CC BY
24
Електричнi станцп, мережi i системи
УДК 621.316.99 10.20998/2074-272Х.2019.1.11
Д.Г. Колiушко, С.С. Руденко
АНАЛ1З МЕТОД1В КОНТРОЛЮ СТАНУ ЗАЗЕМЛЮВАЛЬНИХ ПРИСТРО1В Д1ЮЧИХ ЕНЕРГООБ'еКТШ НА СУЧАСНОМУ ЕТАП1
Проведено анатз Ь встановлено суттев1 недолжи вим1рювань нормованих параметр1в заземлювальних пристрою дЮ-чих енергооб'ектв при використанж ргзних методик та прилад1в. Показано, що електромагттна д1агностика стану заземлювального пристрою на тепершнш час е найбтьш повною, яка дозволяе комплексно оцтити поточний стан заземлювального пристрою та встановити значення опору заземлювального пристрою, напруги на ньому, напруги дотику та опору контактных з'еднань. Встановлен1 недолки електромагштноТ д1агностики на сучасному етат та визначен1 подальш1 напрямки и вдосконалення. Бiбл. 17, табл. 1, рис. 4.
Ключовi слова: заземлювальний пристрш, ошр заземлювального пристрою,напруга на заземлювальному пристро!', напруга дотику, отр контактних з'еднань, електромагштна дiагностика.
Проведен анализ и установлены существенные недостатки измерения нормируемых параметров заземляющих устройств действующих энергообъектов при использовании различных методик и приборов. Показано, что электромагнитная диагностика состояния заземляющего устройства в настоящее время является наиболее полной и позволяет комплексно оценить текущее состояние заземляющего устройства и определить значение сопротивления заземляющего устройства, напряжения на нем, напряжение прикосновения и сопротивления контактных соединений. Установлены недостатки электромагнитной диагностики на современном этапе и определены дальнейшие направления ее совершенствования. Библ. 17, табл. 1, рис. 4.
Ключевые слова: заземляющее устройство, сопротивление заземляющего устройства, напряжение на заземляющем устройстве, напряжение прикосновения, сопротивление контактных соединений, электромагнитная диагностика.
Постановка проблеми. Термш експлуатацп пе-реважно! б№шосп дшчих енергооб'екпв Укра!ни становить понад 30 рошв. За цей перюд як сама елек-троустановка, так i заземлювальний пристрш (ЗП) зазнають значних змш, внаслвдок чого його електрич-ш нормоваш параметри (НП) можуть перевищувати допустимi значення, а конструктивне виконання не вщповвдае вимогам проектно! та нормативно! документации 1снуе низка факторiв, якi суттево впливають на стан ЗП та його параметри:
• дiя корозп на елементи ЗП (порушення цiлiсностi сiтки та пошкодження заземлювальних провiдникiв на меж1 земля-повiтря);
• некоректне ввдновлення заземления старих та тд'еднання нових одиниць обладнання до iснуючого ЗП (послвдовне з'еднання обладнання, приеднання до металевих частин, що не мають зв'язку з ЗП);
• пошкодження ЗП при земляних роботах в ре-зультатi замiни або ремонту обладнання;
• збшьшення потужносп електроустановки зi зро-станням значень струмiв короткого замикання (КЗ) (перевищення допустимих значень НП ЗП).
Для оцшки працездатностi ЗП використовуються НП [1], яш перiодично контролюються протягом всього строку експлуатаци [2]. До них ввдносять: опiр ЗП, напругу на ЗП, напругу дотику та отр контактних з'еднань. Ц величини залежать ввд таких факторiв: конструктивного виконання ЗП, електрофiзичних характеристик грунту (питомий отр i товщина шарiв) та характеристик об'екту (значення струму КЗ, час спра-цювання захисту, клас напруги тощо).
Метою роботи е аналiз iснуючих методiв контролю та визначення найефектившших з них для оць нки стану ЗП дшчих енергооб'екпв в процес експлуатацп.
Розглянемо найб№ш поширенi методи визна-чення НП ЗП.
1. Ошр заземлювального пристрою та напруга на ньому. На тепершнш час значення опору ЗП ви-значаеться за допомогою низки методiв:
1) введення великого струму (50-100 А). Вказа-ний метод подiляеться на декшька типiв:
• синхронний [3], в якому використовуеться дже-рело напруги промислово! частоти. Струм та напруга у колi вимiрюеться до та пiсля включення джерела напруги. Потiм за вщповщними виразами визначаеть-ся опiр ЗП;
• частоти вдарянь [3], в якому використовуеться генератор змшного струму з частотою вщмшною ввд промислово! на 0,1-0,5 Гц. Внаслiдок здвигу фази м1ж введеним струмом та струмом, що розтiкаеться по ЗП в процеа нормально! роботи, виникають максимуми та мiнiмуми вимiрюваного струму та напруги. Напруга та струм також вимiрюються до та тсля включення генератору, а значення опору визначаеться за вщповь дними виразами;
• введення струму, у якого частота вщмшна ввд промислово! частоти та !! гармонiк на дек1лька Гц;
2) введення малого струму (до 3 А) [4]. У даному випадку використовуються генератори з ввдмшною вiд промислово! частотою;
3) розрахункового способу [5-9].
Вимiрювання за наведеними методиками вико-
нуеться за методом амперметра-вольтметра, при цьо-му використовуються двi схеми розташування елект-родiв [2] - одно- та двопроменева (див. рис. 1). Дво-променева схема може бути дощльною при вимiрю-ваннi в умовах, де площа в мiсцi розташування енер-гооб'екту обмежена. Для обох схем застосовуеться один i той самий порядок вимiрювань:
1) до генератору I тд'еднуеться ЗП Е та струмо-вий електрод С, який встановлюеться на вiдстаиi 3Б
© Д.Г. Кол1ушко, С.С. Руденко
для однопроменево! та (1,5-2) Б для двопроменево! схеми, де Б - найбшьша дiагональ ЗП;
2) встановлюеться значения струму за допомо-гою генератора I та амперметру РА;
3) потенцшний електрод Р забиваеться на деякш вiдстанi X, наприклад 50 % вiд вiдстанi до струмового електроду (для однопроменево! схеми - на однш пря-мш зi струмовим електродом, для двопроменево! - тд кутом 40-45°), й вимiрюеться потенцiал;
4) далi, пересуваючи потенцiйний електрод в сторону ввд ЗП, вимiрюеться потенцiал через обрану ввдстань (наприклад, через 5 м, 10 м, 15 м i т.д.);
5) пересувати електрод Р необхвдно до тако! ввд-сташ Х, щоб значення м1ж двома суадшми вимiрами вiдрiзнялося не бшьше н1ж на 10 %. Це буде означати, що знайдено точку Я2 криво! [10].
Рис. 1. Розподш потенщалу по поверхш Грунту при проведеннi вимiрювань за однопроменевою схемою
Отр ЗП в цьому випадку буде рiвним ввдношен-ню потенцiалу в точцi Я2 до струму генератора. Однак, на практищ найбiльш широке розповсюджен-ня, у зв'язку зi своею простотою, отримала однопро-менева схема за «методом 62 %», коли потенцшний електрод Р одразу встановлюеться на вщсташ вiд ЗП, яка складае 62 % ввд виносу струмового електроду С. Такий метод забезпечуе найбiльшу точнiсть при умовi однорщносп грунту, проте в iнших випадках необхщ-но користуватися залежнiстю довжини виносу потен-цiйного електроду ввд довжини виносу струмового для двошарового грунту, яка наведена в [10].
Горизонтальна частина на кривш залежносп по-тенцiалу ввд вiдстанi до потенцшного електроду з'являеться при достатньо значному збiльшеннi ввд-станi до струмового електроду. В залежиосп ввд стру-ктури грунту вказана умова виконуеться при вiдстанi до струмового електроду в (3-40) дiагоналей ЗП. Зро-зумiло, що таке рознесення вимiрювальних к1л в бага-тьох випадках буде неможливим.
В [11] розглянуто схему вимiрювання опору ЗП за допомогою триелектродно! установки. При цьому, незважаючи на ствердження про можливiсть вимiрю-вань для будь-яко! структури грунту, при фiзичному моделюваннi було розглянуто лише однорвдну структуру, а вимiрювання на дшчих енергооб'ектах не проводились. В [12] показано, що в грунтах з горизонтальною та вертикальною неоднорщностями юнуе единий можливий варiант розташування допом1жиого потенцiйного електроду в однопроменевш схемi
вимiрювання, при якому можливе точне визначення опору ЗП. Наведений алгоритм експериментального пошуку цього варiанту для грунту з невщомою гео-електричною структурою е складним з точки зору практично! реалiзацi!.
Напруга на ЗП - це напруга, яка виникае в разi стiкання струму iз заземлювача в землю мiж точкою введення струму в заземлювач i зоною нульового по-тенцiалу [1]. Напряму величина напруги на ЗП впли-вае на стан кабельно! продукцi!' енергооб'екту, мшро-процесорно! вимiрювально! технiки та техшки управ-лiния, панелей релейного захисту, а опосередковаио також i на електробезпеку (саме величина напруги на ЗП разом з електрофiзичними характеристиками грунту е визначальними для величини напруги дотику). Зпдно з [1] для енергооб'екпв, що працюють в мере-жi з заземленою нейтраллю, величина напруги на ЗП регламентуеться наступним чином: перевищения зна-чення 10 кВ допускаеться лише на ЗП, виконаному за вимогами до напруги дотику, й не допускаеться на ЗП виконаному за вимогами до опору ЗП. У випадку ви-несения високого потенщалу за межi електроустанов-ки та перевищения значення 5 кВ необх1дно застосо-вувати засоби захисту iзоляцi!' кабелiв зв'язку i теле-мехаиiки, що вiдходять вiд електроустановки.
Найпростiшим, але i найменш точним способом для знаходження напруги на ЗП е прямий перераху-нок, коли вимiряне за схемою на рис. 1 значення опору ЗП перемножуеться на реальне значення струму КЗ. Похибка при визначенш напруги на ЗП обумов-люеться неточнiстю вимiрювання опору ЗП та невра-хуванням нелiнiйно! залежиостi магнiтно! проникнос-п заземлювачiв в1д величини струму КЗ. В зв'язку з неможливютю проведения вимiрювань опору ЗП та напруги на ЗП на низщ об'екпв (промислових пiд-приемствах, в умовах мюько! забудови тощо), най-б№ш унiверсальним та точним способом визначення стае розрахунковий за допомогою спещальних про-грамних комплексiв. Питаниям моделюваиия елект-ромагнiтних процесiв, що виникають в ЗП при протi-каиш аварiйних струмiв присвячена низка робгг [5-9]. В бiльшостi випадк1в використовуеться математична модель ЗП, розташоваиого в двошаровому грунтi, зо-крема за допомогою аналопчно! моделi [8] авторами проведено розрахунок для понад 1000 енергооб'екпв Укра!ни класами напруги 35-750 кВ, а програмний комплекс, використаний в [5], е одшею з найпопуляр-нiших в свiтi комерцшних версiй). Вих1дними параметрами для нього е конструктивне виконання ЗП (його схема, перерiз заземлювачiв, глибина розташу-вания), електрофiзичнi характеристики грунту, режим роботи нейтралi та величина струму КЗ дослвджува-ного об'екту.
2. Напруга дотику. Напруга дотику е параметром, який характеризуе електробезпеку обслуговую-чого персоналу енергооб'екту. Вш залежить ввд струму, який спкае з ЗП в землю, опору ЗП, конструкци ЗП та електрофiзичних характеристик грунту. На вiд-мшу вiд вимiрюваиия опору ЗП, при якому амплтуда вимiрювального струму не грае велико! ролi (вона за-даеться в залежиостi в1д використовуваиого методу),
напруга дотику 1И пропорцшна, хоча ця залежшсть 1 носить нелттниИ характер.
1снують два шляхи експериментального вимь рювання напруги дотику. ПершиИ - безпосередньо при струм1 КЗ, тобто в реальних умовах. Вт небез-печниИ И може бути виправданим лише в поодино-ких випадках у виключних ситуащях (при проведет випробовувань наИбшьш вщповщальних ЗП), тому практично не використовуеться. ДругиИ - при вимь рювальному струм1, якиИ в багато раз1в меншиИ тж реальниИ струм КЗ, з подальшим приведенням вимь ряно! напруги дотику пропорцтно до реального струму КЗ [2].
Вим1рювальна схема практично така сама, як 1 для вим1рювання опору ЗП, проте з особливим вико-нанням потенцтного електроду И шунтуванням вольтметра резистором. На рис. 2 наведена схема ви-м1рювання напруги дотику за допомогою комплексу «КДЗ-1У» [2].
дови та методична похибка способу, яка пов'язана з неврахуванням залежносл магнггно! проникност1 ма-тер1алу заземлювач1в в1д струму, що проткае елемен-тами ЗП, а також вщткання частин струму КЗ в заземлен! неИтрал1 трансформатор1в.
Таким чином, на вщмту вщ опору ЗП, яке мож-на визначити як експериментальним, так 1 розрахун-ковим шляхом, напругу на ЗП та напругу дотику при реальному струм1 КЗ можна знаИти тшьки шляхом виконання вщповщних обчислень за допомогою спе-щальних комп'ютерних програм.
3. Опiр контактних з'еднань. Одним з електри-чних НП ЗП е отр контактного з'еднання обладнання з ЗП. У роботах остантх роюв неодноразово вщзна-чався Иого значниИ вплив на величину напруги дотику [13-15]. Отр контактних з'еднань визначаеться методом амперметра-вольтметра при посттному або змтному струм1 за допомогою мжроомметра або по-двтного мосту [2]. Допустиме значення опору контактного з'еднання складае 0,05 Ом при введет та не бшьше 0,1 Ом тд час експлуатацп. ЗагальноприИнята схема вим1рювання вказаного НП, як в Укра1т [2], так 1 за кордоном [7], наведена на рис. 3.
ОгоипсНгщ Grounding
Рис. 2. Схема вим1рювання напруги дотику
ПотенцтниИ електрод P мае 1мггувати дв1 ступт людини. Для цього використовують спещальниИ еле-ктрод-пластину з контактною поверхнею 25^25 см2. Для створення достатнього тиску на землю на пластину встановлюеться вантаж вагою не менше 25 кг. Вольтметр шунтуеться резистором з опором Яъ. Екв1-валентниИ отр включених паралельно резистор1в мае дор1внювати опору т1ла людини (як правило воно приИмаеться р1вним 1000 Ом). Горизонтальна вщ-стань в1д м1сця контакту до пластини приИмаеться р1вним 0,8 м [1, 2] або 1 м [7].
Вольтметр паралельно з резистором за допомо-гою струбцини С2 включають м1ж заземленим облад-нанням (на рис. 2 - це ящик керування), на якому ви-конуеться вим1рювання, та потенц1Иним електродом. СтрумовиИ електрод СЕ розташовують на такт же вщстат, як 1 при вим1рювант опору ЗП. Генератор ГСТ-3 в1д «КДЗ-1У» (або аналопчниИ) п1д'еднують до обладнання та СЕ за допомогою струбцини С1 И провод1в W1 1 W2 в1дпов1дно. Для моделювання наИ-бшьш несприятливих сезонних умов м1сце встанов-лення потенц1Иного електроду зволожуеться. Шсля чого на схему подаеться напруга И виконуються вим1-ри напруги та струму. Вим1рят значення напруги дотику приводять до реального струму КЗ И пор1внюють отриманиИ результат з припустимим нормованим значенням. Недол1ками такого способу е неможли-в1сть проведення вим1рювань в умовах щшьно! забу-
Рис. 3. Схема вим1рювання опору контактних з'еднань
Таким чином, згщно схеми вим1рювання, тд опором контактного з'еднання мають на уваз1 перех1-дниИ оп1р м1ж обладнанням та заземлювальним про-вщником. Проте, як показуе практика експлуатацп ЗП, та проведення вим1р1в НП ЗП, перевищення напруги дотику може наступити внаслщок порушення цшсност1 заземлювального пров1дника на меж1 «зем-ля-пов1тря», а також в зв'язку з1 зб1льшенням опору контактного з'еднання в точщ зварки заземлювального провщника з самим ЗП (див. Р. 1 на рис. 3). Тому врахування стану заземлювального провщника та якост1 Иого п1д'еднання, а вщповщно И самого обладнання до ЗП, е важливою задачею. Для 11 контролю можна використовувати отр зв'язку, якиИ визначаеться вщносно шшого заземленого обладнання. Однак тако! методики з м1тм1защею кшькост1 необх1дних вим1рювань на раз1 не юнуе.
П1дсумовуючи, можна констатувати, що розгля-нут1 вище методики мають наступт недол1ки:
• неможлив1сть проведення вим1рювання напруги дотику, опору ЗП та напруги на ЗП на низщ об'еклв у зв'язку з вщсуттстю в1льно! в1д комун1кац1И або спо-руд д1лянки для розмщення допом1жних струмових та потенц1Иних електрод1в;
• некоректне вим1рювання НП ЗП у зв'язку з неврахуванням довжини виносу струмового електроду для двошарового грунту та вщсуттсть тако! залежно-ст1 для три- 1 бшьше шарових грунлв;
• некоректне вимiрювання напруги дотику та напруги на ЗП через неврахування залежносп магштно! проникностi заземлювачiв ввд струму, що протiкаe по ним, i вiдтоку струму у заземлен нейтралi;
• неповна шформащя про як1сть заземления обладнання, яку дае вимiр опору контактних з'еднань;
• техшчна складнiсть та значт трудовi витрати при проведент вимiрювання напруги дотику на кож-нiй одиницi обладнання енергооб'екту (шльшсть таких одиниць на п^дстанци класом напруги 330 кВ мо-же сягати дек1лькох сотень, а трудовi витрати на ви-мiрювання однiеï точки згвдно з будiвельними нормами [16] складають 15 люд-год).
Крiм того, для об'екпв, якi тривалий час знахо-дяться в експлуатацп, проведення лише вимiрювання перелiчених НП не дозволяе однозначно оцшити стан ЗП: невiдомим залишаеться конструктивне виконання та стан заземлювачiв, що знаходяться пвд землею. Тому на сучасному етапi для контролю використовуеться електромагштна дiагностика (ЕМД) стану ЗП [2], яка включае в себе комплексне експе-риментальне та розрахункове (на основi реального стану ЗП та результапв додаткових експериментiв) визначення всiх НП ЗП. Вказана методика поеднуе в œ6i низку методiв: вертикального електричного зо-ндування грунту, iндукцiйного методу визначення наявносп заземлювачiв, методу малого струму, роз-рахункового методу тощо.
4. Методика електромагнiтноï дiагностики стану заземлювального пристрою. Методика ЕМД ЗП [2] дшчих енергооб'екпв в цшому ввдповщае м1жнародним стандартам [7] та [10], i передбачае проведення трьох еташв: експериментального, розрахун-кового та етапу видачi рекомендацiй.
На першому етапi виконуеться:
• визначення конструктивного виконання ЗП за допомогою шдукцшного методу (мiсцезнаходжения та глибина заземлювачiв), необхвдного в тому числi для побудови його математичноï моделi;
• вимiр уявного питомого опору для визначення електрофiзичних характеристик грунту (питомого опору, товщини шарiв та 1'х кiлькостi) методом вертикального електричного зондування;
• вимiр електричних параметрiв (опору основи, опору ЗП, напруги дотику та напруги на ЗП вщносно iншоï заземлено! точки) на основi методу амперметра-вольтметра та вщомих схем, як1 необхiднi для оцшки адекватносп математично! моделi реальному ЗП.
Результати експериментальних дослвджень разом з характеристиками енергооб'екту (класом напруги, режимом роботи нейтралi трансформаторiв та значен-ням струмiв короткого замикання i часу спрадювання захисту) е вихвдними даними для другого (розрахун-кового) етапу ЕМД.
При проведеннi розрахунк1в на другому етат використовуеться розроблена авторами математична модель нееквшотенцшного ЗП, розташованого в три-шаровому провiдному групп з плоско-паралельними границями подiлу [9]. Для того, щоб задати вихщш
параметри грунту використовуються засоби штерпре-тадiï кривих вертикального електричного зондування та екивалентування грунту. Моделювання процеав в ЗП виконуеться при реальному струмi КЗ з урахуван-ням нелшшно1' залежиостi магнiтноï проникиостi ввд його величини, ск1н-ефекту та реального розтшання аварiйних струмiв (у тому чи^ вiдтiкаиия в заземле-m нейтралi), що дозволяе визначити значення НП на-вiть для тих об'екпв, як1 розташоваиi в стислш забу-довi або на територп промислових пiдприемств. 1сну-ючi програмш засоби та математичнi моделi дозволя-ють врахувати дво- та тришарову геоелектричну структури грунту й охопити напряму понад 80 % енергооб'екпв Украши.
На третьому етапi виконуеться розробка рекоме-ндацiй обумовлених вимогами нормативних докумен-тiв до конструктивного виконання заземлювачiв, а також на основi порiвняния значень розрахункових та допустимих параметрiв оцiнюеться доцiльнiсть введення додаткових рекомендацш для проведення реко-нструкдiï заземлювального пристрою. Шсля цього проводиться повторний розрахунок з урахуванням рекомендованих додаткових заземлювачiв. Синтез зазначених рекомендацш е складною техшчною задачею, осшльки при ïï вирiшеннi необх1дно визначити оптимальнi мюця прокладання заземлювачiв для еко-номп трудових та матерiальних витрат, i при цьому найбiльш повно використовувати юнуючий ЗП.
Таким чином, методика ЕМД стану ЗП дозволяе провести найбiльш об'ективну оцiнку поточного стану ЗП та розробити способи для приведення його у вiдповiднiсть до нормативних докуменпв.
До недолiкiв ЕМД стану ЗП слад ввднести поми-лки при визначеннi конструктивного виконання ЗП та вплив допущень, прийнятих при побудовi математич-но1' модели
• похибка визначення глибини залягання ЗП;
• змiнний перерiз заземлювачiв на рiзних частинах ЗП, що складно врахувати;
• помилки при iдентифiкацiя горизонтальних зазе-млювачiв (прийняття кабелiв та пiдземних комушка-цш за штучний заземлювач);
• проблеми знаходження мiсдя встановлення вертикального заземлювача та вiдсутнiсть методики визначення його довжини;
• допущення про плоско-паралельну багатошарову структуру грунту, який насправдi мае нахили та лока-льнi включення;
• недостатня глибина зондування багатошарових грунтiв та вщсутнють засобiв iнтерпретацiï.
5. Прилади для контролю стану заземлювального пристрою. В Укрш'ш використовуеться вггчиз-няний комплекс для дiагностики стану ЗП «КДЗ-1У» [2] (див. рис. 4,а), французьш прилади С.А 6460 та С. А 6470N (див. рис. 4,6), а також вичизняш стандар-тш прилади ще радянсько1' конструкци: М-416 чи Ф 4103-М1, яш по теперiшнiй час застосовуються службами iзоляцiï та високовольтними лабораторiями на рiзних енергооб'ектах.
а б
Рис. 4. Прилади для контролю стану ЗП: а - «КДЗ-1У»; б - С.А 647(М
В табл. 1 наведено порiвняння функцш найпо-ширенiших приладiв для контролю стану ЗП дшчих енергооб'еклв Украши.
Таблиця 1
Назва приладу Стан ЗП Питомий отр грунту Ошр ЗП Напруга дотику Огар контактних з'еднань
«КДЗ-1У» + + + + +
С.А 6470N - + + + +
С.А 6460 - + + + +
Абрис-12/8 + - - - -
Ф 4103-М1 - + + - -
М-416 - + + - -
ЕР-331 - - - - +
Аналiз приладiв показуе, що лише «КДЗ-1У» до-зволяе виконувати повний комплекс робгг з ЕМД стану ЗП. Проте недолжом приладу е вiдсутнiсть автономного живлення i мала величина допустимого опору вимь рювальних електродiв (що практично унеможливлюе проведения зондування грунту з питомим опором бь льше 350 Ом-м). Прилади ЕР-331 та Арбис-12/8 е вузь-ко направленими й дозволяють виконувати лише ви-мiр опору контактних з'еднань та пошук траси проля-гання заземлювач!в ввдповвдно. Ф 4103-М1 та М-416 е техшчно застарiлими й також мають вузький спектр застосування. С.А 6460 у порiвняннi з С.А 6470М мае лише одну частоту вимiрювання та не дозволяе про-водити зондування грунту для енергооб'еклв класом напруги 220 кВ та вище. В цiлому детальний аналiз характеристик та можливостей приладiв для зондування грунту зроблено в [17].
Таким чином, найб!льш широк! можливосп для визначення НП ЗП мають «КДЗ-1У» та С.А 6470К Виглядае перспективним удосконалення «КДЗ-1У» або розробка аналопчного без вказаних недолiкiв.
Висновки.
1. Проведено анал1з сучасних методiв контролю стану ЗП та встановлено, що на в1дм!ну в!д визначен-ня опору ЗП, яке можна робити як експериментально, так i розрахунковим шляхом, напругу на ЗП та напру-гу дотику при реальному струм! замикання на землю сл1д знаходити тшьки розрахунковим шляхом за до-помогою спещальних комп'ютерних програм.
2. Показано, що методика ЕМД ЗП дозволяе провести найб!льш об'ективну оцшку поточного стану ЗП
та розробити рекомевдацп для приведення його у ввд-повiднiсть до нормативних докуменпв.
3. Встановлено недолiки ЕМД ЗП, яш пов'язанi з помилками при визначенш його конструктивного ви-конання та впливом допущень, прийнятих при побу-довi математично! моделi.
4. Проведено аналiз приладiв, що використовують-ся при контролi стану ЗП. Визначено перспективний напрямок удосконалення комплексу для дiагностики заземления «КДЗ-1У».
СПИСОК ШТЕРАТУРИ
1. Правила улаштування електроустановок. - X. : «Форт», 2017. - 760 с.
2. Випробування та контроль пристро1в заземлення електроустановок. Типова шструкщя. СОУ 31.2-2167768119:2009. - К.: Мшпаливенерго Украши, 2010. - 54 с.
3. Seljeseth H., Campling A., Feist K.H., Kuussaari M. Station Earthing. Safety and interference aspects // Electra. - 1980. -vol.71. - pp. 47-69.
4. Boaventura W.C., Lopes I.J.S., Rocha P.S.A., Coutinho R.M., Castro F., Dart F.C. Testing and evaluating grounding systems of high voltage energized substations: alternative approaches // IEEE Transactions on Power Delivery. - 1999. -vol.14. - no.3. - pp. 923-927. doi: 10.1109/61.772335.
5. Tabatabaei N.M., Mortezaeei S.R. Design of grounding systems in substations by ETAP intelligent software // International Journal on «Technical and Physical Problems of Engineering». - 2010. - iss.2. - vol.2. - no.1. - pp. 45-49.
6. Колечицкий Е.С. Приближенные оценки сопротивления заземляющих устройств // Вестник МЭИ. - 2006. -№4. - С. 56-62.
7. IEEE Std 80-2000 Guide for Safety in AC Substation Grounding. - New York: IEEE, 2000. - 200 p. doi: 10.1109/ieeestd.2000.91902.
8. Линк И.Ю., Колиушко Д.Г., Колиушко Г.М. Математическая модель неэквипотенциального заземляющего устройства подстанции, размещенного в двухслойном грунте // Электронное моделирование. - 2003. - Т.25. -№2. - С. 99-111.
9. Колиушко Д.Г., Руденко С.С. Определение электрического потенциала, создаваемого заземляющим устройством в трехслойном грунте // Техшчна електродинамжа. - 2018. -№4. - С. 19-24. doi: 10.15407/techned2018.04.019.
10. IEEE Std 81-2012 Guide for Measuring Earth Resistivity, Ground Impedance, and Earth Surface Potentials of a Grounding System. - New York: IEEE, 2012. - 86 p. doi: 10.1109/ieeestd.2012.6392181.
11. Нижевский И.В., Нижевский В.И., Бондаренко В.Е. Экспериментальное обоснование метода измерения сопротивления заземляющего устройства // Електротехнжа i еле-ктромеханжа. - 2016. - №6. - С. 60-64. doi: 10.20998/2074-272X.2016.6.10.
12. Целебровский Ю.В. Теория измерения сопротивления заземляющего устройства // Доклады ТУСУР. - 2012. -№1(25). - Ч.1. - С. 196-198.
13. Глебов О.Ю., Колиушко Д.Г, Линк И.Ю. Определение напряжения прикосновения методом суперпозиции составляющих тока однофазного замьжания на землю // Вестник НТУ «ХПИ». - 2005. - №49. - С. 85-88.
14. Salam M.A., Rahman Q.M., Ang S.P., Wen F. Soil resistivity and ground resistance for dry and wet soil // Journal of Modern Power Systems and Clean Energy. - 2015. - vol.5. - no.2. -pp. 290-297. doi: 10.1007/s40565-015-0153-8.
15. Фоменко О.В., Костенко М.А., Новикова А.О. Влияние сопротивления связи в заземляющем устройстве на повреждение электронной аппаратуры // Глобальная ядерная безопасность. - 2014. - №3(12). - С. 44-48.
16. Ресурсные элементные сметные нормы на пусконала-дочные работы. Сборник 1. Электротехнические устройства. ДБН Д.2.6-1-2000. - К.: Держбудiвництво Украши, 2001. - 49 с.
17. Руденко С.С. Требования к приборам для проведения вертикального электрического зондирования грунта при диагностике состояния заземляющих устройств // Електро-техшка i електромеханжа. - 2016. - №5. - С. 68-73. doi: 10.20998/2074-272X.2016.5.12.
REFERENCES
1. Pravyla ulashtuvannja elektroustanovok [Electrical Installation Regulations]. Kharkiv, Fort Publ., 2017. 760 p. (Ukr).
2. Natsional'nyy standart Ukrayiny. SOU 31.2-2167768119:2009. Viprobuvannya ta kontrol' prystroyiv zazemlennya elektroustanovok. Tipova instruktsiya [National Standard of Ukraine SOU 31.2-21677681-19:2009. Test and control devices, electrical grounding. Standard instruction]. Kyiv, Minener-govugillya Ukrayiny Publ., 2010. 54 p. (Ukr).
3. Seljeseth H., Campling A., Feist K.H., Kuussaari M. Station Earthing. Safety and interference aspects. Electra, 1980, vol.71, pp. 47-69.
4. Boaventura W.C., Lopes I.J.S., Rocha P.S.A., Coutinho R.M., Castro F., Dart F.C. Testing and evaluating grounding systems of high voltage energized substations: alternative approaches. IEEE Transactions on Power Delivery, 1999, vol.14, no.3, pp. 923-927. doi: 10.1109/61.772335.
5. Tabatabaei N.M., Mortezaeei S.R. Design of grounding systems in substations by ETAP intelligent software. International Journal on «Technical and Physical Problems of Engineering». 2010, iss.2, vol.2, no.1, pp. 45-49.
6. Kolechitsky Ye.S. Approximate estimates of the resistance of grounding devices. VestnikMEI, 2006, no.4, pp. 56-62. (Rus).
7. IEEE Std 80-2000 Guide for Safety in AC Substation Grounding. New York, IEEE, 2000. 200 p. doi: 10.1109/ieeestd.2000.91902.
8. Link I.Yu., Koliushko D.G., Koliushko G.M. A mathematical model is not an equipotential ground grids substation placed in a double layer. Electronic modeling, 2003, vol.25, no.2, pp. 99-111. (Rus).
9. Koliushko D.G., Rudenko S.S. Determination the electrical potential of a created grounding device in a three-layer ground. Technical Electrodynamics, 2018, no.4. pp. 19-24. (Rus). doi: 10.15407/techned2018.04.019.
10. IEEE Std 81-2012 Guide for Measuring Earth Resistivity, Ground Impedance, and Earth Surface Potentials of a Grounding System. New York, IEEE, 2012. 86 p. doi: 10.1109/ieeestd.2012.6392181.
11. Nizhevskyi I.V., Nizhevskyi V.I., Bondarenko V.E. The experimental validation of the grounding device resistance measurement method. Electrical engineering & electromechan-ics, 2016, no.6, pp. 60-64 (Rus). doi: 10.20998/2074-272X.2016.6.10.
12. Tselebrovskiy Yu.V. The theory of measurement of resistance of earthing device. Proceedings of TUSUR, 2012, iss.1, part 1, pp. 196-198. (Rus).
13. Glebov O.Yu., Koliushko D.G., Link I.Yu. Determination of the touch voltage by the method of superposition of current components of a single-phase earth fault. Bulletin of NTU «KhPI», 2005, no.49, pp. 85-88. (Rus).
14. Salam M.A., Rahman Q.M., Ang S.P., Wen F. Soil resistivity and ground resistance for dry and wet soil. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy, 2015, vol.5, no.2, pp. 290-297. doi: 10.1007/s40565-015-0153-8.
15. Fomenko O.V., Kostenko M.A., Novikova A.O. Influence of Communication Resistance on Damage of the Electronic Equipment in the Grounding Device. Global Nuclear Safety, 2014, no.3(12), pp. 44-48. (Rus).
16. Resursnye elementnye smetnye normy na puskonaladochnye raboty. Sbornik 1. Elektrotekhnicheskie ustroistva. DBN D.2.6-1-2000 [Resource elemental estimates for commissioning. Collection 1. Electrotechnical devices. DBN D.2.6-1-2000]. Kyiv, Derzhbudivnytstvo Ukrainy Publ., 2001. 49 p. (Rus).
17. Rudenko S.S. Requirements for devices for vertical electrical sounding of soil at diagnostics of grounding devices. Electrical engineering & electromechanics, 2016, no.5, pp. 68-73. (Rus). doi: 10.20998/2074-272X.2016.5.12.
Надтшла (received) 13.09.2018
Колхушко Денис Георгшович1, к.т.н., с.н.с., Руденко Серай Сергшович1, к.т.н., H.c., 1 Нацюнальний техшчний ушверсигет «Харювський полггехшчний шстигут», 61002, Харюв, вул. Кирпичова, 2, e-mail: [email protected]
D.G. Koliushko1, S.S. Rudenko1
1 National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute», 2, Kyrpychova Str., Kharkiv, 61002, Ukraine. Analysis of methods for monitoring of existing energy objects grounding devices state at the present stage. Purpose. The purpose of the work is to analyze the modern methods of control and determine the most effective ones for monitoring the state of grounding of existing energy objects in operation. Methodology. The analysis of the methods was carried on the basis of comparison the experimental and calculation methods for determining the rated parameters of the grounding of existing energy objects. Results. Significant imperfections of measurements of the rated parameters of the grounding with different methods and devices was established. It has been shown that the electromagnetic diagnostics is the most complete, which allows to comprehensively assess the current state of the grounding and establish the resistance of the grounding, the voltage on it, the touch voltage and the resistance of the contact joints. The deficiencies of electromagnetic diagnostics are established at the present stage and further directions of its perfection are determined. Originality. For the first time the comparative analysis of existing methods for monitoring the state of the grounding and directions for improving electromagnetic diagnostics was made. Practical value. The obtained results allow to choose the optimum method for monitoring the state of the grounding. Elimination of the revealed drawbacks of the method of electromagnetic diagnostics will improve the accuracy of the determination of rated parameters. References 17, tables 1, figures 4.
Key words: grounding device, resistance of the grounding device, grounding device voltage, touch voltage, resistance of contact joints, electromagnetic diagnostics.
