Меню

Напряжение кабеля для заземления экрана

Все про провод для заземления: цвет, марки, сечение, как подключить и где лучше использовать

СОДЕРЖАНИЕ:

  1. Основные термины
  2. Типы и особенности заземления
  3. Принцип построения и назначение защитного заземления
  4. Требования к сечению у заземления
  5. Цвет провода заземления и особенности подключения
  6. Маркировка
  7. Марки и требования
  8. NYM
  9. ВВГ
  10. ПВ3
  11. ПВ6
  12. ESUY
  13. Провода для заземления 380 Вольт
  14. Что лучше купить для частного дома и ванной
  15. Для дома
  16. Для ванной
  17. Итоги

Провод для заземления — неизменный атрибут проводки в домах и квартирах, предназначенный для защиты человека от попадания под действие электрического тока.

Отказ применения заземлителей несет серьезные риски. В случае пробоя изоляции и попадания фазы на металлические элементы человек может оказаться под напряжением. Результатом может стать серьезная травма или даже смерть.

Ниже рассмотрим, как с умом выбрать цвет, тип и сечение провода заземления. Поговорим о принципах подбора изделия для монтажа в частном доме, ванной или квартире.

Основные термины

Для лучшего понимания разберемся с основными терминами, ведь это важно для правильного выбора и монтажа заземляющего проводника.

Рассмотрим базовые определения:

  1. Заземление — соединение металлических деталей электрической установки или оборудования с заземляющим устройством. Иными словами, это комплекс мероприятий, направленных на повышение безопасности человека при пользовании электрическими приборами.
  2. Заземляющее устройство представляет собой группу элементов, обеспечивающих отвод напряжения (потенциала) в землю для защиты человека от негативного действия электрического тока. В его состав входит заземлитель и провод или шинка, соединяющая с нетоковедущей частью.
  3. Заземлитель — конструкция, представляющая собой несколько сваренных металлических шинок, погруженных в землю на определенную глубину для обеспечения быстрого отвода потенциала. Главной характеристикой заземлителя является сопротивление, которое не должно превышать 4 Ом.
  4. Заземляющий провод — изделие, соединяющее металлическую нетоковедущую часть оборудования с заземлителем. Фиксируется с помощью сварки или болтового соединения. От правильности выбора этой части конструкции напрямую зависит степень безопасности.
  5. Заземляющая шина — элемент распределительных щитов, предназначенный для подключения PE-проводников, нулевого рабочего провода и заземлителя. Главным отличием от провода являются конструктивные особенности, позволяющие крепить к шине другие заземляющие провода.

Сегодня часто встречается такой термин, как контур заземления. Это название заземлителя, используемое в обиходе. Здесь также подразумевается конструкция, состояния из нескольких электродов или механических уголков, находящихся в земле и смонтированных в форме треугольника. Именно к этой конструкции подключается заземляющая шинка.

Типы и особенности заземления

При покупке провода для соединения с заземляющим устройством важно знать виды заземления и его назначение.

Всего выделяется два вида:

  1. Рабочее. Назначение — обеспечить нормальную работу электроустановки. Без выполнения этого условия функционирование сети было бы невозможным по различным причинам. Иными словами, это нормальный режим функционирования оборудования. Пример — заземление нейтрали силовых трансформаторов, чтобы увеличить ток короткого замыкания и повысить чувствительность релейной защиты.
  2. Защитное. Задача — гарантия безопасности людей от попадания под действие электрического тока в быту или при обслуживании оборудования на ВЛ, подстанция или в других электроустановках. В зависимости о ситуации может предусматриваться для защиты от молнии, импульсного перенапряжения и потенциала, который может появиться на корпусе бытовой или другой техники.

В квартирах и частных коттеджах применяется заземление защитного типа, на котором мы остановимся более подробно.

Принцип построения и назначение защитного заземления

Если говорить простыми словами, защитное заземление формируется следующим образом. Заземляющий провод подключается к нетоковедущей металлической части.

На следующем этапе «земля», подключенная к оборудованию, объединяется, а далее идет отдельным проводом или шинкой к заземляющему устройству.

В случае пробоя напряжения на металлический корпус и прикосновения к нему человека потенциал идет через землю, а не через тело. Благодаря низкому сопротивлению, быстрее срабатывает защит и УЗО.

