Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• 1. Исследовательский раздел
• 1.1 Характеристика объекта
• 1.2 Расположение и назначение объекта проектирования
• 1.3 Планировочное решение объекта проектирования
• 1.4 Технические характеристики электрооборудования объекта проектирования
• 1.5 Обоснование необходимости реконструкции (анализа), предложения по объекту проектирования
• 2. Расчётно-технический раздел
• 2.1 Выбор и обоснование заземляющего устройства (элементов ЗУ)
• 2.2 Выбор, обоснование и разработка планировочного решения системы ЗУ
• 2.3 Выбор и описание методики расчёта системы ЗУ
• 2.4 Расчёт системы ЗУ
• 3. Технологический раздел
• 3.1 Общий технологический процесс ремонта, наладки, монтажа и обслуживания ЗУ
• 3.2 Карта технологического процесса
• 4. Раздел охраны труда
• 4.1 Выбор и обоснование режимов труда и отдыха
• 4.2 Правила производственной санитарии
• 4.3 Правила пожарной безопасности
• 4.4 Общие правила строительно-монтажных работ
• 4.5 Общие правила производства земляных работ
• 4.6 Правила техники электробезопасности
• 4.7 Безопасность труда при проведении сварочных работ
• 4.8 Безопасность труда при работе с электроинструментом
• 4.9 Средства защиты
• 4.10 Безопасность труда при проведении испытаний и измерений
• 4.10.1 Испытания электрооборудования с подачей повышенного напряжения от постороннего источника
• 4.10.2 Измерения в электроустановках напряжением до 1000 В
• 4.11 Мероприятия по охране окружающей среды
• 5. Организационный раздел
• 5.1 Научная организация труда на предприятии
• 5.2 Энергосберегающие технологии и мероприятия на предприятии
• 5.3 Энергоэффективность и энергопаспорт предприятия
• 6. Экономический раздел
• 6.1 Общие требования к работам на объекте проектирования
• 6.2 Расчёт локальной сметы по объекту проектирования
• 6.2.1 Описание методики расчёта локальной сметы.
• 6.2.2 Расчёт раздела "Земляные работы" локальной сметы
• 6.2.3 Расчёт раздела "Электромонтажные работы" локальной сметы
• 6.2.4 Расчёт раздела "Пусконаладочные работы" локальной сметы
• 6.2.5 Расчёт раздела "Материалы, не учтённые ценником".
• 6.3 Расчёт общей сметной стоимости объекта проектирования
• 7. Конструкторский раздел
• 7.1 Описание конструкторской разработки (стенда "Работа газового реле")
• 7.2 Порядок работы на стенде
• 7.2.1 Демонстрация работы газового реле "на сигнал" производится в следующем порядке (рисунок 6)
• 7.2.2 Демонстрация работы газового реле "на отключение" производится в следующем порядке
• 7.2.3 Отбор пробы газа из газового реле [18]
• 7.3 Технические характеристики конструкторской разработки
• Заключение
• Ссылки на используемую литературу

Введение

Объектом исследования и проектирования выбрано заземляющее устройство (ЗУ) подстанции (ПС) 220кВ Проспект Испытателей входящей в состав Ленинградского Предприятия Магистральных Электрических Систем (Лен. ПМЭС).

Заземляющее устройство - это совокупность объединённых заземлителей и заземляющих проводников. Заземлитель находится непосредственно в земле и соединяет с ней части электроустановки. Заземляющие проводники соединяют заземлитель с частями электроустановки (электрооборудованием), которые должны быть заземлены.

Согласно [п.1.7.55, 1], заземляющее устройство, используемое для заземления электроустановок одного или разных назначений и напряжений, должно удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к заземлению этих электроустановок: защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции, условиям режимов работы сетей, защиты электрооборудования от перенапряжения и т.д. в течение всего периода эксплуатации.

В первую очередь должны быть соблюдены требования, предъявляемые к защитному заземлению.

В данном дипломном проекте освещены такие вопросы как:

планировочное решение системы заземления ПС;

выбор и расчёт основных элементов ЗУ;

описание технологического процесса монтажа ЗУ;

экономический расчёт устройства внешнего ЗУ;

вопросы безопасности труда;

другие вопросы.

электрооборудование заземляющее устройство подстанция

1. Исследовательский раздел

1.1 Характеристика объекта

ПС 220 кВ Проспект Испытателей относится к подстанциям нового поколения. Отличительной чертой ПС является расположенное внутри здания распределительное устройство с элегазовой изоляцией (КРУЭ), что существенно снижает площадь занимаемой территории. Силовые трансформаторы, дугогасящие реакторы и другое силовое оборудование так же находится внутри здания. Питание подстанции осуществляется от двух воздушных линий электропередач (ЛЭП) с номинальным напряжением 220кВ. Отходящие линии имеют номинальное напряжение 10 кВ.

Основные характеристики ПС 220 кВ Проспект Испытателей приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Основные характеристики ПС 220 кВ Проспект Испытателей

Характеристика подстанции
Мощность	160 МВА
Главная схема электрических соединений	Четырёхугольник
Вид распределительного устройства ВН	Закрытый (КРУЭ)
Тип трансформаторов	ТРДН-80000/220-У1
Количество трансформаторов	2
Количество выключателей на стороне ВН, шт	4
Количество отходящих линий на стороне ВН, шт	4
Количество отходящих линий на стороне НН, шт	54
Источник реактивной мощности	CLR 75/3000/0,796, 4шт
Вид распределительного устройства НН	Закрытый (КРУ)

1.2 Расположение и назначение объекта проектирования

ПС 220 кВ Проспект Испытателей находится по адресу Санкт-Петербург, пр. Испытателей, д.3, к.3.

Заземляющее устройство располагается на территории ПС и предназначено для:

создания безопасных условий обслуживания электроустановки (защиты людей от поражения электрическим током);

обеспечения нормальной работы электроустановки (заземление нейтралей силовых трансформаторов, дугогасительных реакторов и т.п.);

обеспечение требований по снижению помех для обеспечения работы релейной защиты, автоматики и связи;

защиты сооружений и электрооборудования от прямых ударов молнии с помощью разрядников, искровых промежутков, стержневых и тросовых молниеотводов, которые присоединяются к заземлителям.

