замыканиях ток протекает через заземляющее устройство, к которому подсоединены все открытые проводящие части подстанции.

Значение тока замыкания на землю зависит от полного сопротивления (импеданса) заземления нейтрали, т.е. от того, каким образом заземлена нейтраль электроустановки выше 1 кВ (эффективное заземление или заземление через дугогасящие катушки).

Ток замыкания, протекающий через заземляющее устройство открытых проводящих частей трансформаторной подстанции, вызывает появление электрического потенциала на этих частях по отношению к земле, и его значение зависит от двух факторов:

- значения тока замыкания;

- значения сопротивления заземления открытых проводящих частей подстанции.

Напряжение замыкания может достигать нескольких тысяч вольт и в зависимости от заземляющей системы электроустановки может вызвать:

- общее увеличение по отношению к земле электрического потенциала заземляющей системы электроустановки до 1 кВ, который может вызвать пробой электрической изоляции оборудования и тем самым вывести его из строя;

- увеличение по отношению к земле электрического потенциала открытых проводящих частей электроустановки до 1 кВ, что может привести к возникновению опасного ожидаемого напряжения прикосновения.

Следует помнить, что для ликвидации замыкания на землю в электроустановках выше 1 кВ требуется сравнительно больше времени, нежели в электроустановках до 1 кВ при замыканиях на корпус, поскольку реле устройства защиты настроены на отключение так, чтобы имелось некоторое "время задержки" для автоматического распознавания нежелательных переходных процессов. Кроме того, собственное время срабатывания самого устройства защиты в электроустановках выше 1 кВ также больше по сравнению со временем срабатывания защиты в электроустановке до 1 кВ. Это означает, что результирующая продолжительность напряжения замыкания на землю и продолжительность ожидаемого напряжения прикосновения к открытым проводящим частям электроустановки до 1 кВ могут оказаться больше, чем время, установленное правилами для этих электроустановок.

Перенапряжения, вызванные замыканиями на землю в электроустановках выше 1 кВ, могут приводить к отказам в работе трансформаторной подстанции на стороне до 1 кВ или к отказам в работе электроустановки до 1 кВ потребителя электроэнергии. Указанные отказы обычно имеют место при неправильной работе средств защиты в условиях кратковременных перенапряжений и часто приводят к различного рода сбоям и даже к полному отключению электроустановки.

Далее рассматриваются случаи замыканий на землю в электроустановках выше 1 кВ.

Эффективное заземление нейтрали электроустановки выше 1 кВ

В электроустановках с эффективно заземленной нейтралью нейтрали трансформаторов подсоединяют к заземляющим устройствам напрямую или через устройства с низким общим сопротивлением (импедансом) и в них замыкания на землю ликвидируются за сравнительно короткое время благодаря четкой работе устройств защиты от замыканий на землю.

По действующим в России правилам устройства электроустановок под электрической сетью с эффективно заземленной нейтралью понимают трехфазную электрическую сеть выше 1 кВ, в которой коэффициент замыкания на землю не превышает 1,4. Коэффициент замыкания на землю - это отношение разности электрических потенциалов в трехфазной электрической сети между неповрежденной фазой и землей в точке замыкания на землю другой или двух других фаз к разности потенциалов между фазой и землей в этой точке до замыкания на землю.

Трансформаторные подстанции, на которых нейтрали трансформаторов не соединены с землей, не рассматривают в рамках электроустановок с эффективно заземленной нейтралью.

Емкостные токи при замыканиях на землю в таких электроустановках также в расчет не берут.

Электроустановки выше 1 кВ с изолированной нейтралью

В настоящем стандарте рассматривают только случаи первого замыкания на стороне выше 1 кВ трансформаторной подстанции на соединенные с заземляющим устройством открытые проводящие части. Возникающий при этом емкостный ток может быть отключен или не отключен в зависимости от значения этого тока и уставки устройства защиты. Если отключение не последует, то такой аварийный режим будет продолжаться неопределенно долгое время.

Электроустановки выше 1 кВ с дугогасительными катушками

При рассмотрении замыканий на землю на стороне выше 1 кВ трансформаторной подстанции дугогасительные катушки в расчет не принимают.

Если в электроустановке выше 1 кВ с дугогасительными катушками замыкание на трансформаторной подстанции на стороне напряжением выше 1 кВ происходит на связанные с заземляющим устройством подстанции открытые проводящие части, то возникающий при этом ток замыкания на землю оказывается, как правило, ничтожно малым (постоянная составляющая этого тока обычно не превышает десятых долей ампера). Эти токи могут оставаться довольно длительное время.

ГАРАНТ:

Нумерация разделов приводится в соответствии с источником

А.442.1.2 Напряжение замыкания

Рисунок 44А получен на основании кривой С1 МЭК 479-1 [1].

При рассмотрении напряжений замыкания на землю в электроустановке выше 1 кВ необходимо учитывать:

a) сравнительно низкую степень риска (малую вероятность) замыкания на землю в электроустановке выше 1 кВ;

b) тот факт, что ожидаемое напряжение прикосновения к открытым проводящим частям электроустановки всегда ниже напряжения замыкания, объясняемый наличием устройств выравнивания и уравнивания электрических потенциалов в электроустановке в соответствии с требованиями, изложенными в 413.1.1.2 ГОСТ 30331.3, и дополнительных устройств заземления в рассматриваемой электроустановке до 1 кВ потребителя электроэнергии или в других электроустановках, получающих энергию от той же трансформаторной подстанции.

Значения напряжения 650 В для длительности замыкания 0,2 с и 430 В для автоматического отключения за время более 0,2 с несколько превышают данные на рисунке 44А.

А.442.1.3 Критические напряжения

Значение  В составляет 0,75 от самого низкого испытательного напряжения оборудования до 1 кВ и дает возможность использовать правила этого раздела для заземленных напрямую электроустановок выше 1 кВ.

Различные варианты для IT-систем

Рассматривается первое замыкание в электроустановке до 1 кВ (см. 442.4.4 и 442.5.2)