Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Trwały układ uziomowy współczesnych stacji elektroenergetycznych

Na zdjęciu: zgrzeina otrzymana w wyniku zgrzewania egzotermicznego, wykonana dla trwałego połączenia dwóch miedziowanych bednarek StCu w gruncie, niewymagająca dodatkowej ochrony taśmą przed wpływem wilgoci (źródło: CBM Technology sp. z o.o.)
Na zdjęciu: zgrzeina otrzymana w wyniku zgrzewania egzotermicznego, wykonana dla trwałego połączenia dwóch miedziowanych bednarek StCu w gruncie, niewymagająca dodatkowej ochrony taśmą przed wpływem wilgoci (źródło: CBM Technology sp. z o.o.)
Rys. redakcja EI

W artykule m. in. o tendencjach światowych w zapewnieniu trwałości uziomów stacji elektroenergetycznych, stosowaniu trwałych materiałów na uziomy stacji elektroenergetycznych w Polsce oraz trwałych połączeniach elementów układu uziomowego w gruncie metodą zgrzewania egzotermicznego.

W artykule:

• Tendencje światowe w zapewnieniu trwałości uziomów stacji elektroenergetycznych
• Stosowanie trwałych materiałów na uziomy stacji elektroenergetycznych w Polsce
• Trwałe połączenia elementów układu uzimowego w gruncie metodą zgrzewania egzotermicznego
• Trwałe połączenia przewodów uziemiających w gruncie i nad powierzchnią gruntu

Układ uziomowy stacji elektroenergetycznych to jeden z podstawowych środków zapewnienia ich bezpiecznego użytkowania, którego najistotniejsze funkcje to:

a) redukowanie zagrożenia porażeniowego związanego z dotykiem pośrednim:
— sterowanie rozkładem potencjału na powierzchni gruntu,
— ograniczenie napięć rażeniowych (krokowych, dotykowych),

b) zapewnienie działania środkom ochrony dodatkowej przy uszkodzeniu przewodu PEN,

c) ograniczenie napięć przy przepływie prądów bezpośrednich wyładowań piorunowych, prądów przepięć piorunowych i łączeniowych oraz prądów zakłóceniowych, występujących w wyniku uszkodzenia izolacji roboczej.

Trwałość układu uziomowego – to zdolność jego wszystkich elementów, w całym okresie ich eksploatacji, do przewodzenia prądów zwarciowych i udarowych (piorunowych), o wartościach przyjętych do obliczeń na etapie projektowania instalacji uziemiającej, a wynikających z miejsca lokalizacji uziomu w sieci elektroenergetycznej oraz spodziewanego poziomu zagrożenia piorunowego, bez zmiany jego wymaganych parametrów elektrycznych i mechanicznych w czasie.

Stabilność w czasie elektrycznych parametrów układu uziomowego stacji elektroenergetycznych ma fundamentalne znaczenie dla jej poprawnego funkcjonowania oraz dla bezpieczeństwa personelu obsługującego, ale również osób postronnych i zwierząt, jeśli znajdą się w bezpośredniej bliskości ogrodzenia stacji. Mając przy tym na uwadze zakładany, zwykle kilkudziesięcioletni okres użytkowania stacji, należy zaznaczyć, że zapewnienie adekwatnej trwałości uziomu stanowi poważne wyzwanie projektowe.

Z długim okresem eksploatacji stacji elektroenergetycznych dobrze komponuje się coraz częstsze stosowanie urządzeń stacyjnych wykonanych w technologii GIS (izolowanych gazem SF6), których trwałość określana jest na 50 lat.

Czynników wpływających na trwałość i warunki eksploatacji układów uziomowych stacji elektroenergetycznych SN/nn jest wiele.

Część z nich wynika z warunków fizykochemicznych lokalnego gruntu i materiału stosowanego na uziomy, a część – z konstrukcji układu uziomowego i sposobu jego eksploatacji [18].