1.3 Планировочное решение объекта проектирования

Основой системы заземления является подземная сеть (контур) заземления. Контур заземления сооружён в земле вокруг здания и за оградой и состоит из сети круглой стали.

В здании закрытой подстанции по внутреннему периметру помещений, где имеется подлежащее заземлению оборудование, прокладываются заземляющие магистрали, к которым присоединяются все оборудование и металлоконструкции. Внутренний контур заземления выполняется в виде сетки из стальных полос сечением 40х4 мм², прокладываемых на высоте 0,4 м от уровня пола.

Наружный контур заземления присоединяется к металлическим закладным каждой железобетонной колонны, соответственно, к арматуре строительных конструкций, а также к внутреннему контуру заземления здания.

Для обмотки 220 кВ трансформатора принят постоянный режим заземления нейтрали. Для электроустановок напряжением до 1 кВ принимается TN-C-S система, с отдельными N и PE проводниками.

Выполняются также мероприятия по выравниванию потенциалов как внутри, так и у входов в здание, а также у въезда на территорию ПС.

На территории ПС у пожарных гидрантов устанавливаются шины заземления для заземления пожарной техники.

1.4 Технические характеристики электрооборудования объекта проектирования

Наружное заземляющее устройство состоит из горизонтальных и вертикальных заземлителей (электродов). Заземлитель это элемент заземляющего устройства, который находится непосредственно в земле и соединяет с ней части электроустановки.

Горизонтальный заземлитель выполнен из черной круглой стали Ш 20 мм (сечение 314 мм²). Вертикальные электроды выполнены из черной круглой стали Ш 20 мм и длиной 5м.

Общая длина горизонтальных заземлителей, включая элементы выравнивания потенциалов, составляет 840 м. Количество вертикальных электродов - 16 шт.

Согласно проекту ПС 220 кВ Проспект Испытателей, наружное ЗУ имеет технические характеристики, представленные в таблице 2.

Таблица 2 - Технические характеристики ЗУ ПС 220 кВ Проспект Испытателей

Характеристики наружного ЗУ
Расчётное минимальное сечение заземлителей, мм2	206,7
Расчётное сопротивление ЗУ, Ом	0,18
Грунт на территории ПС	суглинок
Расчётное удельное сопротивление грунта, Ом·м	100

1.5 Обоснование необходимости реконструкции (анализа), предложения по объекту проектирования

При изучении проектной документации ПС 220 кВ Проспект Испытателей, возникли сомнения в правильности расчётов заземляющего устройства, в частности значение минимального сечения заземляющих проводников и значение сопротивления растеканию тока заземляющего устройства.

Наружное ЗУ ПС 220 кВ Проспект Испытателей, выполнено из чёрной стали, а значит, находясь в земле подвержено коррозии, причем в особо неблагоприятных условиях, так как через него проходят рабочие токи постоянного направления. Поскольку для данного ЗУ важно не только соблюдение величины сопротивления растеканию тока, но и по условию минимального сечения проводника из-за значительных токов замыкания на землю, срок службы ЗУ может быть не большим.

Исходя из вышеизложенного предлагается:

произвести повторный расчёт заземляющего устройства ПС 220кВ Проспект Испытателей;

разработать проект устройства (монтажа) наружного заземляющего устройства на территории ПС;

рассчитать сметную стоимость работ по устройству наружного заземляющего устройства.

2. Расчётно-технический раздел

2.1 Выбор и обоснование заземляющего устройства (элементов ЗУ)

Согласно [п.1.7.88 - 1.7.95, 1], для подстанций напряжением 220 кВ с эффективно заземленной нейтралью сопротивление контура заземления в любое время года не должно превышать 0,5 Ом.

Для обмотки 220 кВ трансформаторов принят постоянный режим заземления нейтрали.

Минимальное сечение заземляющего проводника (S) для ПС 220 кВ Проспект Испытателей, исходя из однофазного тока к. з. (I_з) на шинах 220 кВ, равного 31,3 кА и времени срабатывания резервной защиты (t) 0,3 сек, составляет для стали 245 мм² (смотри п 2.4 настоящего проекта)

В связи с высокой коррозионной агрессивностью грунтов по отношению к стали (по данным инженерно-геологических изысканий), горизонтальный заземлитель выполняется из черной круглой стали Ш 20 мм (сечение 314 мм²).

Вертикальные электроды выполняются из черной круглой стали Ш20 мм, L = 5м.

Заземлители соединяются между собой с помощью сварки (двойной шов).

2.2 Выбор, обоснование и разработка планировочного решения системы ЗУ

Для уменьшения величин напряжения прикосновения и шагового напряжения при проектировании и выполнении заземляющих устройств стремятся к возможно более равномерному распределению потенциала на площади распределительного устройства (РУ). Это достигается размещением на площади ПС электродов заземлителя в виде двух замкнутых контуров. Один контур размещается вокруг здания, второй вокруг ограды территории ПС. Таким образом охватывается вся площадь электроустановки.

Заземляющее устройство прокладывается на глубине 1 м. Согласно [п.1.7.90, 1], горизонтальный заземлитель прокладывается на расстоянии 1 м от фундамента здания.

Выравнивание потенциалов у входов в здание выполняется с помощью чёрной круглой стали Ш20 мм, прокладываемой на расстоянии 1 м и 2 м от заземлителя на глубине 1 м и 1,5 м соответственно [п.1.7.94, 1].

Так как наружное освещение территории ПС, установлено на ограде без разделительных трансформаторов, то согласно [п.1.7.93, 1], с внешней стороны ограды на расстоянии 1 м от нее и на глубине 1 м прокладывается горизонтальный заземлитель, который присоединяется к контуру заземления подстанции.

Вокруг ворот на расстоянии 1 м, учитывая габарит при открытии, и на глубине 1 м прокладывается горизонтальный заземлитель, который присоединяется к контуру подстанции.

Каркас здания с помощью арматуры строительных конструкций соединяется как с наружным контуром заземления, так и с внутренним.

Непосредственно к проложенному вокруг здания контуру присоединятся металлические трубопроводы всех видов в местах ввода в здание.

В помещениях здания по периметру прокладывается стальная шина заземления (внутренний контур заземления), которая соединяется с наружным контуром заземления. Таким образом внутренний контур заземления выполняется в виде сетки из стальных полос сечением 40х4 мм², прокладываемых на высоте 0,4 м от уровня пола.

Вся металлическая арматура строительных конструкций здания непрерывно соединяется между собой и присоединяется к системе заземления.

Наружный контур заземления присоединяется к металлическим закладным каждой железобетонной колонны, соответственно, к арматуре строительных конструкций, а также к внутреннему контуру заземления здания.

2.3 Выбор и описание методики расчёта системы ЗУ

Рассчитать заземление это значит:

определить расчётный ток замыкания на землю и сопротивление заземляющего устройства (R_ЗУ2);

выбрать электроды и рассчитать их сопротивление;

уточнить число вертикальных электродов и разместить их на плане.

Минимальное сечение заземлителей, мм² определяем по формуле [ (Б.5), ГОСТ Р 51853-2001]

, (1)

где I_з - ток замыкания на землю, А

t - время срабатывания резервной защиты, сек

С_тер - коэффициент для жёстких шин из стали [таблицы 6 и 7, ГОСТ 30323-95]

Общее сопротивление горизонтального электрода R_г, Ом, определяем по формуле [ (25.11), 4]

, (2)

где d - диаметр горизонтального электрода, мм

К_{сез. г} - коэффициент сезонности для горизонтального электрода [стр.309, 4]

с - удельное сопротивление грунта, Ом·м [таблица 25.1, 4]

L_г - длина горизонтального электрода, м

Требуемую величину сопротивления вертикальных заземлителей, Ом определяем по формуле [ (25.7), 4]

, (3)

где R_з - расчётное сопротивление заземляющего устройства

Сопротивление одиночного вертикального электрода, Ом определяем по формуле [ (25.8), 4]

, (4)

где К_{сез. в} - коэффициент сезонности для вертикального электрода [стр.309, 4]

t_в - расстояние от поверхности земли до середины вертикального электрода

L_в - длина вертикального электрода, м

Количество вертикальных электродов без учёта экранирования, шт., определяем по формуле [п.9.3 а), 5]

, (5)

Выбираем расстояния между вертикальными заземлителями (а), а также определяем значение отношения .

Определяем количество вертикальных электродов, а также уточняем расстояние а, м, отношение с учётом коэффициента использования по формуле

, (6)

где з_в - коэффициент использования вертикальных электродов [таблица 26, 5]

Определяем общее сопротивление вертикальных заземлителей r_в, Ом, по формуле

, (7)

Определяем общее сопротивление горизонтальных электродов r_г с учётом экранирования, Ом, по формуле

, (8)

где з_г - коэффициент использования горизонтальных электродов [таблица 26, 5]

Определяем фактическое сопротивление ЗУ и производим проверку ЗУ на эффективность по формулам

, (9)

R_зу ? R_{зу. ф} (10)

2.4 Расчёт системы ЗУ

Исходные данные для расчёта приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Исходные данные для расчёта заземляющего устройства

Исходные данные для расчёта ЗУ
Вид ЗУ	к
Rзу, Ом	0,5
Iз, кА	31,3
Стер	70
tг, м	1
tв, м	3,5
Ксез. г	2
Длина горизонтального заземления вокруг здания ПС без учёта уравнивания потенциалов, м	181
Длина горизонтального заземления вокруг ограждения без учёта уравнивания потенциалов, м	333
Исходные данные для расчёта ЗУ
Вертикальное заземление	Сталь круглая Ш20мм
(Lв)	5
Горизонтальное заземление	Сталь круглая Ш20мм
(Lг)	840
Климатическая зона	2
Грунт	Суглинок
с, Ом·м	100

Определяем минимальное сечение заземлителей, мм² по формуле (1)

Выбираем ближайший больший диаметр стандартной круглой стали (ГОСТ 2590-71) - Ш20 мм, S=314 мм².

Определяем общее сопротивление горизонтального электрода r_г, Ом, по формуле (2)

Ом

Определяем требуемую величину сопротивления вертикальных заземлителей, Ом по формуле (3)

Ом

Определяем сопротивление одиночного вертикального электрода, Ом по формуле (4)

Ом

Определяем количество вертикальных электродов, шт. по формуле (5)

шт.

Учитывая [п.1.7.93, 1], принимаем N_в=16 шт.

Выбираем расстояния между вертикальными заземлителями (а), а также определяем значение отношения, для контура заземления вокруг ограждения:

а = 42 м;

.

Выбираем расстояния между вертикальными заземлителями (а), а также определяем значение отношения, для контура заземления вокруг здания ПС:

а = 22,5 м;

.

Исходя из полученных соотношений коэффициентом использования для вертикальных и горизонтальных электродов можно пренебречь.

Определяем общее сопротивление вертикальных электродов R_в, Ом, по формуле (7)

Ом

Определяем фактическое сопротивление ЗУ и производим проверку ЗУ на эффективность по формулам (9) и (10)

Ом

0,5 > 0,49 Ом

Все полученные расчётные данные приводим в таблицу 4 и строим план ЗУ, представленный в графической части проекта.

Таблица 4 - Расчётные данные заземляющего устройства

Количество вертикальных электродов, шт	Длина горизонтального электрода, м	Сопротивление вертикального заземлителя, Ом	Фактическое сопротивление ЗУ, Ом
16	840	27,8	0,49

3. Технологический раздел

3.1 Общий технологический процесс ремонта, наладки, монтажа и обслуживания ЗУ

Монтаж наружного контура заземления и прокладка внутренней заземляющей сети производится по рабочим чертежам проекта заземляющего устройства.

Монтаж заземляющего устройства состоит из следующих операций: рытьё траншеи, установки вертикальных и горизонтальных заземлителей, прокладки заземляющих проводников, присоединения заземляющих проводников к заземлителям и электрооборудованию, обратная засыпка траншеи.

Выполнение пробивных работ, установка закладных частей, подготовка свободных отверстий, борозд и других проёмов, закладка проходных труб в стены и фундаменты, рытье земляных траншей для прокладки наружного контура заземления осуществляется на первой стадии подготовки к электромонтажным работам.

Рытьё траншеи осуществляется в соответствии с геометрией контура. В виду того, к ПС подведены и действуют подземные коммуникации (силовые кабели, кабели связи, трубы водоснабжения, канализации и т.д.) прокладка горизонтальных заземлителей с помощью мощных ножевых укладчиков запрещена, вследствие чего применяется ручной труд. После нахождения посредством выполнения шурфов, точных мест прохождения коммуникаций, можно рекомендовать применение микротраншеекопателей.

В соответствии с чертежами проекта ЗУ ПС 220кВ Проспект Испытателей, глубина траншеи должна быть не меньше 1 м и шириной 0,6 м. В местах заглубления вертикальных заземлителей выполняются приямки 0,6х0,6 м и глубиной 0,2 м.

Для заземлителей ПС 220кВ Проспект испытателей применена круглая сталь диаметром 16 мм. Длина вертикальных ввинчиваемых и вдавливаемых заземлителей 5 м.

Верх вертикальных заземлителей заглубляют на 1 м от уровня планировочной отметки земли. Над дном приямка заземлители должны выступать на 0,2 м для удобства приварки к ним соединительных горизонтальных круглых стержней в соответствии с рисунком 1.

Рисунок 1 - Установка вертикальных заземлителей

Вертикальные заземлители из круглой стали погружают в грунт ввёртыванием или вдавливанием. Вдавливание производится с помощью электромолотков или перфораторов типа SDS-max, например перфоратор MAKITA HR4010C. Ввёртывание выполняют с помощью механизмов и приспособлений, например: приспособления к сверлилке (ввертывание в грунт стержневых электродов), механизма ПЗД-12 (ввертывание в грунт электродов заземления). Наиболее распространены электрозаглубители, имеющие стандартную электросверлилку и редуктор, понижающий частоту вращения ниже 100 об/мин и соответственно увеличивающий крутящий момент на ввертываемом электроде. При пользовании этими заглубителями к концу электрода приваривают наконечник-забурник, обеспечивающий рыхление грунта и облегчающий погружение электрода. Выпускаемый промышленностью наконечник представляет собой заостренную на конце и изогнутую по винтовой линии стальную полосу шириной 16 мм. В монтажной практике применяются и другие типы наконечников для электродов.

Горизонтальные заземлители укладывают в траншею на глубине 1 м от уровня планировочной отметки земли. В местах пересечения с подземными сооружениями (кабелями, трубопроводами), а также в местах возможных механических повреждений защищают асбестоцементными или толстостенными полипропиленовыми трубами.

Вводы в здание ПС 220кВ Проспект Испытателей заземляющих проводников выполняются в двенадцати местах стальными проводниками тех же размеров и сечений, что и для соединения заземлителей между собой. Вводы заземляющих проводников в здание прокладывают в несгораемых неметаллических трубах, выступающих по обе стороны стены примерно на 10 мм.

У мест ввода заземляющих проводников в здания устанавливаются опознавательные знаки заземлителя. Расположенные в земле заземлители и заземляющие проводники не окрашивают.

Открыто прокладываемые голые заземляющие проводники располагаются вертикально, горизонтально или параллельно наклонным конструкциям зданий.

Перед прокладкой стальные проводники выправляют, очищают и окрашивают со всех сторон. На прямоугольных участках прокладки проводники не должны иметь заметных на глаз неровностей и изгибов.

Заземляющие магистральные проводники прокладывают по стенам на расстоянии 0,01-0,02 м от поверхностей на высоте 0,4-0,6 м от уровня пола. Расстояние между точками крепления 0,6-1,0 м. Проход через стены выполняют в открытых проёмах, несгораемых неметаллических трубах, а через перекрытия - в отрезках таких же труб, выступающих над полом на 30.50 мм.

Открыто проложенные заземляющие проводники должны иметь отличительную окраску: по зелёному фону полоски жёлтого цвета шириной 15 мм на расстоянии 150 мм друг от друга.

Каждый заземляемый элемент электроустановки должен присоединяться к заземляющей магистрали при помощи отдельного ответвления. Последовательное подключение к заземляющему проводнику нескольких заземляемых элементов запрещается. Подключение заземляющих проводников к корпусам аппаратов и машин выполняется сваркой или надёжным болтовым соединением. Для предотвращения ослабления контакта при сотрясениях и вибрациях устанавливаются контргайки, пружинные шайбы и т.д.

Контактные поверхности на заземляемом электрооборудовании в местах присоединения заземляющих проводников, а также контактные поверхности между заземленным оборудованием и конструкциями, на которых оно установлено, должны зачищаться до металлического блеска и покрываться тонким слоем вазелина.

Все соединения в цепях заземлителей выполняют сваркой внахлестку. Длина нахлестки должна быть равной двойной ширине проводника при прямоугольном сечении и шести диаметрам при круглом.

При Т-образном соединении остальных проводников длина нахлестки определяется шириной стальной полосы.

Способ соединения заземляющих проводников и подсоединения их к заземляющим болтам показан на рисунке 2.



а - соединение сваркой полосовой стали; б - соединение сваркой круглой стали; в - присоединение к заземляющему болту круглой стали; г - присоединение к трубопроводу полосовой стали сваркой.

Рисунок 2 - Соединение и присоединение заземляющих проводников

Качество сварных швов проверяют осмотром, а прочность - ударом молотка массой 0,6 кг. Места приварки полосы к заземлителям покрывают разогретым битумом для защиты от коррозии. Расположенные в земле заземлители и заземляющие проводники не должны быть окрашенными. Окраску стальных проводников, а также опор для их крепления в наружных установках производят красками и эмалями, стойкими в отношении химических и атмосферных воздействий.

Подключаемые нулевые защитные (заземляющие) проводники из цветных металлов (жилы кабелей и проводов) к узлам заземления приборов, щитов и др. оборудования должны быть оконцованы наконечниками. Естественные заземлители связываются с заземляющими магистралями электроустановки не менее чем двумя проводниками, присоединенными в разных местах. Соединение заземляющих проводников с протяжёнными заземлителями (трубопроводы) выполняются вблизи от вводов их в здания при помощи сварки или хомутов, контактная поверхность которых должна иметь доступ для обслуживания. Трубы в местах накладки хомутов зачищаются. Места и способы присоединения приёмников тока выбираются с таким расчётом, чтобы при разъединении трубопровода для ремонтных работ обеспечивалось непрерывное действие заземляющего устройства. У водомеров и задвижек устраивают обходные соединения. Гибкие перемычки, служащие для заземления металлических оболочек и брони кабелей, прикрепляются к ним бандажом из проволоки и припаиваются, а затем соединяются болтовыми контактами с кабельной заделкой (муфтой) и заземляющей конструкцией. Сечение гибких перемычек должны соответствовать сечениям заземляющим проводников, принятой ПС.

