Заземление электропитающих установок. Классификация. Основные параметры
Заземление служит для канализации максимально возможных токов любого происхождения (от грозовых разрядов, коммутационных процессов, соприкосновения цепей от разных источников, коротких замыканий на корпус и т. п.) таким образом, чтобы выделенное на сопротивлении заземления падение напряжения от этих токов не превышало допустимые значения. Следовательно, если допустимые напряжения известны (например, шаговое напряжение, напряжение пробоя изоляции и др.), то, задаваясь токами канализации, можно определить нормативное сопротивление заземления.
По функциональному признаку заземляющие устройства принято подразделять на защитные с сопротивлением 2-30 Ом, рабоче-защитные (2-30 Ом), линейно-защитные (2-20 Ом), рабочие (10-30 Ом) и измерительные (100-200 Ом),
Защитное заземление предназначено для защиты от поражения электрическим током или напряжением людей и технических средств с помощью соединения с землей оборудования, нормально не находящегося под напряжением. При рабочем заземлении землю используют в качестве одного из проводов электрической цепи. Рабоче-защитное заземление совмещает функции рабочего и защитного заземлений. Линейно-защитное заземление защищает кабели и воздушные линии. Измерительное заземление служит для подключения аппаратуры для определения сопротивлений заземлений.
При выполнении заземления необходимо придерживаться определенных условий, нарушение которых может привести к значительным материальным потерям. Так, одним из главных условий устройства заземлений в электропитающих установках, находящихся вблизи электрифицированных железных дорог, является исключение образования контуров заземления. Контур заземления возникает тогда, когда заземление образовано в двух и более точках (рис. 8.6). Тогда, например, тяговый ток по цепи, имеющей связь с точкой В, при определенных условиях имеет возможность пройти через провод электропитающей установки к точке А и далее к отсасывающему фидеру тяговой подстанции. Следствием такого блуждания тягового тока могут быть возгорание изоляции провода и пожар в электросистеме.
Рис. 8.6. Образование контура при двух точках заземления:
СЭ1 и СЭ2 – соответственно первая и вторая части схемы электропитания;
СП – соединительные провода; КЗ – контур заземления
Одним из распространенных методов разрыва контура заземления является гальваническое разделение участков схем с разными точками заземления с помощью трансформаторов. Этот метод широко применяют, например, при проектировании электропитающих панелей для систем электрической централизации стрелок и сигналов, диспетчерской и горочной централизации.
Контур заземления может возникнуть не только в результате ошибки проектирования, но и при неисправностях в схеме электропитания, в частности, в случае пробоя двух разрядников подключенных к разным точкам заземлений. Поэтому перед проектированием ограничителей необходимо проанализировать потенциальную возможность образования контуров заземления.