Z uwagi na fakt, iż układ uziomowy jest pogrążony w ziemi, bardzo trudno jest na bieżąco kontrolować jego rzeczywisty stan techniczny.

W praktyce okresowe pomiary rezystancji uziemienia pozwalają jedynie na wykrycie zaistniałego uszkodzenia dopiero wtedy, gdy ze względu na korozję lub uszkodzenie mechaniczne nastąpi przerwanie ciągłości układu uziomowego w określonym, zazwyczaj w jego najsłabszym miejscu. Może wtedy nastąpić odłączenie fragmentu układu uziomowego, co zazwyczaj uwidacznia się znaczącym wzrostem wartości rezystancji uziemienia w stosunku do wyników wcześniej przeprowadzanych pomiarów.

Niestety, może wystąpić również sytuacja, w której nawet bardzo skorodowany uziom wciąż zachowuje ciągłość galwaniczną, co może pozostać niewykryte w czasie okresowych pomiarów rezystancji uziemienia. Natomiast w przypadku przepływu przez takie miejsce doziemnych prądów zwarciowych lub częściowych prądów pioruna skorodowany układ nie będzie w stanie odprowadzić wydzielanej w takim miejscu energii cieplnej, zbyt dużej dla radykalnie zmniejszonego przekroju przewodu uziomowego. Skutkuje to jego przerwaniem i może doprowadzić do poważnych konsekwencji.

Czytaj też: Ograniczniki typu i ograniczniki kombinowane >>>

Tendencje światowe w zapewnieniu trwałości uziomów stacji elektroenergetycznych – trwałe materiały na uziomy

Utrzymanie stabilności elektrycznych parametrów układu uziomowego stacji elektroenergetycznych w długim czasie ich eksploatacji wiąże się z koniecznością zastosowania odpowiednich rozwiązań konstrukcyjnych oraz odpowiednio trwałych materiałów na elementy uziemiające i ich wzajemne połączenia.

Obserwując stosowane na świecie rozwiązania zmierzające do uzyskania bezobsługowych układów uziomowych można zauważyć tendencję do coraz bardziej powszechnego stosowania materiałów o wysokiej odporności na korozję, takich jak miedź (Cu) i stal miedziowana (StCu), niekorodujące w szerokim zakresie warunków gruntowych.

Stal nierdzewna (StSt) i stal cynkowana (StZn) używane są zazwyczaj tylko wtedy, gdy warunki glebowe są szkodliwe dla miedzi [1].

Stal cynkowana, powszechnie stosowana w Polsce ze względu na niską cenę, jest coraz mniej popularna ze względu na stosunkowo krótki okres jej eksploatacji.

Uważa się również, że stosowanie stali cynkowanej i stali nierdzewnej jest typowym rozwiązaniem dla stalowych układów uziomów w połączeniu z ochroną katodową [1], co dodatkowo nie stanowi zachęty do wyboru stali StZn na uziomy tam, gdzie nie jest to niezbędne (rys. 1).

Rys. 1. Silnie skorodowany płaskownik StZn – poziomy element układu uziomów rozdzielni 220 kV wykazuje ciągłość podczas badań napięć rażeniowych, jednak stanowi potencjalne zagrożenie występujące po przerwaniu jego ciągłości w wyniku przepływu przez takie osłabione miejsce doziemnych prądów zwarciowych lub częściowych prądów pioruna (źródło: RST sp.j.)
Rys. 1. Silnie skorodowany płaskownik StZn – poziomy element układu uziomów rozdzielni 220 kV wykazuje ciągłość podczas badań napięć rażeniowych, jednak stanowi potencjalne zagrożenie występujące po przerwaniu jego ciągłości w wyniku przepływu przez takie osłabione miejsce doziemnych prądów zwarciowych lub częściowych prądów pioruna (źródło: RST sp.j.)

Właściwości korozyjne materiałów dopuszczanych do stosowania na uziomy przedstawiono w tab. 1. na podstawie zaleceń zawartych w normie odgromowej PN-EN 62305-3 [4]. Możemy w niej zauważyć, iż miedź i stal miedziowana elektrolitycznie to materiały dobre w wielu środowiskach.