Для сравнения R заземляющего контура всего 4 Ом или меньше, а человека — более 1000 Ом. По закону Ома мы знаем, что ток всегда идет по пути наименьшего сопротивления.

Таким образом, защитное заземление предназначено для решения таких задач:

  • уменьшение разницы потенциалов между заземляемым устройством и иными предметами и защита жизни человека;
  • отвод тока в землю и повышение его значений для срабатывания защитных устройств (УЗО, автоматов).

Следовательно, при прокладывании проводника для заземления важно позаботиться о наличии защитных устройств. Последние должны быстро реагировать на утечку или высокие токи, отсекая поврежденный участок. Чем быстрее это произойдет, тем лучше.

Требования к сечению у заземления

Многие собственники домов и квартир сталкиваются с необходимостью самостоятельно делать заземление. Это объясняется тем, что в старых зданиях до 1998 годов постройки заземлений и, соответственно, шинок для подключения не было вовсе.

Даже если в доме уже есть заземлитель, при выборе провода необходимо выяснить тип системы.

С учетом ПУЭ выделяется четыре схемы заземления:

  1. TN-S — применение нейтрали и отдельного проводника. Схема актуально для переменного напряжения.
  2. TN-C — объединение «0» и земли общим проводом. В такой схеме нейтраль идет отдельно, что характерно для старых построек.
  3. TT — прямая земля на электрооборудование.
  4. IT — соединение с корпусом с применением сопротивления или изолированием токоведущих проводников.

Больше про системы заземлений https://elektrikexpert.ru/sistemy-zazemlenij.html, их преимущества и недостатки.

Чтобы выбрать корректное сечение, важно учесть еще один момент — тип заземления.

  • стационарным (делается без необходимости перемещения, на постоянной основе);
  • переносным (можно снимать при необходимости перемещать на другой объект).

В бытовых целях, как правило, применяется первый вариант. Именно на него и будем ориентироваться при выборе сечения (S).

Во избежание ошибок придерживайтесь следующих простых правил:

  1. Для фазы S до 16 кв. мм заземляющий проводник побирается аналогичной величины.
  2. При S у фазы от 16 до 35 кв. мм сечение «земельного» проводника подбирается на 16 кв. мм.
  3. Если S фазного провода свыше 35 кв. мм, заземлитель должен иметь толщину не меньше половины этого показателя.

Чаще всего в доме или квартире примеряются медные провода с S равным 4 кв. мм. При таких обстоятельствах S заземляющего провода подбирается с таким же параметром.

Если, например, толщина фазы, подходящей к шкафу, составляет 25 кв. мм, оптимальный параметр S — 16 кв. мм. Здесь все просто, поэтому путаницы возникнуть не должно.

Важно запомнить еще ряд правил:

  1. Для TN-C и TN-C-S нижний порог сечения составляет 10 кв. мм для медного и 16 кв. мм для алюминиевого проводника.
  2. В квартире или доме достаточно провода с одной жилой.
  3. Требования к цвету — желто зеленый.

Иногда при расчете сечения заземления применяется специальная формула. В ней учитывается ток КЗ, время срабатывания защиты, вид изоляции, тип прокладки и другие особенности. На практике такой метод применяется редко.

Цвет провода заземления и особенности подключения

Во избежание путаницы важно понимать, какие обозначения необходимо предусмотреть для таких проводов.

На сегодня применяются следующие виды маркировок:

  1. PE — 0-ые защитные провода и шинки, имеющие расцветку в виде переплетающегося желто зеленого оттенков.
  2. N — 0-ые провода, обозначаемые голубым цветом (нейтраль).
  3. PEN — объединение нуля и заземления. Главная часть голубая, на краях совмещение желто-зеленого цвета.
Читайте также:  Синдром постоянного нервного напряжения

В нашем случае применяется обозначение с соответствующим цветовым исполнением (желтый и зеленый). Таким же образом он обозначается и в трехжильном проводе.

Если под рукой нет провода с необходимым цветом, можно использовать обычную изоленту желтого и зеленого цвета. Все, что требуется — сделать отметки на концах провода.

Заземление (PE) выводится и подключается к заземляющей шине, корпусу или металлической дверце щитка. Нулевой провод (N) соединяется с шинкой нейтрали.

Подробнее про заземление и зануление https://elektrikexpert.ru/zazemlenie-i-zanulenie.html, в чем разница между ними.

Маркировка

Для лучшего понимания поднимем вопрос маркировки изоляции применяемых проводников.

В названии провода могут использоваться следующие обозначения:

  • А — алюминиевый сердечник (при отсутствии буквы — медный);
  • АС — наличие оплетки из свинца;
  • АА — многожильный провод, имеющий алюминиевый сердечник и оплетку из этого же материала;
  • Б — защита от коррозии, выполнена из двуслойной стали;
  • Г — без оболочки;
  • Бн — защита от влаги и стойкость к огню;
  • НП — негорючий материал;
  • Р — резиновая оболочка;
  • В — оболочка из поливинилхлорида;
  • К — контрольный кабель и т. д.

На указанную выше маркировку необходимо обращать внимание при выборе провода для заземления в привязке с его сечением (об этом упоминалось выше).

Марки и требования

При покупке кабеля для заземления необходимо всесторонне его изучить на возможность применения в доме, квартире или специальном помещении (к примеру, ванной, сауне и т. д).

Заземляющий проводник может быть с одной жилой или многожильным. Здесь нужно ориентироваться на место монтажа и удобство применения.

Приведем несколько примеров:

  1. При соединении корпуса с дверцей шкафа необходимо сохранить подвижность, поэтому лучше использовать многожильное изделие. Если установить одножильный проводник, из-за частых сгибаний он быстро повредится.
  2. Для соединения корпуса электрического мотора, где не нужна подвижность, пригодятся жесткие жилы. Здесь особых требований к гибкости не предъявляется.
  3. При обустройстве заземления в квартире или доме можно использовать любой из типов проводов с учетом риска его повреждения и удобства прокладки.

В зависимости от типа заземляющая жила может быть из алюминия и меди, идти в качестве отдельного изделия или в составе бухты кабеля, быть с изоляцией или без нее.

Сегодня выделяется несколько основных марок проводов.

Изделие с медной жилой, промежуточной оболочкой зелено-желтого цвета. Отличается удобством монтажа, применяется для напряжения до 660 В. Рабочая частота 50 Гц.

Количество проводников может быть от одного до пяти с сечением от 1,5 до 6 кв. мм. Номинальный ток определяется рабочим сечением проводника.

Температурный режим работы от -50 до +50 градусов Цельсия. Радиус изгиба не более четырех диаметров кабеля.

Плюсы — стойкость к влаге и огню, гибкость и большой выбор вариантов исполнения.

Минусы — высокая цена и боязнь прямых солнечных лучей.

Кабель с поливинилхлоридной изоляцией, наружной ПВХ-оболочкой и без специального защитного слоя (брони). Бывает одно- или многожильным.

В 3-х, 4-х и 5-ти жильных кабелях может предусматриваться заземление и нейтраль.

Разрешено использование в качестве заземляющего проводника при напряжении до 600 В.

Некоторые типы кабеля предусмотрены для работы на 1000-2500 В. температурный режим работы от -50 до +50 градусов Цельсия.

Провод медный с поливинилхлоридной изоляцией. Отличается высокой гибкостью, что позволяет применять его для заземления разных устройств и механизмов (в том числе в быту).

Изделие устойчиво к влиянию влаги и способно работать в температурном режиме от +60 до -70 градусов Цельсия. Следовательно, его можно применять даже в экстремальных условиях — банях, ванных комнатах и на улице.

ПВ3 не боится плесени и не подвержен огню. При воздействии высокой температуры происходит обычное оплавление оболочки.

Надежное изделие, применяемое для прокладки токоведущих частей и заземления. Во время использования важно избегать попадания прямых лучей солнца и высокой температуры.

Жилы изделия состоят из меди, бывают монопроволочными или многопроволочными. Рабочее напряжение до 1000 В.

Благодаря применению прозрачного пластика, удобнее контролировать исправность устройства.

Цвета исполнения могут быть различными, поэтому выполнять цветовую маркировку необходимо самостоятельно. Для этого можно использовать подход, который упоминался выше — маркировка с помощью желтой и зеленой изоленты.

Медный заземляющий кабель с высокой степенью гибкости. Жила изготовлена из тонких проводов. Сверху предусмотрена оплетка высокой прочности. При изготовлении не применяется кремнийорганическая резина.

Изделие имеет высокую стойкость к морозам, прозрачную оболочку и температурный режим работы от -40 до +70 градусов Цельсия.

Выше рассмотрены наиболее популярные марки проводов/кабелей для заземления, но можно задействовать и иные варианты. Главное, чтобы проводник удовлетворял требованиям гибкости и сечения.

Провода для заземления 380 Вольт

При выборе заземляющего провода на 380 В важно придерживаться тех же требований, что рассмотрены выше. Обращайте внимание на тип изоляции, сечение, гибкость, температурный режим работы и другие параметры. Каких-то особых отличий по требованиям между заземлением на 220 или 380 В не предусмотрено.

Если говорить о типе применяемых проводов, рекомендуется применять уже рассмотренные выше марки.

К ним можно добавить провод ПВС 5х6 в двойной круглой изоляции с пятью жилами. Подходит для питания и заземления оборудования напряжением до 660 В.

Что такое наконечники НШВИ для обжима проводов: размеры, виды, как опрессовать, другие типы ТМЛ, НВИ и НКИ

Несмотря на общие подходы к выбору проводника, некоторые отличия в заземлении между сетями на 220 и 380 В имеются.

В первом случае используется однофазная сеть, а во втором — трехфазная. Следовательно, для сети на 220 В подойдет кабель с тремя проводами (земля, фаза и ноль), а на 380 В — с пятью (три фазы, ноль и заземление).

Что лучше купить для частного дома и ванной

Теперь рассмотрим, как выбрать провод для заземления применительно к конкретному месту установки.

Для дома

При монтаже заземляющей конструкции в частном доме учтите сечение проводки и наличие заземляющего контура. Если заземлитель вкопан в землю, а шинка выведена, остается подобрать правильный кабель.

Обратите внимание на следующие моменты:

  1. Сечение. Должно подбираться с учетом условий эксплуатации. В большинстве случаев для дома можно использовать провод от 4 кв. мм и толще.
  2. Если применяется провод сечением 6 кв. мм без изоляции, необходимо отдать предпочтение многожильному проводнику.
  3. В роли заземлителей рекомендуется использовать стальную арматуру, имеющую диаметр от 16 кв. мм. Допускается применение стального уголка на 50 мм и более.
  4. После окончания работ важно измерить сопротивление, которое не должно превышать 4 Ом.

При выборе кабеля можно использовать любой из предложенных выше — ВВГ, ПВ-6, NYM, ESUY, ППВ и другие.

Читайте также:  Сигнализация повышенного напряжения схемы

Для ванной

Если речь идет о ванной комнате, важно заземлить все металлические элементы. В эту категорию входит корпус металлической ванны, трубопроводы горячего и холодного водоснабжения и другие металлические элементы.

Сечение провода заземления должно быть не менее 2,5 кв. мм, но при использовании более толстого фазного провода необходимо использовать и «землю» на 4 кв. мм.

Провода, которые подключены к металлических элементам, можно вывести на общую шинку, а оттуда направить провод в щиток или к автоматам (должен быть заземляющий провод под болтовое соединение).

Используемый проводник может быть гибким или одножильным в зависимости от особенностей прокладки. Здесь решение принимается на месте.

Важный момент — требование к стойкости кабеля по температуре и влаги. Указанные выше марки проводов в полной мере соответствуют необходимым характеристикам.

Итоги

Теперь вы знаете почти все о проводах для заземления, для чего они используются, как их подбирать и каким кабелям отдать предпочтение.

Помните, что от правильности выбора земельного проводника зависит здоровье и даже жизнь. Ошибки в выборе могут привести к повреждению «земельного» провода и его неспособности выполнить свои функции по отводу тока.

Источник



Заземление экранированного кабеля

Заземление кабелей — обязательная процедура, входящая в комплекс мероприятий по строительству кабельных линий электропередач и связи. Выполняется заземление с целью защиты самого кабеля и электрооборудования, подключенного к кабельной линии, от токов короткого замыкания и различных внешних воздействий (электромагнитные поля, молнии, блуждающие тока и т. д.). Вторая важная цель устройства систем заземления — защита человека от поражения электрическим током.

Существует множество терминов, определений, связанных с системами заземлений, а также методов и способов их построения по отношению к различным кабелям, электроустановкам и т. д. — подробная информация приведена в главе 1.7 ПУЭ 7 (Правила устройства электроустановок) от 2002 года. Здесь будут рассмотрены основные моменты заземления контрольных экранированных кабелей, кабелей связи (включая оптические) и силовых кабелей.

Заземление силовых высоковольтных кабелей

Заземление экранированного кабеля напряжением от 6 кВ и выше может производиться по схеме двухстороннего или одностороннего заземления экрана. Оба метода имеют свои преимущества и недостатки.
Преимуществом двухстороннего заземления является простота монтажа. Заключается он в присоединении экрана к контуру заземления — нет необходимости в использовании каких-либо дополнительных средств или оборудования. Данная схема заземления предполагает, что экран кабеля имеет потенциал земли, а значит, в замкнутом контуре возникает ток. Это ведет к существенным потерям мощности и ухудшению температурного режима кабеля, что, в свою очередь, может стать следствием снижения его срока эксплуатации.

При одностороннем заземлении к заземляющему устройству подключается только один конец экрана. В этом случае отсутствует путь для протекания токов, что не вызывает существенных потерь мощности. Незначительные потери могут наблюдаться из-за возникновения вихревых токов, но они не определяют температурный режим и, как следствие, не снижают срок службы кабеля.
Однако схема одностороннего заземления экранированного кабеля требует учитывать следующие факторы:

• Возникновение импульсных перенапряжений может стать причиной снижения эффективности оболочки кабеля. Если значение перенапряжения превысит электрическую прочность оболочки, в конструкцию кабеля может просочиться влага (при подземной прокладке, а также для кабелей без герметизации).
• Данная схема заземления, как правило, требует использования дополнительного оборудования, включая концевые муфты с изолированным экраном, защитные аппараты, устанавливаемые на незаземленном конце кабельного экрана. Все это потребует дополнительные финансовых и трудозатрат при построении системы заземления.
• Существует риск возникновения на незаземленном конце экрана наведенного потенциала (пропорционален току в жиле кабеля), что может стать причиной поражения током обслуживающего персонала.

Таким образом, одностороннее заземление требует использования спецоборудования и принятия дополнительных мер по обеспечению безопасности работы кабельной линии, что увеличивает стоимость монтажных работ и последующего обслуживания.

Если экранированный кабель имеет броню, тогда оба этих компонента должны быть объединены в единую цепь, а затем подключены к корпусам соединительных муфт. На кабелях напряжением от 6 кВ и более с оболочкой из алюминия подключение оболочки и брони к земле производится при использовании отдельных проводников (сечения проводников подбирается по требованиям, приведенным в разделах 1.7.76–1.7.78 ПУЭ).
При использовании на опоре конструкции комплекта разрядников броня, экран и соединительная муфта подключаются к заземляющему устройству разрядника. В данном случае не допускается заземление лишь металлической оболочки.

Как заземлить экранированный кабель управления

Заземление контрольных экранированных кабелей и кабелей связи производится не только в целях обеспечения безопасности, но и для устранения электромагнитных помех. В отличие от силовых, контрольные кабели и кабели связи также служат и для передачи информации или аналоговых сигналов. Величина электромагнитных помех может достигать несколько киловольт, подача которых на входы управляемого электрооборудования может привести к самым различным последствиям, вплоть до выхода установок из строя.
Экранированный кабель также может быть заземлен — как с одной, так и с двух сторон. Однако в данном случае предпочтение отдается именно двухстороннему заземлению экрана. Такая схема эффективней устраняет влияние электрических и магнитных полей как высокой, так и низкой частоты, предотвращая накопление напряжения помех свыше установленных норм.

Как и в предыдущем случае, двухстороннее заземление требует особого подхода к проектированию. Здесь важно учитывать, что при коротком замыкании или ударах молнии на заземляющем устройстве существует вероятность увеличения потенциала, что может привести к увеличению тока на экране и термическому повреждению кабеля. Для снижения потенциала используются различные методы: например, путем прокладки вдоль кабеля параллельных заземляющих проводников или применение замкнутых систем заземления.

Как заземлить экранированный кабель оптический

Согласно РД 45.155 заземление оптических кабелей (ОК) должно осуществляться на вводах в стационарные сооружения, необслуживаемые регенерационные пункты (НРП) и любые технические помещения, в которых устанавливаются волоконно-оптические линии передачи (ВОЛП). Заземлению подлежат металлические элементы кабеля — броня, металлическая оболочка и/или трос (зависит от конструкции кабеля).
Металлические компоненты ОК подключаются на заземляющие устройства отдельными проводами сечением не менее 4 мм2. В качестве устройств заземления используются специальные заземляющие щитки, устанавливаемые в технических помещениях. При отсутствии щитков допускается заземление металлических компонентов кабеля на специальные заземляющие клеммы оконечных оптических устройств (коммутаторы, серверы и т. п.).

Компания «Кабель.РФ» является одним из лидеров по продаже кабельной продукции и располагает складами, расположенными практически во всех регионах Российской Федерации. Проконсультировавшись со специалистами компании, вы можете приобрести нужную вам марку экранированного кабеля по выгодным ценам.

Источник

Способы заземления экранов кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена

Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена

В данной статье речь пойдет о способах заземления экранов кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, для уменьшения потерь в экранах кабеля и рассмотрены схемы быстродействующей защиты кабеля при заземлении экранов.

Так при обследовании линии 10 кВ длиной 4,1 км, обнаружено, что при подаче транзитного тока в одну из фаз от постороннего источника питания, экран которой заземлен с двух концов, то в этом случае ток в экране этой фазы равен току в жиле фазы. Отсюда возникло подозрение о больших потерях в экранах кабелей, которые заземлены с обоих концов. ПУЭ это подтверждает (с. 226, 227). Однако под рабочей нагрузкой 200 Ампер ток в экране при замере, составил всего 50 Ампер. Но и это создает значительные потери.

Читайте также:  Схема подключения тиристорного регулятора напряжения

Более рациональным выглядит способ заземления экрана с одного конца кабеля, логично — со стороны питания. Таким образом достигаются два положительных эффекта: значительно уменьшаются потери в кабелях, и появляется возможность выполнить быструю и селективную защиту кабеля при к.з. между жилой и экраном, в результате чего есть возможность прокладывать кабель с минимальной площадью сечения экрана, что значительно уменьшает затраты.

Согласно ПУЭ, для защиты изоляции именно экрана в варианте заземления с одного конца кабеля, необходимо подключить три ОПН к экранам с другого конца. Если ОПН устанавливать только один на три фазы и при этом соединить между собой три экрана, то такой режим по потерях, идентичен варианту двустороннего заземления экранов, следовательно он не дает положительного эффекта (и не рассматривается в ПУЭ).

Проведенный в соответствии с ПУЭ расчет наведенного в экранах напряжения от внешнего трехфазного к.з. между фазами в кабельной линии длиной 4,1 км, не подтверждает необходимость применения защиты от перенапряжений (наведенное напряжение составляет около 1,5 кВ при трехфазном к.з. в конце линии). Однако, рекомендации ПУЭ не учитывают того, что напряжение на незаземленном конце экрана, будет значительно выше в момент к.з. между двумя фазами через экран одной из этих фаз. Поясню это на примере рис. 1.

Заземление экрана кабеля с одного конца

Как мы видим, к суммарному сопротивлению фазы А кабеля и его экрана, прикладывается линейное напряжение. Сопротивление экрана больше от сопротивления жилы кабеля, поэтому и напряжение снижено из-за к.з. с 10,5 кВ до 7 кВ, напряжение (ориентировочное), что прикладывается к жиле и экрану в месте к.з. на экране может превысить и 4 кВ, что значительно больше от наведенного при трехфазном к.з., и больше от допустимого напряжения между экраном и землей.

Этот вывод вызывает подозрение, что при некоторых межфазных к.з., будут срабатывать ОПН защиты экранов. Берем во внимание, что напряжение испытания экранов кабелей относительно земли, составляет всего 5 кВ с частотой 0,1 Гц. Это по сути постоянное напряжение, полярность которого должно плавно меняться через 10 сек. Напряжение, которое прикладывается в момент к.з., имеет частоту 50 Гц. Из-за отсутствия информации о допустимом максимальном напряжении в экранах, предполагаем, что ОПН должен быть для кабелей сети 10 кВ с рабочим напряжением 3 кВ (минимальное напряжение для существующих ОПН).

На рис. 2 показан возможный вариант селективной быстродействующей защиты кабеля при заземлении экранов, только со стороны источника питания (пунктиром обозначено экраны кабелей).

Селективная быстродействующая защита кабеля при заземлении экранов

При однофазном замыкании одной жилы кабеля с экраном, срабатывает сигнализация от кабельного трансформатора тока типа ТЗЛМ, охватывающий жили всех трех фаз.

При переходе однофазного к.з. в двухфазное, при внешнем втором к.з. через экран фазы с повреждением, протекает ток двухфазного к.з., который проходит через кабельный трансформатор к контуру заземления. Поэтому, без выдержки времени может сработать защита по такой схеме.

Однако при к.з. на двух фазах, именно кабельной линии, эта защита становится недееспособной, поскольку векторы токов экранов фаз, противоположны по направлению и равны по величине. Поэтому сумма векторов токов равна нулю и защита не сработает. Так что для достижения цели, заземление экранов, следует пропускать через два кабельных трансформаторы тока по схеме рис. 3. Этот вариант возникает из-за отсутствия альтернативы.

Заземление экранов через 2 кабельных трансформаторов тока

В этом варианте, вторичный ток к.з. между жилами и экранами фаз А и В в ТАА дают двойной эффект, а при к.з. фаз А и С, и фаз В и С защита также работоспособная от ТАС. Таким образом, мы получим полноценную токовую отсечку, которая соответствует требованиям к релейной защите, абсолютно селективную, и которая не имеет мертвой зоны.

Тогда и токовую отсечку со схемы межфазной защиты возможно демонтировать. Дополнительный эффект — можно уменьшить затраты на медь экрана. Экран при такой защите, может быть минимального сечения. Несмотря на то, что экран рассчитывается с учетом времени продолжительности к.з., который в свою очередь, зависит не только от уставок защиты, а и от возможного отказа выключателя в момент повреждения кабеля, то правомерно предлагаемую защиту нужно выполнять с отключением также дублирующих выключателей по схеме приведенной на рис.4.

Схема релейной защиты при заземлении экранов через 2 кабельных трансформаторов тока

Тогда продолжительность тока при к.з. на экране, не превысит 0,4 сек, что дает возможность уменьшить площадь сечения экрана кабеля.

Идеальная защита кабеля может быть выполнена по схеме рис.5, если каждый экран с конца от подачи напряжения, заземлить через трансформаторы тока, к которым присоединены токовые реле защиты. Предполагаем, что трансформаторы тока могут быть и низковольтными, за неимением места для установки и низкий уровень напряжения от к.з. в экранах при контуре заземления.

Удаленность кабеля или участка кабеля от источника питания облегчает условия для экранов кабеля в связи с уменьшением токов к.з. Лучшим вариантом защиты кабеля мог бы быть пока, только теоретический. Для реализации данного варианта нужно релейное устройство, которое может быть установлено вместо трансформаторов тока по схеме на рис. 5.

Схема подключения экранов кабеля через трансформаторы тока

Устройство должно контролировать ток каждого экрана всех фаз и мгновенно действовать на отключение выключателя при появлении на экране тока, что превышает 100-200 Ампер (надежная отстройка от емкостного тока сети).

Предложенные схемы защиты соответствуют высокому уровню надежности, быстродействию и селективности. Следует учитывать еще и тот факт, что межфазный ток к.з. в конце кабеля из сшитого полиэтилена будет меньше тока к.з. за кабелем, ибо, тот что в кабеле, перетечет к месту заземления через экраны жил, что значительно увеличивает сопротивление тока. Это обстоятельство не дает возможности организовать селективно токовую (дистанционную) защиту.

ПУЭ предлагает более сложные и дорогие варианты устранения этой проблемы, не являющие ни совершенными, ни дешевле (п. 3.2.94):

  • дистанционная защита в простейшем исполнении;
  • поперечная или продольная дифференциальная защита и тому подобная.

Поперечная дифференциальная защита возможна при наличии двух параллельных линий, а продольная требует прокладки дополнительного контрольного кабеля и дополнительного комплекта трансформаторов тока.

Вышеуказанный вариант защиты, не подходит для кабелей, которые могут питаться поочередно с обоих концов. Но эти кабели несколько удалены от источников питания, поэтому последствия при их повреждении несколько легче.

Данный материал подается как стартовый материал для профессиональной критики.

Р.А. Данько — начальник СРЗА «Самарские распределительные сети»

Источник