После монтажа заземлителей перед засыпкой траншей составляют акт освидетельствования скрытых работ, в котором расписываются представитель заказчика и монтажной организации. На чертежах исполнительной документации указываются привязки заземляющих устройств к стационарным ориентирам.

При выполнении обратной засыпки, траншея для горизонтального заземлителя сначала должна быть заполнены однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора, на глубину не менее 200 мм выше горизонтального заземлителя, а затем местным грунтом, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3 - Выполнение обратной засыпки

Во время обратной засыпки траншеи следует выполнять уплотнение (утрамбовку) засыпаемого грунта через каждые 200 мм. При невыполнении уплотнения засыпаемого грунта сопротивление растеканию тока заземления будет иметь повышенное значение вследствие того, что заземлитель окажется в разрыхлённом грунте и не будет иметь с ним нужного контакта. По мере усадки грунта и восстановления его естественной структуры сопротивление будет уменьшаться, но в тоже время могут образоваться провалы, т.е. вновь обозначится траншея.

После окончания всех монтажных работ в обязательном порядке производятся измерения, соответствует ли сопротивление заземления требованиям ПУЭ. Чаще всего измерения производят с использованием прибора МС-08 или методом амперметра и вольтметра.

Работа прибора МС-08, имеющего три шкалы (10…1000, 1…100 и 0,1…10 Ом), основана на принципе одновременного измерения тока и напряжения магнитоэлектрическим логометром. Логометром называется показывающий прибор, измеряющий отношение двух электрических величин, в большинстве случаев отношение двух токов.

Схема включения прибора МС-08 определяется предполагаемым значением сопротивления заземлителя. Для измерения больших сопротивлений его устанавливают как можно ближе к заземлителю и включают по схеме, рисунок 4а. Для измерения малых сопротивлений или в случае, если прибор невозможно установит вблизи заземлителя, снимают перемычку между клеммами I₁ и E₁, и включают прибор по схеме, рисунок 4б.

(а) измерение больших сопротивлений; (б) измерение малых сопротивлений; 1 - переключатель; 2 - переменное сопротивление.

Рисунок 4 - Схема измерения прибором МС-08

Вспомогательные электроды П забиваются на определенных расстояниях в плотный грунт на глубину не менее 0,5 м прямыми ударами и без раскачки.

Преимуществом измерения сопротивления заземления прибором МС-08 является независимость от сети переменного тока, что особенно важно при ремонтных и полевых работах. Кроме того, не требуется выполнения расчётов, т.е. измеряемое значение отсчитывается непосредственно по шкале. Недостатками прибора являются значительная масса (около 13 кг) и сравнительно высокая погрешность (до 12,5%).

Измерения сопротивления заземлителя с использованием амперметра, вольтметра и трансформатора производится в следующем порядке.

В землю забивают электроды З и З_в (заостренные на концах стальные стержни длинной около 1м), отдельными проводами к заземлителю и этим электродам присоединяют амперметр и вольтметр, в соответствии с рисунком 5.

Р - реостат; R_x - сопротивление измеряемого заземлителя; З_в - заземлитель вспомогательный; З - зонд.

Рисунок 5 - Схема измерения сопротивления заземления с помощью амперметра и вольтметра

Вольтметром проверяют отсутствие напряжения между заземлителем и стержнем З. Если прибор показывает какое либо напряжение, изменяя направления разноса стержней или пропорционально увеличивая расстояние между ними, добиваются его нулевого значения. После этого полностью вводят реостат с сопротивлением R и включают в сеть трансформатор Тр. С помощью реостата постепенно увеличивают силу тока и следят за показаниями амперметра и вольтметра (одновременный отчет по приборам производится в момент, когда их показания можно зафиксировать с наибольшей точностью). По данным измерения рассчитывают сопротивление заземлителя, используя закон Ома.

Производят не менее трех измерений и для расчёта принимают среднеарифметическое полученных значений.

Преимущество такого измерения состоит в точности и возможности определения малых очень малых сопротивлений (до сотых долей ома); недостатками являются необходимость наличия двух измерительных приборов и трансформатора, влияние колебаний напряжения сети на точность измерения, отсутствие непосредственного отчёта и повышенная опасность для людей, производящих измерения. Этот метод в основном используется для измерения сопротивлений заземлителей электростанций и мощных районных трансформаторных подстанций.

При сдаче-приёмке в эксплуатацию смонтированного заземляющего устройства должна быть предъявлена следующая техническая документация:

паспорт, содержащий схему заземления, а также основные технические данные о результатах проверки состояния заземляющего устройства, характере ремонтов и изменениях, внесенных в данное устройство. Схема заземления в паспорте должна быть в виде исполнительных чертежей проекта заземляющего устройства с изменениями, внесенными в процессе строительства. Данные о результатах проверки состояния заземляющего устройства в паспорте должны быть в виде актов освидетельствования скрытых работ по монтажу заземляющих устройств и присоединений к естественным заземляющим устройствам (форма №24 ВСН123-79/ММСС СССР), а также актов осмотра и проверки состояния открыто проложенных заземляющих проводников (форма №24);

протоколы приёмо-сдаточных испытаний.

Обслуживание заземляющего устройства включает в себя осмотры и периодическое измерение сопротивления заземляющего устройства. Осмотр заземляющих устройств включает в себя проверку состояния контактных соединений заземляющих проводников, их крепления, степени воздействия на них коррозии, отсутствие нагрева. Внешний осмотр заземляющего устройства производится вместе с осмотром электрооборудования электроустановок.

Для определения технического состояния заземляющего устройства должны проводиться его осмотры с выборочным вскрытием грунта, измерение параметров заземляющего устройства в соответствии с нормами испытания электрооборудования. Осмотры с выборочным вскрытием грунта должны производиться в соответствии с графиком планово-профилактических работ, но не реже одного раза в 12 лет. Величина участка заземляющего устройства, подвергающегося выборочному вскрытию грунта, определяется решением технического руководителя.

При текущем ремонте заземлений производят замену неисправных элементов заземляющего устройства; затяжку ослабленных болтовых соединений; обновление окраски.

Капитальный ремонт заземлений, как правило, планируют заранее и проводят после тщательной подготовки к нему. Как исключение проводят внеочередные ремонты, необходимость в которых выявляется при измерениях, осмотрах и текущих ремонтах. При подготовке к капитальному ремонту изготовляют электроды заземления, заземляющие проводники, проверяют механизмы и приспособления, составляют график ремонта. Сопротивление контуров заземления проверяют в разное, в том числе и наиболее неблагоприятное, время года, так как измерения во влажном грунте и пересчёт с помощью приближенных сезонных коэффициентов не всегда дают точные результаты. Снижение сопротивления заземлений до нормы достигается при капитальном ремонте устройством дополнительных электродов или нового заземляющего контура. При этом местонахождение и конструкцию контура заземления определяют по исполнительным чертежам и актам скрытых работ, поэтому техническую документацию, получаемую эксплуатационной организацией при приёмке объекта в эксплуатацию, нужно хранить в течение всего срока его эксплуатации.

При планировании капитальных ремонтов рассчитывают примерный срок службы заземлителей, пользуясь результатами наблюдений за ними в конкретных условиях либо ориентировочными средними данными. Так, в обычных условиях, например на промышленных подстанциях, коррозия незащищенной стали заземлителей составляет в грунте в среднем примерно 2,5 мм за 10 лет.

Электроды заземления заменяют, не ожидая их полного разрушения. Для заземлителей из круглой стали расчёт срока замены ведется по уменьшению не диаметра, а массы вдвое, что возникает значительно раньше. Согласно действующим нормам элемент заземлителя должен быть заменен, если разрушено более 50 % его сечения.

Испытания заземляющих устройств проводят после окончания текущего и капитального ремонтов. При этом выполняют:

измерение сопротивления заземляющего устройства;

проверку непрерывности цепи в проводниках, соединяющих элементы оборудования с заземляющим устройством, методом простукивания легким молотком заземляющих проводников в местах их соединения или ответвления для определения механической прочности;

измерение переходного сопротивления заземляющих проводников между оборудованием и контуром заземления.

Результаты измерений заносятся в паспорт заземляющего устройства.

3.2 Карта технологического процесса

Технологическая карта (ТК) разработана на комплекс работ по устройству внешнего контура заземления ПС 220 кВ Проспект Испытателей.

Цель создания ТК - описание решений по организации и технологии производства работ по устройству контура заземления ПС с целью обеспечения их высокого качества, а также:

снижение себестоимости работ;

сокращение времени производства работ;

обеспечение безопасного проведения выполняемых работ;

выработки оптимальных технологических решений.

Технологическая карта предназначена для производителей работ, мастеров и бригадиров, выполняющих работы по устройству контура заземления ПС, а также представителей технического надзора Заказчика.

Внешний контур заземления ПС состоит из вертикальных электродов, соединённых между собой горизонтальными заземлителями.

Горизонтальный заземлитель выполняется из круглой стали Ш20 мм. Вертикальные электроды выполняются из круглой стали Ш20 мм и длиной 5 м.

Технологической картой предусмотрено выполнение работ в тёплое время года, светлое время суток, при продолжительности рабочего дня восемь часов.

Перед производством работ, предусмотренных настоящей технологической картой, необходимо выполнить следующее:

назначить лиц, ответственных за качественное и безопасное производство работ;

получить разрешение на производство земляных работ (ордер Государственой Административно-технической инспекции);

провести вводный и первичный инструктаж членов бригады по технике безопасности;

обеспечить рабочих средствами индивидуальной защиты;

обеспечить бригаду противопожарным инвентарем и аптечкой;

поставить на согласованное с администрацией ПС место вагон-бытовку, для размещения рабочих (приёма пищи, хранения спецодежды, инструмента и т.п.);

определить места складирования материалов;

выгородить рабочие места и выставить предупредительные знаки;

завести материалы и оборудование для устройства заземления;

заготовить отрезки из круглой стали Ш20 мм и длиной 5 м для вертикальных электродов;

заготовить уголки из круглой стали Ш20 мм согласно сборочного чертежа АТЭМК2.0215.000 СБ.

Схема устройства внешнего контура заземления ПС 220 кВ Проспект Испытателей определяется проектом.

В виду того, что горизонтальный заземлитель ПС Проспект Испытателей имеет значительное влияние на конечное сопротивление растеканию тока заземлителя в целом, замеры сопротивления следует проводить после выполнения обратной засыпки грунта.

Монтаж заземляющего устройства выполняется в следующей последовательности:

разбивка осей траншеи;

разметка мест заглубления вертикальных заземлителей;

разработка траншеи;

заглубление вертикальных электродов;

укладка стержней горизонтального заземлителя;

сварка стержней горизонтального заземлителя, окраска стыков;

соединение вертикальных электродов, уголков и горизонтального заземлителя между собой;

соединение заземляющих спусков пунктов РЕ и заземляющих спусков ограды с заземлителем;

монтаж выпусков для подключения внутреннего контура заземления;

соединение выпусков для подключения внутреннего контура заземления с заземлителем;

окрашивание мест соединения;

засыпка траншеи с послойной трамбовкой грунта;

замер сопротивления заземляющего устройства.

На основании вышеизложенного составлена карта технологического процесса по устройству заземляющего устройства (внешнего контура заземления) ПС 220 кВ Проспект Испытателей, показанная в таблице 5.

Таблица 5 - Карта технологического процесса по устройству заземляющего устройства ПС 220 кВ Проспект Испытателей

Наименование операции перехода	Инструменты приспособления оборудование	Норма времени, чел. ч	Технические условия и показания
1 Выполняется разбивка осей под горизонтальный заземлитель и размечаются места заглубления вертикальных электродов	Рулетка металлическая Р30Н2К ГОСТ 7502-98, молоток слесарный ГОСТ 2310-77, колышки L=500 мм, шнур	4	Выполняется электромонтажниками второго и шестого разрядов. Разбивка проводится в соответствии с рабочими чертежами проекта
2 Разрабатывается грунт вручную на весь профиль траншеи	Лопата ЛКО-2 ГОСТ 3620-76, лопата ЛП-2 ГОСТ 3620-76	947	Выполняется электромонтажниками второго разряда. Глубина траншеи - 1м, ширина дна траншеи - 0,6 м. Длина траншеи 840 м. В местах погружения вертикальных электродов выполняется приямок 0,6х0,6 м, глубиной 0,2 м. Грунт размещается на расстоянии не менее 0,5 м от бровки траншеи
3 Заглубляются вертикальные электроды	Приспособление для ввёртывания электродов заземления ПЗД-12	127	Выполняется электромонтажниками третьего разряда. Вертикальные электроды заглубляются, с таким расчётом, что бы верх электрода был на 0,2 м выше днища приямка
4 Выкладываются отдельные стержни горизонтального заземлителя на подкладки по бровке траншеи. Выполняется сварка стержней горизонтального заземлителя. Покрываются места соединения битумным лаком. Заземлитель укладывается на дно траншеи.	Комбинированный автономный сварочный агрегат HUTER DY6500LXW, щиток сварщика ГОСТ 1381-73Е, электродержатель ГОСТ 14651-78Е ЭД 31	150	Выполняется электромонтажниками второго и третьего разрядов, и электросварщиком третьего разряда. При выкладке заземлителя и при сварке должна обеспечиваться длина шва - шесть диаметров заземлителя. Сварка должна быть произведена внахлёстку двойным швом. Диаметр электрода 4-5 мм
5 Выполняется сварка горизонтального заземлителя, уголков и вертикальных электродов.	То же	4	Выполняется электромонтажником и электросварщиком третьего разряда. Сварка должна быть произведена внахлёстку, согласно сборочного чертежа АТМЭК2.0215.000 СБ. Диаметр электрода 4-5 мм
6 Выполняется сварка заземляющих спусков пунктов РЕ и заземляющих спусков ограды с горизонтальным заземлителем	То же	8	Выполняется электромонтажником и электросварщиком третьего разряда. При сварке должна обеспечиваться длина шва - шесть диаметров заземлителя. Сварка должна быть произведена внахлёстку двойным швом. Диаметр электрода 4-5 мм
7 Выполняется монтаж выпусков для подключения внутреннего контура заземления	УШМ MAKITA 9069, перфоратор MAKITA HR2440, комбинированый автономный сварочный агрегат HUTER DY6500LXW, щиток сварщика ГОСТ 1381-73Е, электродержатель ГОСТ 14651-78Е ЭД 31	4	Выполняется электромонтажником и электросварщиком третьего разряда. При сварке должна обеспечиваться длина шва - шесть диаметров заземлителя. Сварка должна быть произведена внахлёстку двойным швом. Диаметр электрода 4-5 мм
8 Проверяется форма и размеры сварных швов. Проверяется качество сварки ударами молотка по сварным швам и составляется акт освидетельствования скрытых работ	Линейка - 300 ГОСТ 427-75, молоток слесарный ГОСТ 2310-77	1	Выполняется производителем работ и представителем технического надзора Заказчика. Длина шва должна быть не менее шести диаметров заземлителя. Сварка должна быть произведена внахлёстку двойным швом
9 Места сварочных соединений покрываются битумным лаком	Кисть ручник ГОСТ 10597-80 КР-26, бидон для лака	2	Выполняется электромонтажниками второго разряда
10 Производится засыпка траншеи вручную с послойным трамбованием	Лопата ЛКО-2 ГОСТ 3620-76, лопата ЛП-2 ГОСТ 3620-76, виброрамбовщик ручной бензиновый GROST TR-14C	815	Выполняется электромонтажниками второго разряда. При выполнении обратной засыпки, траншея сначала должна быть заполнена однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора, на глубину не менее 200 мм выше горизонтального заземлителя, а затем местным грунтом. Утрамбовку засыпаемого грунта следует выполнять через каждые 200 мм
11 Производится замер сопротивления растеканию тока заземляющего устройства	Прибор МС-08, электроды	14	Выполняется электромонтажниками шестого разряда
12 Заполняется бланк протокола измерения сопротивления заземляющего устройства		1	Выполняется производителем работ

Инструменты, инвентарь и приспособления, необходимые для выполнения работ по устройству внешнего контура заземления ПС (материально-технические ресурсы), приведены в таблице 6.

Таблица 6 - Материально-технические ресурсы

Наименование	Марка, техническая характеристика, ГОСТ	Назначение	Иллюстрация
Каска строительная	ГОСТ 12.4.087-84	Для производства работ
Рукавицы	ГОСТ 12.4.010-75 тип В	То же
Линейка	ГОСТ 427-75 длина 300 мм	Измерение длины сварочного шва
Рулетка металлическая	Р30Н2К ГОСТ 7502-98	Измерение длины заземлителей и разбивка осей
Молоток слесарный	ГОСТ 2310-77 масса 0,6 кг	Очистка и контроль мест сварки
Лопата копальная остроконечная	ГОСТ 3620-76 тип ЛКО-2	Разработка грунтов
Лопата подборочная	ГОСТ 3620-76 тип ЛП-2	То же
Кисть ручник	ГОСТ 10597-80 Тип КР-26	Окраска мест соединения
Бидон для лака	-	-
Щиток сварщика	ГОСТ 1381-73Е	Сварка заземлителей
Электродержатель	ГОСТ 14651-78Е тип ЭД 31	То же
Комбинированый автономный сварочный агрегат	HUTER DY6500LXW	То же
Машина углошлифовальная	MAKITA 9069	Обрезка заземлителей
Перфоратор	MAKITA HR2440	Сверление отверстий в беттоне
Приспособление для ввёртывания электродов заземления	ПЗД-12	Заглубление вертикальных электродов
Прибор для замера сопротивления	МС-08	замер сопротивления растеканию тока заземляющего устройства
Лак битумный	БТ-577	Защита сварочных швов от коррозии	-
Электроды сварочные	АНО-4	Для сварки элементов ЗУ
Аптечка групповая	ГОСТ 5547-86

4. Раздел охраны труда

4.1 Выбор и обоснование режимов труда и отдыха

Режимом труда - это порядок чередования и продолжительность периодов времени труда и отдыха.

Согласно [разделу IV, 6], нормальная продолжительность рабочего времени не может превышать 40 часов в неделю. При этом максимально допустимая продолжительность ежедневной работы не должна превышать восьми часов.

Наилучшим режимом труда и отдыха считается, когда обеденный перерыв продолжительностью один час, устанавливается в середине дня, а в первую и вторую половины рабочего дня - дополнительные перерывы за счет рабочего времени.

Продолжительность рабочего дня или смены, непосредственно предшествующих нерабочему праздничному дню, уменьшается на один час.

Работы за пределами продолжительности рабочего времени (сверхурочные) допускаются в исключительных случаях при наличии письменного согласия работника. Продолжительность таких работ не должна превышать для каждого работника четырёх часов в течение двух дней подряд и 120 часов в год.

Перерыв для отдыха и питания работников предоставляют продолжительностью не более двух часов и не менее 30 минут, который не включается в рабочее время. Время перерыва и его продолжительность устанавливаются правилами внутреннего трудового распорядка организации.

Отдых между сменами не должен быть менее двойной продолжительности рабочего времени в предыдущую смену. Работа в течение двух смен подряд запрещается. Еженедельный непрерывный отдых доложен быть не менее 42 часов.

Работникам гарантирован ежегодный отпуск с сохранением должности и среднего заработка продолжительностью не менее 28 календарных дней. Он предоставляется работникам по истечении шести месяцев непрерывной работы в данной организации, а за последующие годы - в любое время рабочего года в соответствии с установленной очередностью.

Работникам с ненормированным рабочим днем (которые при необходимости по распоряжению работодателя выполняют свои обязанности за пределами нормальной продолжительности времени смены, но на следующий день обязаны явиться на работу вовремя) предоставляется ежегодный дополнительный оплачиваемый отпуск. Его продолжительность определяется коллективным договором или правилами внутреннего трудового распорядка организации, но в любом случае она должна быть не менее трех календарных дней. Если такой отпуск не предоставляется, то переработка сверх нормальной продолжительности рабочего времени с письменного согласия работника компенсируется как сверхурочная работа. Отпуска по беременности и родам, по временной нетрудоспособности в счёт ежегодных не включают.

4.2 Правила производственной санитарии

Производственная санитария это комплекс мероприятий по устройству, оборудованию и содержанию промышленных предприятий в направленных на обеспечение здоровых условий труда и устранение причин профессиональных заболеваний.

Производственная санитария основывается Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий [7], и охватывает гигиенические нормативы для производственных помещений, такие как:

нормы температуры и относительной влажности;

скорости движения воздуха;

предельно допустимые концентрации вредных газов, паров и пыли в воздухе;

предельно допустимые уровни шума и вибрации.

К области промышленной санитарии относятся:

санитарное благоустройство территории;

вопросы гигиены при устройстве производственных помещений и вспомогательных зданий;

освещение и вентиляция.

Утвержденные нормы и правила обязательны на всей территории России.

Наблюдение за соблюдение санитарных норм при строительстве и реконструкции промышленных предприятий, а также периодический контроль над состоянием условий труда, осуществляют органы государственного санитарного надзора.

Основной задачей промышленной санитарии являются профилактика профессиональных заболеваний и профессиональных отравлений, улучшение общего состояния здоровья работающих.

К основным практическим мероприятиям промышленной санитарии, выполняемым в процессе строительства, реконструкции и эксплуатации промышленных предприятий, относятся:

размеры площадей и объёмов рабочих помещений;

организация рабочих мест;

естественное и искусственное освещение территорий, помещения и рабочих мест;

отопление, вентиляция, водоснабжение и канализация;

очистка производственных выбросов и сточных вод;

обеспечение рабочих бытовыми помещениями.

Ответственность за выполнение правил санитарии в промышленности возлагается на администрацию предприятий.

4.3 Правила пожарной безопасности

Согласно [8], ответственность за пожарную безопасность строек, своевременное выполнение противопожарных мероприятий, обеспечение средствами пожаротушения, несёт персонально руководитель генподрядной строительной организации, руководитель работ или лицо, его заменяющее.

Ответственность за пожарную безопасность отдельных участков строительства, несут линейные руководители работ в соответствии с приказами начальников генподрядных строительных организаций.

Ответственность за соблюдение мер пожарной безопасности при выполнении работ субподрядными организациями возлагается на руководителей работ этих организаций и назначенных их приказами линейных руководителей работ.

Ответственность за пожарную безопасность бытовых и вспомогательных подсобных помещений несут должностные лица, в ведении которых находятся указанные помещения.

При реконструкции, и капитальном ремонте объектов предприятий, цехов или участков без остановки технологического процесса, а также при вводе в эксплуатацию объектов очередями ответственность за обеспечение мер пожарной безопасности несут лица, указанные выше, а также руководители объекта предприятия, цехов и участков, в помещении или на территории которых осуществляются указанные работы.

Администрация объекта совместно со строительно-монтажной организацией обязана разработать мероприятия по обеспечению пожарной безопасности и назначить приказом ответственных за их выполнение от заказчика и подрядной организации (по объекту в целом и по отдельным участкам). При разработке мероприятий следует также учитывать требования правил пожарной безопасности, относящихся к данному производству.

Руководители строительно-монтажных организаций (руководители работ) обязаны:

организовать изучение и обеспечить контроль за выполнением на подведомственных объектах настоящих Правил, а также противопожарных мероприятий проектов организации строительства и производства работ инженерно-техническими работниками, служащими и рабочими, установить порядок противопожарной подготовки работающих на стройке;

установить на стройках режим курения, проведения огневых и других пожароопасных работ, порядок уборки, вывоза и утилизации сгораемых строительных отходов;

ознакомить работающих настройке с пожарной опасностью каждого вида строительно-монтажных работ, а также применяемых в строительстве веществ, материалов, конструкций и оборудования;

своевременно организовать на стройке в соответствии с существующим порядком пожарную охрану, осуществить меры по обеспечению подведомственных объектов пожарной техникой и оборудованием, средствами связи и пожарной автоматики, противопожарным водоснабжением, наглядной агитацией, знаками пожарной безопасности, а также первичными средствами пожаротушения;