Stal nierdzewna, charakteryzująca się najwyższą odpornością na korozję, nie jest zalecana do stosowania w glebach zawierających dużą zawartość chlorków, a miedź i stal miedziowana nie powinny być stosowane w glebach zawierających związki siarki.

Tab. 1. Właściwości korozyjne materiałów na uziomy (na podstawie PN-EN 62305-3 [4]
a Stal cynkowana może korodować w gruncie gliniastym lub wilgotnym.
b Stal cynkowana nie powinna przechodzić z betonu do ziemi z powodu możliwej korozji stali tuż na zewnątrz betonu.
c W rejonach przybrzeżnych, w których w wodzie gruntowej może występować sól, nie zaleca się stosowania stali cynkowanej stykającej się ze stalą zbrojenia w betonie.
d Stal nierdzewna w warunkach beztlenowych (np. w glinie) będzie korodować niemal tak szybko jak stal miękka.

Tab. 1. Właściwości korozyjne materiałów na uziomy (na podstawie PN-EN 62305-3 [4]

Z kolei stal cynkowana (przy czym tylko na gorąco) dopuszczona jest do stosowania jedynie w gruntach łagodnych i tylko tam, gdzie miedź i stal miedziowana nie powinny być stosowane (w glebach zawierających związki siarki).

Ponadto coraz szerzej podkreślane jest negatywne zjawisko korozji elektrochemicznej występującej w przypadku łączenia uziomów sztucznych ze stali cynkowanej z uziomem fundamentowym, co w znacznym stopniu ogranicza stosowanie stali cynkowanej wszędzie tam, gdzie stosuje się fundamenty (prefabrykowane betonowe stacje kontenerowe, budynki stacyjne, betonowe słupy z przewodem uziemiającym podłączonym do prętów zbrojeniowych, betonowe stopy fundamentowe słupów).

Obecnie takie rozwiązanie, gdy do fundamentu wykorzystanego jako uziom łączy się zewnętrzne elementy układów uziomów ze stali StZn uznaje się za niezgodne ze sztuką inżynierską, gdyż informację na ten temat możemy znaleźć w podstawowych dokumentach normalizacyjnych odnoszących się do projektowania i montażu instalacji niskiego napięcia [3] oraz urządzeń piorunochronnych [4].

Więcej wiadomości na ten temat można znaleźć na przykład w publikacjach [16, 17].

Mając na uwadze wyjątkowo długi okres trwałości uziomów miedzianych (ponad 50 lat) i miedziowanych (30–40 lat) w stosunku do uziomów ze stali cynkowanej (do kilkunastu lat) w rozwiązaniach światowych spotyka się głównie elementy uziomów wykonane z miedzi bądź stali miedziowanej.

Stal nierdzewna (trwałość szacowana na 40 lat) z uwagi na jej wysoką rezystywność oraz cenę w stosunku do uziomów miedziowanych nie znajduje tak szerokiego zastosowania.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!


[ochrona odgromowa i przeciwprzepięciowa, stacja elektroenergetyczna, układ uziomowy, ochrona przeciwporażeniowa, zgrzewanie egzotermiczne, bednarka, przewód uziemiający]

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 6/2018

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

Kamery termowizyjne Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można (...) czytam dalej »


Urządzenia przeciwprzepięciowe (SPD) - jakie wybrać ?

urządzenia przeciwprzepięciowe spd Ochronniki przepięciowe odpowiednie do zastosowań w instalacjach 230 V lub 400 V, systemy jedno- lub trójfazowe, wymienny moduł warystora i zamknięty moduł iskiernika, wizualna i zdalna sygnalizacja stanu warystora oraz(...) czytam dalej »


Światło dzienne, nasz naturalny regulator - odwzorowanie opraw oświetleniowych »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

