Методические указания по определению электромагнитных обстановки и совместимости на электрических станциях и подстанциях стандарт организации (стр. 13 из 14)
Для проведения имитаций может быть рекомендован измерительный комплекс ИК-1 (НПФ ЭЛНАП, МЭИ, Москва).
4. Поля радиочастотного диапазона
Для измерения помех в радиочастотном диапазоне от 1 до 1000 МГц обычно используют перестраиваемые селективные высокочастотные вольтметры с соответствующим набором антенн.
Для сигналов вертикальной поляризации в диапазоне 26-300 МГц возможно использование биконических антенн с круговой диаграммой направленности и входным сопротивлением 50 Ом. Для сигналов с горизонтальной поляризацией используют дипольные антенны с входным сопротивлением 50 Ом. Существенным для правильных измерений является хорошее согласование антенно-фидерного тракта с вольтметром во всем диапазоне измеряемых частот. Значение коэффициента стоячей волны напряжения не должно превышать 3. Для измерения сигналов в диапазоне частот 300-1000 МГц возможно использование калиброванной измерительной антенны, рупорной измерительной антенны П-6-33 с входным сопротивлением 50 Ом.
Для сигналов с горизонтальной поляризацией используют также калиброванную широкополосную антенну в виде конического диполя ДП-3, входящую в измерительный комплекс FSM-8,5. Указанные антенны предназначены для измерения напряженности электрического компонента электромагнитного поля. Магнитный компонент поля определяют пересчетом по формуле
Н, дБ (мкА/м) = Е, дБ (мкВ/м)-52.
Возможность быстрого графического представления частотного спектра помех дает применение спектроанализаторов для измерений радиочастотных сигналов. Простейшим прибором этого класса является переносной спектроанализатор Protek-3200.
5. Магнитные поля промышленной частоты
Для измерения магнитного поля промышленной частоты целесообразно применять приборы, позволяющие измерять магнитные поля напряженностью от 0,01 до 1000 А/м. Могут применяться, например, приборы: ТП2-2У, МПМ-2 (ГП ВНИИФТРИ, Россия); П3-50 (СКВ РИАП, Россия); ЕТМ-1 (Wandel & Goltermann, Германия).
6. Статическое электричество
Для измерения потенциала тела человека может применяться статический вольтметр, например С 502. Для измерений удельного поверхностного и объемного сопротивлений изоляционных материалов может применяться тераомметр, например Е6-13.
7. Кондуктивные помехи радиочастотного диапазона
Для измерений кондуктивных помех радиочастотного диапазона может применяться осциллограф с полосой пропускания не менее 100 МГц, например FLUKE-199.
8. Пульсации и кондуктивные помехи в цепях питания постоянным напряжением
Для измерений пульсаций и кондуктивных помех может применяться осциллограф с полосой пропускания не менее 10 МГц.
9. Длительные измерения
Для длительных измерений могут применяться осциллограф с полосой пропускания не менее 50 МГц и специальные регистраторы, позволяющие измерять импульсные помехи и сохранять в памяти зарегистрированные значения (например, регистратор событий FLUKE-VR-101S).
Приложение Д
Имитация короткого замыкания на землю
1. Имитация КЗ с помощью реостатов
Измерение распределения напряжения по заземлителю при имитации растекания токов КЗ через нейтрали трансформаторов проводят в соответствии со схемой рис. П.Д.1, а (первый этап), а при имитации растекания токов в энергосистему - в соответствии со схемой рис. П.Д.1, б (второй этап). Проведение имитации в 2 этапа связано с тем, что при одновременной имитации ток, уходящий через заземлитель в энергосистему, будет на порядок меньше, чем ток в нейтрали трансформаторов.
Рис. П.Д.1. Схема для имитации КЗ на высоковольтном оборудовании
Например, при КЗ имеется следующее распределение токов: в месте КЗ - 10 кА; нейтраль AT1 - 3 кА; нейтраль АТ2 - 3 кА, нейтраль АТ3 - 2 кА; энергосистема - 2 кА. Тогда при токе генератора Iген = 4 А (имитирует ток в месте КЗ) при помощи реостатов R1, R2 и R3 устанавливают ток в нейтрали AT1 IAT1 = 1,5 А, в нейтрали АТ2 IAT2= 1,5 А, в нейтрали АТ3 IAT3 = 1 А.
2. Пересчет измеренных при имитации КЗ токов и напряжений к реальным значениям тока КЗ
Полученные результаты измерений пересчитывают к реальным значениям тока КЗ. Если имитация проводилась с помощью аппаратуры, которая генерирует переменный ток с частотой отличающейся от 50 Гц более чем на 20%, результаты измерений пересчитывают к частоте 50 Гц. Для пересчета используют зависимости коэффициента пересчета Kf от сечения заземлителей S. Напряжение на частоте 50 Гц U50 = Uf/ Kf , где Uf - измеренное напряжение на частоте f.
Затем пересчитывают результаты измерений к реальному току КЗ. Пусть при имитации растекания части тока КЗ по нейтралям трансформаторов было получено (здесь и далее - с учетом пересчета к частоте 50 Гц) напряжение 0,3 В между РЩ и оборудованием. При имитации части тока КЗ, уходящего в энергосистему, ток генератора составил 0,15 А, напряжение 0,02 В.
При этом составляющая разности потенциалов между оборудованием и РЩ, обусловленная растеканием тока по нейтралям, при КЗ равна 600 В. Составляющая разности потенциалов от тока в энергосистему равна 266 В.
Суммарное напряжение между оборудованием и РЩ при КЗ составляет 866 В.
Это напряжение будет воздействовать на изоляцию контрольных кабелей, проложенных от рассматриваемого элемента оборудования до РЩ. Это же напряжение будет определять ток по заземленному с обеих сторон экрану кабеля от данного оборудования до РЩ.
По плану прокладки кабельных каналов или кабельному журналу определяют длину кабеля Lкa6 и производят расчет сопротивления экрана кабеля Rэ (индуктивным сопротивлением можно пренебречь).
Ток в экране кабеля при КЗ определяют как отношение напряжения между оборудованием и РЩ к сопротивлению экрана кабеля.
Полученный ток в экране сравнивают с допустимым значением. Допустимый ток рассчитывают по выражению:
,где t - время протекания тока; k = 1 для t < 1 с, k = 0,8 для t > 1 с.
Приложение Е
Требования к расчетным программам
П.Е.1. Расчет заземляющих устройств
Программы расчета заземляющих устройств должны моделировать в разветвленной трехмерной схеме заземляющего устройства с системой проводников (электродов) в воздухе, грунте и объемных заглубленных тел переходные процессы, обусловленные КЗ на землю, ударами молнии в молниеприемники и коммутациями силового оборудования. В результате расчетов должны быть определены токи и напряжения в заземляющем устройстве; сопротивление растеканию тока заземляющего устройства; напряжения прикосновения и шага; распределение потенциала в вертикальном сечении грунта и по поверхности земли.
Для проверки программы рекомендуются тестовые задачи, приведенные ниже.
При составлении тестовых задач использовались известные аналитические выражения из литературы (В.В. Бургсдорф, А.И. Якобе "Заземляющие устройства электроустановок") и результаты экспериментов, проведенных сотрудниками МЭИ и НПФ ЭЛНАП.
Далее в тексте используются следующие обозначения:
l - длина электрода, м; r - радиус электрода, м; s - расстояние от электрода до поверхности земли, м; r - удельное сопротивление однородного грунта, Ом×м; r1 - удельное сопротивление верхнего слоя неоднородного грунта, Ом×м; r2 - удельное сопротивление нижнего слоя неоднородного грунта, Ом×м; h - глубина раздела слоев, м; Rr - сопротивление растеканию тока заземлителя, Ом.
Задача 1. Простые заземлители в однородном грунте
Таблица П.Е.1
Расчетные параметры для электрода в однородном грунте
| Расположение электрода | Вертикальное | Горизонтальное |
| r, м | 0,006 | 0,006 |
| l, м | 5 | 5 |
| s, м | 0,5 | 0,5 |
| r, Ом×м | 100 | 100 |
Расчеты по программе не должны отличаться более, чем на 5% от приведенных в табл. П.Е.2.
Таблица П.Е.2
Результаты расчета сопротивления растеканию тока
| Расположение электрода | Вертикальное | Горизонтальное |
| Rr, Ом | 21,8 | 25,2 |
Задача 2. Простые заземлители в двухслойном грунте
Таблица П Е.3
Расчетные параметры для электрода в двухслойном грунте
| Расположение электрода | Вертикальное | Вертикальное | Вертикальное |
| r, м | 0,006 | 0,006 | 0,006 |
| l, м | 2 | 2 | 2 |
| s, м | 0 | 1 | 2 |
| r1, Ом×м | 400 | 400 | 400 |
| r2, Ом×м | 100 | 100 | 100 |
| h, м | 2 | 2 | 2 |
Таблица П.Е.4