Ośiwetlenie - jakie wybrać? bezpanelowa energia słoneczna
Rodzaj oświetlenia ma również fundamentalny wpływ na nasz wzrok oraz bezpośrednio wpływa na nasze ciało, umysł i (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Nowe rozdzielnice Practibox S - wysoka jakość i nagrodzony design w przystępnej cenie»

nowe rozdzielnice Rozdzielnice dedykowane są przede wszystkim dla budownictwa mieszkaniowego (prywatnego jak i deweloperskiego), hoteli i obiektów biurowych. Rozdzielnice otrzymały ... czytam dalej »


Wprawiają w ruch tysiące różnych pojazdów na świecie - znasz ich?

Rozdzielnice średniego napięcia (SN) - przegląd 2019

pojazdy elektryczne Medcom Rozdzielnice 2019 porównanie
Zmieniają sposób myślenia o energii elektryczne i nie tylko... czytam więcej » Rozdzielnice średniego napięcia (SN), tak jak i inne rozdzielnice energetyczne, budowane są na napięcia znamionowe w zakresie od 7,2 do 36 kV o wartościach 7,2; 12; ... czytam dalej »

Kamery termowizyjne w cenach promocyjnych - tylko do 30 czerwca! »

Promocje na kamery termowizyjne Przy pracach instalacyjnych, a także w przemyśle, kamera termowizyjna jest nieodzownym narzędziem pracy ... czytam dalej »


Może Cię to zainteresuje ▼

Jaki wybrać uniwersalny, programowalny wyświetlacz cyfrowy?

Kable i przewody - dobierz odpowiednie do swojego projektu »

Sterowniki programowalne kable i przewody - jakie wybrać
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenie nie wymaga dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań urządzenia wlicza się sterowanie oraz ... czytam więcej » Właściwie wykonana i dostosowana do konkretnych zagrożeń środowiskowych instalacja elektryczna powinna do minimum ograniczać zagrożenia... czytam dalej »


Ochrona przed przepięciami systemów alarmowych»

Wszyscy elektryczni producenci w jednym miesjcu - zobacz!

Ochrona przepięciowa systemów alarmowych Elektryczni producenci w jednym miejscu
Jak ochronić różnorodne elektroniczne systemy ochrony mienia przed skutkami przepięć(...) czytam dalej » Zobacz ponad 100,000 produktów elektromechanicznych w ofercie (...) czytam dalej »

Co jeszcze potrafią enkodery Ethernet?

UPS zasilacze Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów (...) czytam dalej »


Jak komunikować urządzenia w środowisku przemysłowym?

Ograniczniki przepięć, które wybrać?

Switche zarządzalne spd ograniczniki przepięć
Switche niezarządzalne to urządzenia, które mają za zadanie przekazywanie danych między urządzeniami w wymagającym środowisku przemysłowym. Ich zadaniem jest zapewnienie przede wszystkim stabilnej, jak również wydajnej komunikacji.(...) czytam dalej » Układy SPD typu 1 (ograniczniki przepięć typu 1) powinny być stosowane do ochrony instalacji elektrycznej oraz urządzeń przed zagrożeniami stwarzanymi(...) czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
5/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 5/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Stacje ładowania pojazdów elektrycznych
  • - Oświetlenie boisk piłkarskich zgodnie z wymaganiami klas oświetleniowych
Zobacz szczegóły

Gdańskie Dni Elektryki 2019 - relacja

Stowarzyszenie Elektryków Polskich Oddział Gdańsk kolejny raz zorganizowało Gdańskie Dni Elektryki. GDE po raz pierwszy odbyły się na wiosnę, czyli w dniach 9-10 maja 2019 r. Zmianie daty...

Nowe czujniki w rodzinie NIPRESS 1

Rodzina czujników ciśnienia NIVELCO została znacząco powiększona i obecnie czujniki NIPRESS pokrywają zapotrzebowanie większości branż przemysłowych dzięki szerokiej gamie dostępnych...
Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów komunikacji. Wydajność standardu Fast Ethernet,...
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl