6 Instalaţii de legare la pământ

6.1 Introducere

Accidentele electrice în instalaţiile electrice de putere se pot produce prin atingere directă, nemijlocită, a părţilor aflate sub tensiune sau prin atingere indi- rectă contactul cu părţi conductoare din instalaţiile care nu se află în mod normal sub tensiune, dar care apar sub tensiune prin defecte de izolaţie, arcuri electrice, ruperi de conductoare deci, în general, în mod accidental. Principalul mod în care se asigură protecţia împotriva atingerilor directe este construcţia instalaţiilor (asigurarea unor distanţe minime de protecţie pentru părţile aflate sub tensiune, îngrădiri, blocaje, accesul interzis pentru personalul neautorizat etc.).

Evitarea accidentărilor prin atingere indirectă se asigură prin diferite metode,dintre care cea mai răspândită, pentru toate categoriile de instalaţii şi toate nivelu- rile de tensiune, este legarea la pământ.

Instalaţiile de legare la pământ constituie ansamblul de conductoare electrice prin care se asigură legătura voită cu solul (considerat conductor electric de dimen- siuni nelimitate) a unor elemente conductoare dintr-o instalaţie electrică. În acest mod se asigură dispersarea curenţilor electrici în sol.

Principala funcţie a prizelor de pământ este asigurarea distribuirii curenţilor electrici în sol. Instalaţiile de legare la pământ (ILP) au, în general, şi alte scopuri, fiind realizate cu multiple destinaţii dintre care se mai amintesc:

stabilizarea potenţialelor faţă de pământ ale unor puncte din circuitele de lucru ale instalaţiilor (puncte neutre ale transformatoarelor, neutrul unor reţele tri- fazate, puncte mediane sau neutre ale unor transformatoare de măsurare);

realizarea unor circuite de întoarcere prin pământ a unor curenţi electrici de sarcină (de lucru), de exemplu la tracţiunea electrică sau la prizele de pământ de exploatare (alimentare cu întoarcerea curentului electric prin pământ);

crearea unor circuite de mică impedanţă pentru funcţionarea protecţiilor împotriva defectelor cu punere la pământ în instalaţii;

realizarea protecţiei împotriva supratensiunilor de trăsnet induse sau de co- mutaţie;

legarea la pământ a unor elemente din circuitele de lucru scoase de sub tensiune pentru lucrări, în vederea descărcării de sarcini capacitive şi a evitării reapariţiei accidentale a tensiunii la locul de muncă;

realizarea instalaţiilor de protecţie catodică.

172 Utilizatori de energie electrică la joasă tensiune

6C

M

5

Majoritatea ILP se folosesc în comun pentru mai multe scopuri. În continuare sunt analizate, cu precădere, ILP din instalaţiile electrice de putere. Terminologia utilizată în prezentul material (cap. 9) este conformă standardelor actuale.

Principalele elemente care trebuie legate la pământ în instalaţiileelectrice seindică în figura 6.1. În cazul realizării legăturilor menţionate se asigură echipoten- ţializarea impusă în normativele actuale de protecţie împotriva electrocutărilor, indiferent de modul de tratare a neutrului de sursă.

JOASĂ TENSIUNE ZONA DE ÎNALTĂ TENSIUNE CONSTRUCŢII ŞI INSTALAŢII

1 7 1V

2 RU L

4 CM8 CM

CI9

5 CG10 4

CT CA

3A GMB

N PE

5V

PF

PP4

PI

P

Fig. 6.1 Elementele ce trebuie legate la pământ şi echipotenţializate într-o instalaţie complexă ÎT/JT:

1 schele cabluri; 2 panouri de JT; 3 distribuţie de JT; 4 armătură podea; 5 echi- potenţializare; 6 centru telecomunicaţii; 7 celule de ÎT; 8 bare generator; 9 cablu de

ÎT;10 cadre metalice; V ventilaţie; U uşă metalică; CM construcţie metalică; M motor

de înaltă tensiune; CT camera transformator; L şina liftului; CI conductă apă de încălzire; CG conductă de gaze; CA conductă de apă; GM ghenă metalică; PP priză de

pământ;P paratrăsnet; PF priză de fundaţie; PI priza de pământ a

instalaţiei.

6.2 Rezistenţa electrică de dispersie. Rezistivitatea solului

Unul dintre elementele cele mai importante ce caracterizează instalaţiile de legare la pământ este rezistenţa lor de dispersie RP , definită ca raport între tensiu- nea UP ce apare pe priza de pământ şi curentul electric IP dispersat în sol

I

Instalaţii de legare la pământ

173

R U P . (6.1)P

PÎn realitate, chiar la frecvenţă industrială, priza de pământ este o impedanţă cu

caracter inductiv. Pentru calculele practice caracterul inductiv al impedanţei de dis- persie a prizelor se ia în considerare la frecvenţele înalte, corespunzătoare impulsu- rilor de curent electric, dar şi în cazul unor electrozi de priză de secţiune mare şi lungimi de ordinul sutelor de metri.

Rezistenţa electrică de dispersie a unei prize de pământ este compusă din trei componente de bază şi anume:

rezistenţa electrică a electrozilor de priză şi a contactelor electrice între aceştia;

rezistenţa electrică de contact între electrozi şi solul în care sunt plantaţi;rezistenţa electrică a porţiunii din sol în care se produce dispersia curentului

electric.Rezistenţa electrică longitudinală a electrozilor de priză este extrem de redusă

(0,25 1 mΩ/m), aceştia fiind realizaţi din metale cu rezistivitatea între (0,01750,1) 10

-6 Ωm. Inductivitatea electrozilor de priză are valori specifice de ordinul 1,5

1,9 H/m [6.1 6.3] ceea ce indică valori ale reactanţei specifice sub 0,6 mΩ/m la 50 Hz. În aceste condiţii, la frecvenţa industrială impedanţa specifică liniară a electrozilor metalici de priză este sub 1 mΩ/m.

Dacă electrozii nu sunt acoperiţi cu vopsea, grăsimi sau produse izolante, rezistenţa electrică de contact între electrozi şi între aceştia şi sol (rezistenţa electrică transversală de la electrod la sol) este de asemenea neglijabilă, cu condiţia ca prizele să fie corect executate şi să nu fie suprasolicitate termic, caz în care rezistenţa de contact electrod–sol devine foarte ridicată.

Spre deosebire de suprasolicitarea termică, procesele corozive nu conduc lacreşterea rezistenţei electrice a contactului electrod – sol. La prizele extinse, parcurse de curenţi electrici importanţi, impedanţa longitudinală a electrozilor de priză trebuie luată în considerare la determinarea rezistenţei electrice (de fapt a impedanţei) de dispersie a prizei.

În cazurile cele mai frecvente, principala componentă a rezistenţei electrice (impedanţei) de dispersie a prizelor de pământ este constituită de rezistenţa electrică a solului şi anume de porţiunea de sol din imediata vecinătate a contactu- lui electrod–sol, unde secţiunea straturilor parcurse de curent electric este cea mai mică, determinând partea principală a căderii de tensiune în priza de pământ. Aceasta motivează acceptarea generală a denumirii de rezistenţă electrică de dispersie pentru mărimea UP/IP care, după cum s-a menţionat, este o impedanţă.

Chiar la solurile cele mai bune conducătoare (rezistivitate 10 Ωm), rezistivi-tatea acestora este de 10

8 10

9 ori mai mare ca cea a oţelurilor din care se compun

cel mai frecvent electrozii de priză ( ol = 0,1 10-6

Ωm). Pe aceste consideraţii, rezistenţa unei prize de pământ (stabilă termic) se considera egală cu rezistenţasolului învecinat electrozilor. De asemenea, rezistenţa electrică a prizelor de pământ este puţin influenţată de diametrul şi aria secţiunii transversale a electro- zilor de priză folosiţi. Rezistenţa electrică şi inductivitatea longitudinală a electro- zilor de priză se pot neglija la frecvenţa industrială, la lungimi şi arii ale secţiunii

174 Utilizatori de energie electrică la joasă tensiune

transversale folosite în mod frecvent în practică pentru realizarea electrozilor (sub50 m şi peste 100 mm

2).

Elementele importante ce determină rezistenţa electrică a prizei sunt lungimea electrozilor şi în special rezistivitatea solului s . Aceasta este definită ca rezistenţa opusă trecerii curentului între două feţe paralele ale unei unităţi de volum din solul considerat. Pentru o anumită configuraţie a prizei, rezistenţa electrică este direct proporţională cu rezistivitatea şi aproximativ, invers proporţională cu lungimea electrozilor prizei. Această proporţionalitate este valabilă, în special, la prizele simple. Valorile orientative ale rezistivităţii solurilor obişnuite sunt indicate în tabelul 6.1. Este util ca rezistivitatea solului să fie cunoscută înaintea plantării electrozilor de priză pentru a putea realiza prize de pământ economice. Măsurarea ei se face cu metodele indicate în subcap.6.5.

Caracteristici ale diferitelor soluri şi ape

Tabelul 6.1

Natura solului

Rezistivitatea [Ωm]

Conductivi- tatea solului

[mS.m-1]

Limita de variaţieîn funcţie de umiditatea şi conţinutul de

săruri

Valori recomandate pentru calcule

preliminare

Soluţie de sare şi ape acideApă de mareApă de pârâu şi râuApă de iaz sau izvorApă subteranăApă de munte (pâraie, râuri, lacuri) Pământ, humă, turbă (foarte umede) CernoziomHumă vânătă cu conţinut de sulfură de fierPământ arabilPământ argilos, argilăPământ cu pietrişLoess, pământ de pădurePământ nisipos Nisip, foarte umed Balast cu pământNisip, nisip cu pietriş

0,011,0 ... 5,0010 ... 5040 ... 5020 ... 70

100 ... 120015 ... 2010 ... 7010 ... 2040 ... 6040 ... 150100 ... 500100 ... 500150 ... 400100 ... 500500 ... 5000

1000 ... 2000

0,013,00

20,0040,0050,00

1000,0020,0050,0010,0050,0080,00200,00250,00300,00400,00

1000,001000,00

100.103

3305025201

5020

10020

12554

3,32,511

Solul nu este aproape niciodată complet omogen, dar, de cele mai multe ori straturile mai adânci au rezistivitate mai stabilă, fiind mai puţin influenţate de va- riaţiile de umiditate şi, de obicei, au rezistivitate mai redusă, ceea ce motivează creşterea adâncimii de plantare. Aceasta trebuie, oricum, să fie superioară limitei de îngheţ pentru ca rezistenţa electrică a prizelor să nu crească prea mult prin îngheţare. Chiar dacă adâncimea de plantare are o influenţă redusă privind rezistenţa electrică de dispersie, ea influenţează semnificativ potenţialul determinat de priza îngropată la suprafaţa solului, potenţial care, în general, scade cu adâncimea plantării electrozilor (această afirmaţie este valabilă în cazul legăturilor izolate de la suprateran, la priza propriu zisă).

Cunoaşterea cât mai precisă a condiţiilor în care trebuie realizate prizele de pământ (şi anume a rezistenţei de dispersie denumită simplificat rezistenţa prizei), a rezistivităţii solului, a tensiunilor de atingere şi de pas, rezistenţa la impuls de trăsnet, a stabilitatăţi termice a acesteia etc. sunt necesare pentru următoarele motive:

- realizarea unei prize de pământ economicoase;- compararea valorilor de proiect cu cele reale realizate în amplasament;- cunoaşterea valorilor reale ale potenţialului care apare pe priză, în cazul unor

defecte care conduc la apariţia de curenţi electrici în priza de pământ;- evidenţierea unor schimbări planificate/accidentale în starea prizei în timpul

funcţionării acesteia;- asigurarea condiţiilor de funcţionare corectă a protecţiilor prin relee la

defecte cu pământul;- asigurarea unei protecţii eficiente a obiectivelor împotriva loviturilor la trăsnet. Datele privitoare la rezistivitatea solului prezentate în tabelul 6.1 sunt cu totul

generale şi, de aceea, se recomandă ca, la proiectare, să se utilizeze, cu prioritate,rezultatele obţinute la măsurarea în teren. Această condiţie devine prioritară în cazul solurilor stratificate din punct de vedere al rezitivităţii.

Valorile conductivităţii electrice a solului (S.m

1) sunt, de asemenea, indi-

cate în tabelul 6.1. Conductivitatea solurilor uscate sau a rocilor este foarte micăaşa că, în majoritate cazurilor, fenomenele de dispersie a curenţilor electrici în pământ pot fi explicate pe baza conducţie electrolitice, în care trecerea curentului electric este însoţită şi de fenomene chimice.

Din valorile măsurate ale rezistivităţii solului, se pot determina rezistenţele dedispersie a prizelor de pământ, de diferite configuraţii. Pentru prizele simple, relaţiile de calcul recomandate sunt prezentate în tabelul 6.2 [6.1]. Pentru alte situaţii, se recomandă indicaţiile din literatura de specialitate [6.2]. Câteva valori pentru prizele simple uzuale, recomandate pentru calcule practice se pot lua din figurile 6.2 a) şi 6.2 b).

6.3 Condiţii tehnice impuse ILP cu diferite destinaţii

Instalaţiile de legare la pământ trebuie să asigure condiţiile de securitate electrică, stabilitate termică şi de siguranţă electrică şi mecanică în conformitate cu normele în vigoare. Acestea se bazează pe valorile curenţilor electrici admişi prin corpul omenesc, în funcţie de durata de trecere care au fost indicaţi în cap. 5 (fig.5.4). Din valorile indicate rezultă valori pentru tensiunea de atingere (pas) admise pentru instalaţii diverse conform tabelului 5.3.

6.3.1 Tensiunile de atingere şi de pas

Dimensionarea ILP la înaltă tensiunese face, în general, ţinând seama de limitarea valorilor tensiunilor de atingere şi/sau de pas, care pot să apară în cazul unor defecţiuni prin atingere indirectă. În capitolul 5 s-au indicat tensiunile de atingere (pas) admise la instalaţii de înaltă şi joasă tensiune.

E=1000 m

E=500 m

E=100 m

E=50 m

RA [ ]200

10080

605040

30

20

108

6543

2

10,8

0,6

RA [ ]400300

200

10080

60504030

20

1086543

2

10,80,6

d = 2 cmd = 20 cm

E=1000 m

E=500 m

E=100 m

E=50 m

10 20 30 40 60 80 100 l [m] 3 4 5 6 8 10 20 30 40 50 70 l [m]

a) b)

Fig. 6.2 Valori ale prizelor de pământ pentru prize simple:

a) electrozi orizontali; b) electrozi verticali (ev);

l lungimea electrodului; d diametrul electrodului vertical;

valori măsurare într-un caz real.

La înaltă tensiune valorile admise depind de zona de amplasare a instalaţiei sau echipamentului, de categoria de circulaţie în care se situează acestea – CF: circulaţie frecventă; CR: circulaţie redusă; incinte (industriale, agricole, plaje, campinguri) şi CR în care se folosesc mijloace de protecţie izolante. Aceste valori depind de durata defectului deconectat prin protecţia de bază şi de tipul schemei de protecţie împotriva defectelor, adoptată în reţea (I – durata nedeterminată de eliminare; T1 – defect eliminat printr-un sistem de protecţie acţionând asupra unui singur întreruptor; T2 – două sisteme de protecţie acţionând asupra a două întreruptoare).

Curentul electric, luat în calcul la determinarea tensiunilor accidentale, este, în toate cazurile, cel de punere la pământ simplă, corespunzător scurtcircuitului sau defectului monofazat în cazul reţelelor de tipul T şi curentului electric capacitiv de punere la pământ al reţelei legată la pământ electric, în cazul reţelelor de tip I, indiferent de tensiunea nominală a reţelei în care apare defectul. În cazul ILP

/2

t

L

/2

=2 r

folosite în comun pentru reţele de diferite niveluri de tensiune, nivelul admis al tensiunilor de atingere şi de pas (Uat şi Upas) trebuie respectat, atât pentru defectul pe partea de înaltă tensiune, cât şi pentru defect pe partea de joasă tensiune.

Rezistenţele electrice de dispersie pentru prizele de pământ simple

Tabelul 6.2

Tipul şi dimensiunile prizei Expresia rezistenţei electrice în diferite condiţiiTeavă verticală (EV); L >> d

h=2 d

b b=2 d

L d

b b = d

L a = d a

d a a =d

Alte profile1)

R ρ ln 2 L 1,5 L 2 t

EV

2 π L d 0,5 L 2 t Pentru t 0:

ρ 2 L ρ 4 LREV2 π L

ln d

3 2 π L

ln d

ρ 4 L ln 1

2 π L r

Pentru L=1 6 m, R 0,9 ρ

.EVL

Pentru n electrozi verticali în linie, la distanţa e>Lîntre ei,

R1 ρ 1

ln 4 L 1 1

... 1

EV n π

2 L

r

1 d

2 n

Elipsoid de rotaţie turtit(semiaxe a, b, c), a=c, b<a, c

2 c t

2 b

2 a

ρ arctan (a2 b2 ) / b

RP4 π 2 2

(t >0, îngropat)a b

ρ arctan (a2 b2 ) / b

RP2 π 2 2

(t=0,semiîngropat)a b

b t=0 (schiţă)Bară (ţeavă, bandă) orizontală

(EO) (L>>d)

L > 2t; d < L/50

t

L

d d b=2d

ρ L2REO

2 π L ln

t d t 0, ingropata

Pentru t 0 : Rρ

ln 4 L

EO 2 π L d

Pentru L 10⋯25 m, d 0,04 m : R2 ρ

EOL

Pentru d L, t L / 2 :

ρ L2 2 t 2 t 2

REO ln 0,5 0,612 π L

t d L L Pentru două benzi distanţate la e<<L, îngropate la aceeaşi adâncime t (e distanţa dintre benzi):

ρ 2 L 2 2 REO ln 1 ; m e 4t π L 4 d t e m

1) Pentru profile de electrozi verticali, altele decât ţeavă cilindrică, acestea se echivalează cuun electrod cilindric, cu diametrul d, conform relaţiilor indicate alăturat.

t

bD

S

a

Tabelul 6.2 (continuare) Rezistenţele electrice de dispersie pentru prizele de pământ simple

Tipul şi dimensiunile prizei Expresia rezistenţei electrice în diferite condiţiiElipsoid de rotaţie alungit (semiaxea, b, c), b=c, a>b, c

t

2 b

2 a

2 c

ρ arctanh a2 b2 / cRPO

4π a2 b2(t >>0, îngropat)

ρ arctanh c2 a 2 / c

RPO2π 2 2

(t =0, semiîngropat)c a

2 c=2 b

schiţăa

t =0

Placă verticală (RSV); t S / π

π D2

S=a.b=4

ρ 2 S / π RSV

1 arcsin 8 S / π π 4t 2 S / π

R0,25 ρ

SV

D 1 0,637 arcsin 1 4 t

2 1 D

Pentru t 0, R0,25 ρ

SVS / π

D diametrul echivalent al plăcii

Placă orizontală/ dreptunghiularăla adâncime (t >> r)

ρRP8 r

t r

Rρ

t 0P 4 r

R 0,25 ρ 1 0,637 arcsin 1 P

2 2 r 2 t

1

r

R 0,468 ρ 2 ρ

P perimetrul placiiPS P

Rρ

c t , Rρ 1 1

t 2 rP 8 c

PO 4 π

r 2 t

tS=a.b=c2=π.r2

2 r c

b

Tabelul 6.2 (continuare) Rezistenţele electrice de dispersie pentru prizele de pământ simple

Tipul şi dimensiunile prizei Expresia rezistenţei electrice în diferite condiţiiElectrod inelar orizontral (A = r2 ;A = a b)

t

2 B

a

2 r

ρ 8 π B2

REI 2 ln

4 π B r tPentru t >> B,

Rρ

ln 8 B

EI 24 π B r

Pentru t 0,

Rρ

ln 8 B

EI 22 π B r

d=2 r= 4S

; S =a b = r2

d π

D=L/π=2 B

Sferă în sol

t

2 r0

Rρ 1 1

S4 π

r 2t

(emisferă pe sol):

Rρ

t 0S 2 π r

Notă: Relaţiile din tabelul 6.2, în general, se bazează pe aproximarea prizei reale cu elipsoizi de rotaţie, cu axa având lungimea egală cu cea a prizei de pământ reale. În mod obişnuit,erorile de aproximarea pentru prizele simple, menţionate, sunt sub 5% şi corespund scopurilor practice.

În România diferenţierea tensiunilor admise pentru joasă tensiune se făcea în vechile standarde doar după felul curentului electric, durata sub sau peste 3 sec. şi tipul zonei de pericol.

În reglementările actuale, nivelul tensiunilor admise la joasă tensiune sediferenţiază în funcţie de timpul de declanşare, ţinând seama de adoptarea protecţiilor diferenţiale rapide (t = 0,04 0,18 s).

În instalaţiile de joasă tensiune din România, tensiunea de atingere se consi-deră, în general, egală cu tensiunea pe priză, motiv pentru care limitarea tensiunii de atingere corespunde limitării rezistenţei de dispersie. Noile reglementări acceptă şi luarea în consideraţie a tensiunilor de atingere mai mici ca tensiunea pe priză.

180 Utilizatori de energie electrică la joasă tensiune

6.3.2 Stabilitate termică

a) Condiţii generaleVerificarea stabilităţii termice se efectuează în privinţa ariei secţiunii transver-

sale a conductoarelor ILP, pentru toate nivelurile de tensiune. Pentru suprafaţa de contact dintre electrozi si sol, verificarea la stabilitate termică se face, în general, numai pentru prizele de pământ din reţelele de înaltă tensiune (Un > 1 kV).

Verificarea la stabilitate termică se face pentru solicitarea limitată la tempo-rizarea protecţiei de rezervă (tr), considerând că, în cazul defectelor lichidate după timpul tr , temperatura conductoarelor parcurse de curent electric nu trebuie să depăşească 100 C, când acestea se află în sol şi 200 sau 300 C când se afla în aer. Pentru a limita temperatura la valorile indicate, densitatea de curent electric j1 , admisă pentru tr = 1 s are valorile din tabelul 6.3. Pentru durate diferite tr 1 s se consideră

j1 jt tr [A/mm2 ] . (6.2)

Indiferent de rezultatele calculului, ariile secţiunilor transversale şi grosimile minime ale conductoarelor prizelor de pământ trebuie să respecte condiţiile de stabilitate mecanică indicate în secţiunea 6.3.3.

Densităţi admise de curent electric [A/mm2], pentru tr = 1 s

Tabelul 6.3

Materialul conductorului max = 100 max = 200 C max = 300 C

Otel 50 70 84Cupru 79 160 192Aluminiu 70 100 120Aluminiu-oţel 70 100 120

Pentru ca la suprafaţa de contact dintre electrozii ILP şi sol, în care densitatea curentului electric de dispersie este maximă, căldura produsă prin efect Joule să nu conducă la creşterea temperaturii peste 95 C (şi deci să nu se piardă prin evaporare umiditatea conţinută) este necesar să se respecte condiţia :

S I P ρ tr γ θ 0,85 I P ρ tr 10 4 [m2 ] , (6.3)

în care S este aria suprafaţei de contact între electrozii metalici şi sol [m2]; Ip

valoarea curentului electric dispersat de priza de pământ în sol [A]; căldura specifică medie a pământului, determinată prin măsurări [Ws/m3 C]; rezistivitatea solului ( m); creşterea de temperatură de la i = 15 C până la f =95 C, admisă în timpul procesului, considerat adibatic (caracteristic reţelelor T), fără cedare de căldură în exterior; tr – temporizarea protecţiei de rezervă ce elimină defectul.

Valorile medii acceptate, în general, = 1,7 106

[Ws/m3

C] şi = 80 Cconduc la valoarea aproximativă (acoperitoare) din relaţia (6.3). În cazul unui proces stabilizat, caracteristic reţelelor de tip I, este necesară îndeplinirea condiţiei:

U P 2 ρ λ θ , (6.4)

2

în care UP este tensiunea prizei de pământ (Rp Ip) [V], conductivitatea termicămedie a pământului (1,21 W/m C).

Practic, pentru soluri obişnuite, UP rezultă de ordinul a 100 150 V.Curenţii electrici luaţi în considerare, pentru verificarea stabilităţii termice la

ILP, sunt cei de scurtcircuit monofazat, în cazul reţelelor de înaltă tensiune de tip T (cu variantele T1 şi T2). La reţelele de înaltă tensiune de tip I, curentul electric de calcul este cel capacitiv de punere la pământ al reţelei legată electric pentru timp nelimitat (relaţia (6.4)), dar şi curentul electric de scurtcircuit bifazat, la o rezistenţă de 4 şi timpul tb al protecţiei maximale.

A treia condiţie pentru verificarea stabilităţii termice este dată de curentulelectric de dublă punere la pământ, deconectat de protecţie, şi durata tm a manevrei de deconectare a simplei puneri la pământ. Această condiţie se poate înlocui (duce de obicei la cheltuieli mari) cu verificarea ILP în urma scurtcircuitelor bifazate nedeconectate prin protecţia de bază, lucru ce se poate dovedi de asemenea dificil.

În cazul unui regim termic limitat, pentru o tensiune pe priză de 125 V, durata t maximă admisă (minute) este dată în tabelul 6.4. La durate t' mai mici ca cele din tabelul 6.4, se foloseşte relaţia

U P 125 t / t ' . (6.5)

Tabelul 6.4Durate maxim admise t pentru UP = 125 V [minute]

Rezistivitatea solului[ m]

Priză verticală din ţevi1,5 … 3 m

d = 2” (60 mm)

Priza orizontală dinOl lat/rotund

50100200300

100200400600

3060

120180

b) Condiţii pentru conductoare de protecţie la joasă tensiunePentru conductoarele de protecţie (PE) conductoarele PEN şi cele de

egalizare a potenţialului în joasă tensiune sunt impuse câteva condiţii suplimentare în normele actuale. Conductoarele de protecţie (PE) pot fi instalate în cabluri sau în conductoare multipolare, fie ca fire blank fie ca fire izolate, în aceleaşi învelişuri sau tuburi cu cele active, dar pot fi construite şi din mantale, ecranele metalice ori conductoarele concentrice ale cablurilor ori ale cablelor torsadate. Nu se admite folosirea furtunelor metalice, a firelor suspendate sau altor elemente asemănătoare drept conductoare de protecţie.

Secţiunea A [mm2] a conductoarelor de protecţie se alege din relaţia (6.6),

valabilă la un timp de sub 5 s (tabelul 6.5).

A I t

, (6.6)k

în care I este curentul electric efectiv echivalent corespunzător duratei defectului[A]; t – durata timpului de declanşare a defectului [s]; k – coeficient indicat în

tabelul 6.6, dependent de materialul conductroului PE(PEN), de izolaţia acestuia precum şi de temperaturile finale ale conductorului (izolaţiei).

Tabelul 6.5Secţiunea minimă a conductoarelor de protecţie PE

pentru conductoare exterioare

Secţiune nominală

SN

PE/PEN în comunPE/PEN aşezate separat

Conductoare izolate

Cablu 0,6/1 kV cu 4

conductoareprotejate neprotejate

Cu Al Cu≤ 0,5 0,5 - 2,5 4 40,75 0,75 - 2,5 4 4

1 1 - 2,5 4 41,5 1,5 1,5 2,5 4 42,5 2,5 2,5 2,5 4 44 4 4 4 6 46 6 6 6 6 6

10 10 10 10 10 1016 16 16 16 16 1625 16 16 16 16 1635 16 16 16 16 16

50 şi peste ½ SN ½ SN ½ SN ½ SN ½ SN

Observaţie: nu se admit conductoare PE neprotejate din Al.

Secţiunea minimă a conductoarelor PEN separate din reţelele TN este de 10 mm2 Cu sau 16 mm2 Al. Dacă PEN face parte dintr-un cablu sau este un fir din cablu torsadat se acceptă secţiunea de 4 mm

2 Cu, cu condiţia ca toate conexiunile şi

îmbinările conductorului concentric să fie dublate. Conductorul PEN trebuie izolat la tensiunea preconizată maximă, în afara zonelor din tablourile de distribuţie.

În exterior pentru SN ≥ 95 mm2, sunt de preferat conductoare blank.În tabelul 6.6, notaţiile au următoarele semnificaţii: Өi şi Өf sunt temperaturile

iniţială şi respectiv finală; G cauciuc; PVC – policlorvinil; XLPE – polietilenă; IIK - cauciuc butilic. Temperaturile indicate se pot aplica dacă ele nu contribuie la deterioarare joncţiunilor conductoarelor.

Coeficienţi de material k pentru conductoare PE

Tabelul 6.6

Temp. °C

GRUPA 1Cond. izol. în afara cablurilor şi a altor cond. cu mantale sau

teci metalice

GRUPA 2Conductoare izolate în

cabluri/fire

GRUPA 3Conductoare formând teci sau

armături cablu

GRUPA 4Conductoare blank

Vizi-bile

Cond.obişn.

Risc.incen.

Өi 30 30 30 30 60 70 90 85 50 60 80 75 30 30 30

Өf 200 160 250 220 200 160 250 220 200 160 250 220Cu500Al300Fe500

200200200

150150150

Tip izolaţie GPVC

XLPE

ĐĐK G PVCXLPE

ĐĐK G PVCXLPE

ĐĐK - - -

kA/ S

Cu 159 143 176 166 141 115 143 134 - - - - 220 159 138Al - 95 116 110 87 76 94 89 97 81 98 93 125 105 91F - 52 64 60 - - - - 53 44 54 51 82 58 50

Pb - - - - - - - - 27 22 27 26 - - -

Secţiunea transversală a conductoarelor de echipotenţializare reprezintă cel puţin 50% din secţiunea conductorului principal PE dar cel puţin 6 mm2 echivalent

Cu (până la 25 mm2 max.) cu menţiunea că nu se admit conductoare neprotejate din Al. Conductoarele izolate PE/PEN se marchează prin culoare v-g (verde-galben) pe toată lungime (sau cel puţin la capete când fac parte din cabluri), deasemenea şi conductoarele echipotenţiale nu însă şi cele blank (neizolate).

6.3.3 Siguranţa mecanică a elementelor ILP

Pentru a rezista la solicitările mecanice din timpul montajului şi a exploatării (eforturi dinamice), precum şi pentru a asigura durabilitatea la efectele coroziunii, elementele prizelor şi ILP trebuie să respecte, în totalitate, condiţiile indicate în continuare. Pentru instalaţiile de JT, aria secţiuniii transversale a conductoarelor PEN (PE) trebuie să se încadreze în valorile din tabelul 6.7.

În cazul reţelelor aeriene de distribuţie publică, se admite ca pentru arii Sf ale secţiunilor transversale ale conductoarelor de fază de 35 şi 50 mm2, conductoarele PEN (PE) să aibă aria standardizată a secţiunii transversale imediat inferioarăvalorii Sf , dacă defectele se deconectează sub 3 s.

Aria secţiunilor transversale şi grosimile minime ale electrozilor folosiţifrecvent la execuţia prizelor de pământ pentru instalaţiile de joasă tensiune trebuie să respecte datele din tabelul 6.7. Pentru instalaţiile de înaltă tensiune, dimensiunile şi ariile impuse ale elementelor ILP sunt indicate în tabelul 6.8.

Aria S a secţiunii transversale a conductoarelor PEN/PE (JT)

Tabelul 6.7

Aria secţiunii transvesale [mm2]

a PEN/PE aparent, neizolat,

maximă (mecanic)

Ol rotundsau profile

cu grosimea g ≥ 3 mm

CabluOl

Al-Ol sau Cu Cu

Principal 400 400 240 185 LEAStâlpiRamificaţie 2 240 2 240 2 185 2 150

Aria minimă asecţiunii

transversale (mecanic)

Principal 100 95 35 16 25

Ramificaţie 50 50 25 1016

Aria minimă asecţ. transversale

(electric)⅓ Sf conductor principal; ½ Sf conductor ramificat

Aria minimă asecţ. transversale,

electric, pentrureţele electrice de

distribuţie

Sf ≤ 50 mm2 SNeutru = Sf ; minim 6 mm2 Cu ; 16 mm2 AlSf (mm2) 70 95 120 150 185 240 ...... 400

S (mm2) 50 50 70 70 95 0,5 Sf

Notă: La reţelele aeriene de distribuţie, în loc de legarea la pământ a conductorului neutru laabonat se admite între tabloul de distribuţie al abonatului şi conductorul PEN al reţelei, două conductoare neutre ambele izolate. Conductorul PEN se leagă la armătura stâlpului. Se admite şi un singur conductor neutru la abonat, la branşamente răsucite la SPEN > Sf şi conductorul neutru legat la reţea şi abonat prin câte 2 cleme diferite.

Tabelul 6.8Ariile secţiunilor transversale s şi grosimile minime g ale electrozilor pentru ILP de joasă tensiune

Tipul electroduluiDurata de funcţionare a prizelor

mai mică de 10 ani mai mare de 10 aniPh ≥ 6 Ph < 6 Ph ≥ 6 Ph < 6

Benzi sau alte profile din oţel(cornier, T, I etc.) neprotejate

s = 100 mm2

g = 4 mm)*

s = 100 mm2

g = 6 mm *)

Benzi sau alte profile din oţel(cornier, T, I etc.) zincate

s = 100 mm2

g = 4 mms = 100 mm2

g = 4 mms = 100 mm2

g = 4 mms = 150 mm2

g = 6 mmBenzi sau alte profile din oţel(cornier, T, I etc.) protejate în

strat de bentonită

s = 100 mm2

g = 4 mms = 100 mm2

g = 4 mms = 100 mm2

g = 4 mms = 100 mm2

g = 4 mm

Ţevi din oţel neprotejat g = 3,5 mm *) g = 4,5 mm *)

Ţevi din oţel zincat g = 3,5 mm g = 3,5 mm g = 3,5 mm g = 4,5 mmŢevi din oţel protejat în

bentonităg = 3,5 mm g = 3,5 mm g = 3,5 mm g = 3,5 mm

Oţel rotund neprotejat d = 11 mm *) d = 14 mm *)

Oţel rotund zincat d = 10 mm d = 10 mm d = 10 mm d = 14 mmOţel rotund protejat în

bentonităd = 10 mm d = 10 mm d = 10 mm d = 10 mm

Oţel rotund protejat prinînglobare în beton d = 8 mm d = 8 mm d = 8 mm d = 8 mm

*) Nu sunt admise astfel de elemente.

6.4 Rezistenţele electrice de dispersie

Condiţiile privind ILP din instalaţii se concretizează în unele cazuri în valori limită pentru rezistenţa electrică de dispersie, valoare determinabilă, în general, prin calcule simplificate şi uşor de executat şi mai ales simplu de verificat în amplasament cu ajutorul unor aparate de măsurare. Chiar dacă nu sunt riguroase, valorile limită pentru RP sunt de preferat unor analize sofisticate dar mai precise.

Condiţiile impuse conductoarelor din oţel profilate (P), din ţeavă (T), din oţelzincat (Ol-Zn), pentru înaltă tensiune sunt indicate în tabelul 6.9.

Condiţii impuse conductoarelor din oţel profilate (P), din ţeavă (T), din oţel zincat (Ol-Zn), pentru înaltă tensiune

Tabelul 6.9

Grosimi minime g Arii minime ale secţiunii transversaleNeprotejate P 6/*) Conductoare principale Conductoare ramificaţie

T 4,5/*) Îngropate Montate aparent Îngropate Aparente

ZincateP 4/6

150 mm2 (P)g 4mm2

2100 mm (P)2g ≥ 3mm

95 mm2 Ol-Zn

100 mm2 (P)g ≥ 3mm2

50 mm2 (P)250 mm (Ol-Zn)

T 3,5/4,5

În bentoninăîn strat de 200mm

P 4/4 150 mm2 (P)g ≥ 4mm2 -

100 mm2 (P)g ≥ 3mm2 -T 3,5/8,5

Notă. La coloana cu grosimi minime, numitorul reprezintă valori pentru pH < 6. Semnul *) înseamnă interdicţia pentru conductoare neprotejate.

În normative, sunt indicate valori orientative pentru rezistenţele de dispersie pentru cele mai cunoscute situaţii din instalaţiile de înaltă tensiune. Precizări şi

valorile concrete pentru diferite categorii de reţele de JT (tip IT, TT sau TN) sunt prezentate în acst subcapitol. Datele menţionate în continuare sunt considerate valori maxime ce rezultă aplicând valorilor măsurate coeficienţi indicaţi în funcţie de umiditatea solului şi adâncimea de plantare a prizei (a se vedea tabelul6.10).

Factorul de variaţieTabelul 6.10

Adâncimea de plantare Sol foarte umed Sol cu umiditate medie Sol uscat0,3 < t ≤ 0,5 6,5 5 3,50,5 < t ≤ 0,8 3 2 1,50,8 < t ≤ 4 1,5 1,3 1,1

t > 4 1,2 1,1 1,0

6.4.1 Valori normate pentru rezistentele de dispersie

Staţii electrice de transformare de ÎT (reţea T): RP 0,1 orientativ, cu respectarea tensiunilor de atingere şi de pas şi a stabilităţii termice la curent electric de scurtcircuit monofazat şi a siguranţei mecanice a elementelor ILP;

Staţii de transformare în reţea de tip I (MT/MT): RP 1 cu condiţia verificării stabilităţii termice şi a rezistenţei mecanice;

Posturi de transformare în reţea legată la pământ (schema TT2):priza comună la medie tensiune (MT) şi joasă tensiune (JT): RP ≤ 0,8 ;prize separate la MT şi JT: RP ≤ 1,5 ;

Posturi de transformare în reţea izolată faţă de pământ (schema IT):priza comună la medie tensiune (MT) şi joasa tensiune (JT): RP ≤ 4 ;prize separate la MT şi JT: RP ≤ 10 ;

Stâlpi din reţele electrice de 110, 220, 400 kV: valorile impuse depind de rezistivitatea solului, se indică în tabelul 6.11 şi se referă la priza deconectată de la conductorul de protecţie.

Stâlpii din reţeaua de medie tensiune (MT): RP = Uat/IP . Kat , unde Uat (V)

este tensiunea maximă de atingere la stâlp (tabelul 5.4), IP (A) curentul electric de defect prin priza stâlpului, depinzând de tipul reţelei (I, T) şi schema de protecţie adoptată (IT, TT1, TT2), iar Kat – factor de atingere Kat = Uat/UP , subunitar realizat de priza stâlpului, dependent de configuraţia prizei.

Rezistenţa de dispersie pentru stâlpii LEA 110-400 kV

Tabelul 6.11

Rezistivitatea solului[ m]

Un = 110 kV Un = 220; 400 kV

Sub 100100 … 500

500 … 1000 peste 1000

10152030

10101520

P

6.4.2 Rezistenţe de dispersie în reţelele de joasă tensiune

Într-o instalaţie legată electric, se recomandă aplicarea unui singur sistem de protecţie. Se admit, totuşi, într-o instalaţie mai multe sisteme de protecţie dacă zonele cu scheme diferite sunt separate electric prin folosirea unor transformatoare de izolare. Din acest punct de vedere, se deosebesc reţelele de distribuţie publică de cele de utilizare.

În reţelele electrice industriale se constată o mare diversitate în utilizarea schemelor (sistemelor) de protecţie împotriva accidentelor prin atingere indirectă la joasă tensiune. În România, sistemul predilect, utilizat în reţelele de distribuţie, este TN-C (conductor PEN) şi TN-S (PE) în instalaţiile de abonat. Se mai folosesc rareori alte scheme, în special, în minerit şi la alimentarea cu energie în domeniul petrolier.

Schemele IT se folosesc, pe scară largă la nivel mondial, acolo unde conti- nuitatea în alimentare este critică, existând un risc real de accidentare (de exemplu, în spitale).

Schemele TT se folosesc în sectorul industrial şi sectorul terţiar, dar din ce înce mai puţin, din cauza dificultăţilor de a asigura selectivitatea declanşărilor. Dacă sistemul TN-C este utilizat în reţelele distribuţie publică, TN-S este tot mai frecvent, fiind preferat de proiectanţi în cadrul unor complexe de mare amploare.

Pentru reţelele de distribuţie publică în sistemul TNC, rezistenţele de dispersie au valori indicate în [6.8]

Rezumând se poate aprecia faptul că:priza de pământ comună, a conductorului de protecţie şi a conductorului

neutru la posturile de transformare de joasă tensiune trebuie să fie RP = 10 ;prizele de pământ repetate ale conductorului neutru trebuie să fie la distanţe

de 200···500 m cu Ri

= 10 ;prizele de pământ repetate ale conductorului neutru, la distante sub 200m pot

avea RiP = 20 , cu condiţia ca priza generală a conductorului neutru să aibă

REN = 4 .

a) Schema ITÎn general, toate carcasele dintr-o aceeaşi reţea legată electric se conectează la o

reţea unică (generală) de legare la pământ. Dimensionarea ILP se face pentru curentul electric capacitiv de simplă punere la pământ. Curentul electric capacitiv de punere la pământ nu conduce la valori importante, pentru tensiunile de atingere ale carcaselor cu defect de izolaţie (Uat < 1 V la o lungime de reţea în cablude1 km). Astfel, se poate admite funcţionarea cu simplă punere la pământ (p.l.p).Apariţia unei duble puneri la pământ conduce la tensiuni Uat 0,4 Un , deci evident periculoase. Din acest motiv, se impune semnalizarea simplei puneri la pământ şi eliminarea defectului dublu.

Se admite să nu se realizeze o reţea generală de legare la pământ dacă unele carcase sau grupe de consumatori, legate separat la pământ, sunt protejate cu dispozitive individuale de protecţie diferenţială. Protecţia persoanelor împotriva contactelor indirecte se realizează în funcţie de reglajul curentului electric Idif

Mdeterminat din relaţia dintre Ri (nelegată la RB şi RP tabelul 6.12).

RP

P

R

Dacă se realizează o reţea generală prin interconectarea Ri condiţia pentru RP

este cea din tabelul 6.12 pentru Ri .

Rezistenţele maxime Ri

Tabelul 6.12

I defect 3 A 1 A 0,5 A 0,3 A 0,03 ATensiuneadmisă

50 V Ri ( ) 16 50 100 166 166025 V Ri ( ) 8 25 50 83 830

A B

C

CPIDRV

RB RP

Ri1 Ri

M

PE

Fig. 6.3 Schemă IT. Neutru izolat. Carcasele din reţea legate la acelaşi PE în întreaga reţea.

CPI – control permanent al izolaţiei.

În instalaţiile (exploatările) supraterane, fără protecţie diferenţială, se admite să se renunţe la reţeaua generală de legare la pământ, dacă realizarea ei costă exagerat de mult, cu condiţia ca rezistenţa electrică individuală Ri ≤ 4 şi să se aplice suplimentar alte măsuri de protecţie (dirijarea distribuţiei potenţialelor şi/sau izolarea amplasamentelor). În acest caz, dacă simplele puneri la pământ nu se declanşează, dimensionarea Ri se face pentru curentul electric de dublă punere la pământ I2pp şi timpul protecţiei maximale, atât pentru tensiunile accidentale cât şi pentru stabilitatea termică.

Valoarea I2pp este egală cu 1,25 Id pentru cazul protecţiei cu întreruptoare automate care deconectează la o valoarea la (3,5 5) Ins a curentului electric Id , respectiv, în cazul protecţiei cu siguranţe fuzibile, la curentul electric nominal Ins .

În cazul folosirii schemei IT, în reţelele de joasă tensiune din România, seimpun următoarele reguli pentru rezistenţele electrice ale prizelor de pământ:

Reţeaua generală de legare la pământ trebuie să aibă cel puţin 2 prize înpuncte diferite, iar rezistenţa electrică a prizei generale RG

P să aibă o valoare sub4 . Prizele individuale constituind valoarea R

GP trebuie să aibă fiecare

P ≤ 20 . Dacă nu se poate realiza o priză generală RG

P , ci doar reţeleindividuale, fiecare priză individuală trebuie să aibă R

i ≤ 4 (lucru interzis însubteran). În cazul şantierelor de construcţii, se realizează obligatoriu o reţea ILP buclată, cu minim două prize individuale. Dacă nu se poate realiza ILP buclată, se plantează prize la capete de linie şi la ramificaţii. Prizele se repetă la 140 m dacă se utilizează conductoare de legătură din oţel şi la 200 m la conductoare delegătură din cupru. Se impune R

i ≤ 10 la rezistivitatea < 100 m şi

P ≤ 20 la > 100 m.

R

În cazul instalaţiilor subterane (minerit, excavaţii subterane) se realizează obligatoriu reţea generală de legare la pământ, legată în minimum 2 puncte prin prize individuale distincte la pământ. Rezistenţa prizei generală trebuie să fie RG

P ≤ 2 . Priza individuală de la postul de transformare suprateran trebuie să aibă

P ≤ 10 .

b) Schema TTProtecţia cu legare la pământ se aplică dacă se asigură tensiuni nepericuloase

de atingere Uat şi de pas Upas. Aceasta implică fie protecţia prin siguranţe fuzibile, fie prin dispozitive de protecţie (eventual diferenţiale) ca în figura 6.4. Dacă se ia în considerare curentul Id al dispozitivului de declanşare, rezistenţa de dispersie Rp

se poate determina conform duratei defectului considerând prevederile CEI 479-1 din tabelul 6.13. Evident, rezistenţele RP depind de curentul electric de reglare Id al dispozitivului diferenţial (DDR) şi de timpul de acţionare al acestuia.

RP0 PE

A B C N

DDR

TG TG

RP

Fig. 6.4 Schema TT (DDR dispozitiv diferenţial rezidual).

Valorile RP depind şi de raportul RP/RP0 (RP0 rezistenţa de dispersie a prizei de pământ la postul de transformare).

În România se admite folosirea schemei TT doar dacă rezistenţa de dispersieRP este de 4 sau se realizează o distribuţie a potenţialului pentru asigurarea unor tensiuni maxime de atingere de 65 V sau 50 V, în funcţie de durata preconizată a defectului.

Valorile curentului electric de calcul, pentru dimensionarea rezistenţei RP aprizei de pământ, se iau similare cu cele din cazul schemei IT (1,25 Id sau 3,5 5Ins) , în funcţie de echipamentul de protecţie adoptat.

Durata admisă a atingerii indirecte pentru joasă tensiune, în condiţii normale de mediu

Tabelul 6.13

Tensiunea de atingere [V] 50 75 90 120 150 220 280 350 500Durata de expunere [s]c.a 5 0,40 0,45 0,34 0,27 0,17 0,12 0,02 0,04Duratade expunere [s] c.c. 5 5 5 5 5 0,4 0,3 0,2 0,1

În schema TT, ca de altfel şi în cea TN, rezistenţa de dispersie de la sursă, trebuie să respecte şi condiţia

RP 0

RX

U L

U f U L

, (6.7)

în care UL este tensiunea limită de protecţie; Uf – tensiunea de fază; RP0 – rezistenţa de dispersie la sursă; RX – cea mai mică rezistenţă de dispersie a unui obiectiv metalic ce poate ajunge sub tensiune în caz de defect (de exemplu, rezistenţa RP a conductorului PE).

c) Schema TNDeoarece condiţiile impuse conduc la prize de pământ scumpe, practic schema

TT nu devine competitivă, fiind preferabilă adoptarea soluţiei TN (fig. 6.5), deşi faţă de schema TT are dezavantaje în ceea ce priveşte prevenirea incendiilor (curent de defect inferior apropiat de un curent de sarcina).

TN-C

A B CPEN

RP

RE RP A

B

C N

TN-S

PE Nu este admis TN-C în aval de TN-S

Fig. 6.5 Schema TN, în variantele TN-C (sus) şi TN-S (jos).

Scopul legării la conductorul neutru constă în realizarea, în caz de defect, a unui scurtcircuit care conduce la deconectarea rapidă a circuitului.

Schema are, în principiu, două variante – prima cu simbolul TN-C, în careconductorul neutru este şi conductor de protecţie (PEN), se foloseşte în reţelele de distribuţie publică (aeriene ori în cablu); a doua TN-S, în care conductorul neutru (N) este separat de cel de protecţie (PE). În punctul în care conductorul de protecţie se separă de conductorul neutru se recomandă o legare la o priză de pământ. În aval de TN-C se admite folosirea TN-S, dar nu şi invers.

În cazul folosirii schemei TN, tensiunea care apare pe priza de pământ Rp

depinde de raportul impedanţelor conductorului de fază şi a conductorului neutru, precum şi de valorile RE şi Rp (fig. 5.9), conform relaţiei (5.11), fiind în general 50

60% din cea corespunzătoare schemei TT, pentru Z0 Zf .Pentru a asigura condiţiile de securitate în reţea, rezistenţele de dispersie

trebuie să respecte valorile indicate în tabelul 6.14.

190 Utilizatori de energie electrică la joasă tensiune

Tabelul 6.14Rezistenţa de dispersie la aplicarea DDR (PACD)

Curent electricdiferenţial

rezidual I [mA]

Rezistenţa maximă RP [ ]

UL = 50 V UL = 25 V

DDR (PACD) de medie

sensibilitate cu td nelimitat

50 2576 38

100 50166 83500 250

6.5 Verificări în instalaţiile de legare la pământ

Înaintea dării în exploatare a instalaţiilor electrice este necesară verificarea măsurilor de protectie prevăzute în proiectul Verificările se aplică în ordinea următoare:

- continuitatea conductoarelor de protecţie PE şi a celor comune de nul şi protecţie (PEN) inclusiv starea şi culoarea acestora;

- rezistenţa de izolaţie a instalaţiei electrice;- încercările funcţionale impuse prin proiect;Adecvarea măsurilor suplimentare de protecţie (separarea de protecţie,

egalizarea potenţialelor, izolarea suplimetară;- verificarea instalaţiilor de legare la pământ.În perioada de funcţionare, ca urmare a unor suprasolicitări a prizelor, se pot

produce modificări ale parametrilor electrici ai instalaţiilor de legare la pământ. De aceea, în exploatare trebuie să se verifice periodic, starea tehnică a acestor instalaţii. Unele verificări se repetă, de asemenea, şi în cazul efectuării unor modificări sau reparaţii ale instalaţiilor de legare la pământ. Verificările şi măsurătorile care se efectuează obligatoriu în diferite etape de realizare şi exploatare a instalaţiilor, prevăzute de normele în vigoare sunt:

a) măsurarea rezistivităţii solului;b) măsurarea rezistenţei de dispersie a prizei de pământ;c) măsurarea rezistenţei de dispersie rezultante a conductorului neutru, împre-

ună cu prizele de pământ legate la acesta (RE ) ;d) verificarea continuităţii legăturilor de ramificaţii la instalaţia de legare la

pământ;e) verificarea gradului de corodare a electrozilor prizei;f) verificarea păstrării stării iniţiale a conductoarelor PEN-PE;g) verificarea funcţionarii corecte a dispozitivelor de protecţie (DDR).Pentru instalaţiile de înaltă tensiune (Un > 1 kV) se mai fac şi următoarele

verificări:h) determinarea distribuţiei potenţialelor, a tensiunilor de pas şi de atingere;i) verificarea transmiterii potenţialelor prin obiecte metalice lungi;j) verificarea izolaţiei dintre conductorul neutru şi confecţiile metalice de joasă

tensiune legate la priza de pământ de pe partea de medie tensiune a posturilor de transformare, în cazul prizelor separate a conductorului neutru (RE) de cea a postului la medie tensiune (RMT).

Instalaţii de legare la pământ

191

este:Volumul verificărilor şi măsurătorilor prevăzute de norme în diferite situaţii

în faza de proiectare: măsurarea de la punctul a);după execuţie, înaintea punerii în funcţiune, măsurătorile de la punctele a),

la centrale şi staţii (dacă nu s-a măsurat în faza de proiectare), b), c), d), g) şi h); după înlocuirea echipamentului legat la pământ, măsurarea de la punctul b); în exploatare, dacă apar indicaţii cu privire la deteriorări la priza de pământ,

măsurătorile de la punctele a), b), g) şi h);în exploatare, periodic măsurătorile de la punctele b) şi d).

Verificarea gradului de corodare a electrozilor subterani se efectuează odată la 10 ani. Pentru prizele din soluri cu coroziune puternică, intervalul se stabileşte prin instrucţiuni tehnice interne.

De asemenea, pentru prizele de pământ cu destinaţii speciale, se pot impuneverificări mai frecvente a gradului de coroziune. În general, se acceptă ca aceasta verificare să se limiteze la porţiunea de intrare în sol a electrozilor principali (până la t = 0,3 0,8 m) la un număr de 2 3 coborâri la ILP şi 2 la electrozi verticali. Periodicitatea normală a măsurării rezistenţei de dispersie a prizelor de pământ, în funcţie de tipul instalaţiilor deservite, este:

odată la 10 ani, pentru posturile de transformare şi punctele de alimentare, precum şi pentru liniile aeriene de înaltă tensiune;

odată la 5 ani în instalaţii de înaltă tensiune, centrale şi staţii electrice precum şi la liniile aeriene de joasă tensiune;

odată la 3 ani în instalaţiile de joasă tensiune;de două ori pe an în instalaţiile de joasă tensiune din exploatările subterane

sau cele cu destinaţii speciale.Verificările ILP nu trebuie să fie operaţii rutiniere, ci autentice expertize,

deoarece de rezultatele lor depinde securitatea personalului şi chiar siguranţa instalaţiilor. Desigur, în unele cazuri se pot impune şi alte verificări suplimentare faţă de cele prezentate. Acestea trebuie indicate în capitole speciale ale proiectelor instalaţiilor electrice şi un constituie preocupările acestui capitol (izolarea duşumelelor sau a parchetului etc.).

6.5.1 Expertizarea ILP

Verificările ILP cu ocazia expertizărilor constau în următoarele:verificarea vizuală a părţii supraterane a instalaţiei; verificarea stării tehnice a părţii supraterane a ILP; măsurarea rezistenţei de dispersie RP a ILP.

Pe lângă aceste verificări, în instalaţiile de IT se mai execută:măsurarea tensiunilor de atingere Uat şi de pas Upas (pe teritoriul şi în apro-

pierea instalaţiei şi a potenţialelor ce pot fi transmise prin obiectele metalice lungi ce ies de pe teritoriul instalaţiei verificate pentru confirmarea condiţiilor de electro- securitate),

măsurarea rezistivităţii (electrice) medii a solului (pentru verificarea stabili- tăţii termice a electrozilor prizei de pământ şi a contactului acestora cu solul.

Verificarea vizuală a părţii exterioare a ILP se face la toate elementele supraterane ale acesteia. În acest scop se pot folosi şi scule adecvate (chei, perii de sârmă, şublere, ciocane uşoare). Această operaţie se face urmărind atent ca fiecare echipament primar (de înaltă tensiune) să aibă două legături distincte, conform normelor, la priza de pământ, analizând protecţia anticorozivă a părţii supraterane a instalaţiei, ciocănind uşor cordoanele de sudură vizibile şi verificând grosimea electrozilor şi secţiunea acestora.

Verificarea stării tehnice a părţii subterane a ILP necesită utilizarea unor metode mecanice şi metode electrice. Verificările mecanice se fac prin dezgroparea ILP în zone caracteristice, în porţiunea 0,2 0,8 m sub nivelul solului, prin sondaj la 2% dintre coborârile de la echipamente la ILP şi la cel puţin 2 electrozi verticali din staţie. Cu această ocazie se verifică cu mijloace adecvate (ciocan, perii sârmă, şubler, metru etc.):

îmbinările prin sudare, prin ciocănire uşoară,gradul de coroziune al electrozilor măsurând grosimea acestora (la coro-

ziunea neuniformă se măsoară adâncimea excavaţiilor),dimensiunile reale ale electrozilor, orizontali şi verticali şi adâncimea lor de

plantare.Verificările electrice se fac cu curent electric adecvat şi cu aparate de măsu-

rare corespunzătoare.Continuitatea electrică a legăturilor la ILP, rezistivitatea solului şi rezistenţa

de dispersie a prizelor de pământ se măsoară conform metodelor descrise în continuare. Pentru metodele de măsurare a tensiunilor de atingere, (pas), specifice staţiilor de înaltă tensiune, indicaţiile succinte prezentate se pot completa cu precizările din literatura de specialitate [6.7, 6.8].

După efectuarea tuturor verificărilor, concluzia expertizării ILP se concreti-zează în următoarele:

Dimensiunile măsurate ale electrozilor de priză, inferioare celor indicate in proiect şi/sau arii ale secţiunilor transversale ale electrozilor ori aria suprafaţei de contact cu solul a electrozilor subterani, sub cele indicate în proiect (paragrafele6.3.2. şi 6.3.3.) impun măsuri urgente de remediere a prizei;

Valori ale tensiunilor de atingere (pas) superioare celor indicate în tabelele5.3 şi 5.4 impun, de asemenea, măsuri de remediere a prizei. Pe perioada până la remediere, se poate accepta situaţia ca toate persoanele ce intră pe teritoriul instalaţiei (în afara zonelor betonate sau asfaltate) să poarte încălţăminte izolantă (această măsură este asigurativă dacă tensiunile accidentale din staţie sunt inferioare celor ce corespund zonei cu CR şi folosirea mijloacelor izolante de protecţie);

Valori ale tensiunilor de atingere peste cele corespunzătoare celor din tabelele 6.13, 6.14 şi 6.15, dar care se încadrează în indicaţiile din tabelele 5.3 şi5.4, vor fi analizate la definitivarea standardului SR 2612.

Abateri ale curentului electric prin legăturile de ramificaţie la echipamentele legate la ILP mai mari ca 10% din valoarea maximă (cu cordoanele de legătură ale sursei, în scurtcircuit), indică legături inexistente sau incorect executate (contacte precare, suduri incorecte, coroziuni pronunţate) şi impun măsuri de remediere a

legăturii electrice a elementului respectiv. Provizoriu, până la remedierea neconfor- mităţii se poate admite legarea provizorie a elementului afectat prin legături flexi- bile suplimentare corespunzătoare.

Reducerea ariei secţiunii transversale a electrozilor prizei cu mai mult de25% datorată coroziunii şi/sau apariţiei unor excavaţii cu adâncime mai mare ca25% din grosimea electrodului în zonele investigate, impun continuarea investiga- ţiilor la 5% din numărul de coborâri şi completarea/schimbarea tuturor benzilor erodate.

Rezistenţa electrică de dispersie a ILP mai mare ca cea din tabelul 6.14 sau mult superioară valorilor Rmax rezultate din măsurările anterioare, sugerează defecţiuni/deteriorări în ILP. Soluţionarea acestei situaţii se va decide de către beneficiar/proiectant.

6.5.2 Verificări electrice în instalaţiile de legare la pământ

Verificarea continuităţii legăturilorVerificările cantitative privind continuitatea legăturilor la ILP se fac la toate

echipamentele care trebuie legate la pământ. Se subliniază necesitatea de a verifica şi dulapurile pentru circuite auxiliare, dispozitivele de acţionare, uşile, burlanele pluviale, scările şi grilajele metalice, precum şi priza de pământ a primilor stâlpi ai LEA 110-400 kV ce pleacă din staţie. În general, această verificare se face fără scoaterea de sub tensiune a echipamentului testat. Verificarea cuprinde întreg circuitul echipament-priza de pământ.

Metodele de verificare sunt:metoda cu ohmmetrul;metoda cu sursă auxiliară de încercare.

În cadrul metodei cu ohmetrul, rezistenţa electrică a legăturilor de la echipamente la ILP se poate măsura cu ajutorul punţii duble (Thompson), ale cărei rezultate nu sunt influenţate de rezistenţa electrică a cordoanelor de măsurare. Metoda este mai incomodă, implicând realizarea unor contacte ferme la echipa- ment, în general greu de realizat. Metoda adoptată la expertizările curente este cea cu sursa auxiliară de putere (fig. 6.6).

Sursa folosită la alimentarea schemei poate fi un transformator de sudare, o trusă de curent electric important sau alt echipament corespunzător, alimentat din reţeaua de servicii interne a staţiei şi având secundarul separat electric de aceasta. Puterea sursei trebuie să fie adecvată pentru a putea furniza curent electric de măsurat, de cel puţin 50 A când secundarul este conectat cu cordoanele din secundar legate în scurtcircuit. Aria secţiunii transversale şi lungimea conductoa- relor de alimentare se corelează cu puterea sursei pentru a obţine curent electric de încercare corespunzător (I = 50A).

Una dintre bornele secundare ale sursei se conectează la unul dintre conduc- toarele principale de legare la pământ ale echipamentului (KF) printr-o clemă adecvată şi prin unul dintre cordoanele (cablurile) sursei. Cealaltă bornă, cu al doilea cablu şi piesa mobila (KM) se plasează succesiv, mai întâi, pe clema KF legată la ILP şi, apoi, pe carcasele (echipamentele) a căror legătură la ILP se verifică. Verificarea pentru fiecare element se consideră corespunzătoare dacă:

curentul electric măsurar Ie nu scade cu mai mult de 10% la elementul verificat faţă de cel maxim (Iemax ≥ 50 A), iar impedanţa legăturilor la ILP a ramificaţiilor verificate nu depăşeşte 10% din rezistenţa de dispersie a ILP, pentru fiecare din echipamentele primare din staţie.

LEA 1 LEA 2

EV

CA Conductoare de alimentare;

Q Echipament legat la ILP;

KF Clemă fixă

Q1 Q2

KF

KM2

KM1

CR

CP

KMn

Qn

legată la ILP; KM Clemă

mobilă legată la ILP;TS Sursă de alimen-

tare adecvată; puncte de sudură; EV – Electrod vertical;

CP Conductor

CR Conductor de ramificaţie;

CA Conductor de

ACA EV

LEA 3

alimentare; Îngrădire staţie.

TS

~230 (400) VFig. 6.6 Verificarea continuităţii legăturilor la ILP.

Impedanţa Z1 a ramificaţiei se calculează cu relaţia1Z12

Ze Z sc , (6.9)

în care Ze este impedanţa în secundarul sursei la legarea bornei KM la elementul verificat (Ze = Us/Ie); Us – tensiunea secundară a sursei cu secundarul debitând pe circuitul KM şi FF legate împreună; Zsc impedanţa circuitului secundar al sursei cu KF şi KM legate împreună.( Zsc =Us/Iemax).Sensibilitatea metodei creşte dacă piesa fixă KF se mută, consecutiv, în mai multe locuri din ILP, astfel ca distanţa dintre echipamentele (punctele) verificate să nu depăşească 50 60 m. Legăturile incorecte se pot vizualiza, nu doar prin variaţiile curentului electric, ci şi prin încălzirea contactelor carcasă-bandă sau prin apariţia unor scântei la legăturile demontabile din ILP. În cazul reţelelor de joasă tensiune sursa de alimentare va avea între 4 .... 24 V şi va debita minim 0,2 A.

Pentru reţelele de joasă tensiune, verificarea continuităţii se poate simplifica în cazul unor instalaţii concentrate în modul indicat în figura 6.7. În schema se foloseşte un ohmetru obişnuit „ ” în figura şi un vârf de încercare P cu care se ating toate carcasele ce trebuie verificate. Indicaţia ohmetrului trebuie să se încadreze în limitele + 10 % faţă de valoarea iniţială când P se montează la punctul

I

de măsură iniţial. KF. În această schemă se se indică şi modul de măsurare a rezistenţei (impedanţei) maxime a buclei de defect (pentru punctul cel mai îndepărtat de sursă, cu ajutorul unui aparat de măsură B (indicator de impedanţă). Pentru acest caz, sursa trebuie scoasă de sub tensiune şi consumatorii deconectaţi. Deoarece o asemenea măsură este de multe ori de pus în operă, o soluţie mai practică este cea indicată în figura 6.8 în care se consideră neglijabilă impedanţa liniei de alimentare faţă de rezistenţa acesteea. Măsurând tensiunea U0 [V] în punctul de măsură anterior conectării sarcinii suplimentare RS şi curentul I [A] la conectarea acestei sarcini, curentul de scurt circuit Isc în punctul de măsurare se determină cu relaţia (6.10) [6.9]

U 0I sc I , (6.10)U 0 U1

în care I este curentul din circuitul sarcinii RS (U1/RS); U1 – tensiunea dupăconectarea RS.

Pentru creşterea exactităţii măsurării se pot face câteva măsurări cu RS variabil.

IT JT

TN

SF CSF

PE

BNA B C

PESF

PE NM KF

P PEP P

CB

Fig. 6.7 Verificarea curentului electric de scurtcircuit în reţele de joasă

tensiune:ohmetru; B aparat de măsurat impedanţa; C carcasă; P vârf

de încercare; CB cablu cu derulator (lungime dată); M motor trifazat;

SF siguranţă fuzibilă.

A B

ZN CZN I

N

BPV

Rs

Fig. 6.8 Determinarea curentului electric de scurtcircuit Isc în reţele de JT cu protecţie TNS (TNC) :

BP buton pornire; V voltmetru; Rs rezistoare de sarcină.

Din curentul de scurt circuit astfel determinat se pot calibra siguranţele pe circuitul alimentat din punctul de măsură sau reglajul întreruptorului ce protejează acest circuit, cu relaţia cunoscută

în care

I nsI sc

K, (6.11)

K = 3,5 la curenţi minimali sub 50 AK = 5 la curenţi normali peste 63 AK = 1,25 la protecţia prin întreruptoareÎn cazul în care relaţia (6.11) nu poate fi respectată se recomandă instalarea pe

circuitele de alimentare a unor siguranţe suplimentare astfel încât sensibilitatea protecţiei prin siguranţe să prevină pericolul de incendiu ce poate proveni din insensibilitatea protecţiei prin siguranţe. Rareori în aceste condiţii se verifică în exploatare, mai ales la consumatori casnici, motiv pentru care numărul de incendii cauzate de scurt circuite în România este inadmisibil de mare.

Verificarea funcţionării corecte a dispozitivelor de protecţie diferenţialăDispozitivele de protecţie diferenţială (DDR, FU, PACD) au un buton de

verificare a bunei funcţionări inclus în dispozitiv. În cazul cînd se doreşte o verificare mai amănunţită legată şi de verificarea sensibilităţii se pot folosi schemele din figurile 6.9 a) şi 6.9 b).

A B C N PE

DDR

F N PE

A

Rp DDR

Rp

M

V A

a) b) Fig. 6.9 Verificarea funcţionării dispozitivelor DDR:

a) cu sarcina conectată; b) cu sarcina deconectată

În figura 6.9 a) se foloseşte un rezistor variabil conectat între un conductor activ în aval de dispozitiv şi masa legată la pămînt. Curentul electric se creşte reducând rezistenţa variabilă Rp . Curentul electric de acţionare Ia , pentru care dispozitivul trebuie să funcţioneze trebuie să fie inferior curentului electric

I

diferenţial rezidual nominal. Metoda poate fi utilizată pentru schemele TN-S şi TT dar este recomandată pentru schema IT. Curentul electric de acţionare este legat şi de rezistenţa de legare la pământ a masei conform indicaţiilor din tabelul 6.15.

În figura 6.9 b), metoda constă în conectarea rezistorului variabil între unconductor activ din amonte şi un altul în aval de DDR. Curentul electric Ia pentru care dispozitivul trebuie să funcţioneze va fi inferior curentului electric Ia ce rezultă din condiţiile de protecţie împotriva accidentelor. Schema se poate utiliza în toate sistemele TN-S, TT şi IT. În cazul acestei scheme sarcina din avalul DDR se deconectează în timpul încercării.

Măsurarea rezistenţei de dispersie Rp a ILPMăsurarea rezistenţei RP constă în stabilirea, cu ajutorul aparatelor de măsura-

re, a raportului între tensiunea prizei UP şi valoarea curentulului electric ce trece prin aceasta, dispersând în sol curentul electric IP

R U P , (6.12)P

P

La măsurarea valorii RP , în cazul expertizării prizelor de pământ ale staţiilor, se foloseşte metoda tensiune-curent electric. Curentul electric de măsurat Im IP

trebuie să fie de ordinul a 100 A. Nu se recomandă efectuarea unor măsurători cu curenţi electrici sub 50 A (fig. 6.8).

Pentru prize de mică extindere se folosesc aparate de măsurare portabile, dotate cu conductoare de legătură şi sonde.

Pentru măsurarea rezistenţei de dispersie a unei prize P de staţie, se folosesc două prize auxiliare. Prima din ele (priza auxiliară PA) permite închiderea, prin pământ, a curentului electric de măsurare IP necesar (Ip 100 A). În acest scop priza PA trebuie să fie stabilă termic pentru durata timpului cât durează măsurătorile şi să fie situată la o distanţă adecvată de priza P, astfel încât curbele de potenţial ale celor două prize să nu se intersecteze.

Pentru a obţine rezultate corecte la măsurare, amplasarea prizelor P şi PA

trebuie să respecte datele din figura 6.10. În general distanţa dintre cele două prizeP şi PA trebuie să fie mai mare de 3 D, în care D este diagonala suprafeţei ocupate de priza P.

În cazul prizelor de mică extindere distanţa dintre prizele P şi PA trebuie să fie20 m, iar între priza P şi sonda S trebuie să fie de 12 m.

În cazul în care între prizele P şi PA există legături electrice prin mantale metalice de cablu sau conductoare de protecţie ale LEA, acestea trebuie deconectate de la ambele prize (P; PA). Injecţia curentului de măsurare trebuie făcută cât mai aproape de centrul geometric al prizei măsurate. În cazul prizelor pentru staţii cu mai multe tensiuni înalte se fac măsurători ale rezistenţei Rp pentru fiecare zonă ce corespunde unui nivel de tensiune (400, 220, 110 kV).

O altă priză este necesară pentru măsurarea tensiunii pe priza de măsurat, faţă de un punct din zona de potenţial nul (sonda S). În orice caz, sonda S nu trebuie plasată în apropierea unor obiecte metalice legate electric cu prizele P sau PA , iar pentru a se evita erorile datorate inducţiei din circuitul de măsurare al tensiunii Up, legătura la sonda S se va face cu cablu coaxial (ecranat) evitându-se paralelismul

dintre cablurile prin care se face alimentarea schemei de măsurare de la sursa de curent electric şi cel de măsurare a tensiunii Up. Prizele auxiliare S şi PA sunt sondele din dotarea oricărei truse de măsurare a prizelor de pământ (APP, MS-07, PU430, UNILAP etc.).

Ual

Im T

A

A

VIp Us1

Usol

Ip

VIp UA

S1 S0

UpP

Rp Rs

a)

S PARA

Usol

Us1 Zonă de potenţial nul

b)

Fig. 6.10 Metoda tensiune curent electric:a) Schema de conexiuni; b) Tensiunea punctelor de pe

sol;P priza de măsurat; PA priza auxiliară; S Sondă de

potenţial;Usol tensiune punctelor de pe sol (Us1 Us0).

Găsirea zonei de potenţial nul este una dintre problemele delicate şi sensibile ale acestui gen de măsurători. Pentru a verifica dacă sonda S se găseşte în zona de potenţial nul, când prin ILP trece curentul electric de măsurare IP , se procedează în modul următor.

La amplasarea prizelor P şi PA, precum şi a sondei S, în linie, (fig. 6.11 varianta b), măsurarea tensiunii Ups se va face deplasând sonda S faţă de exteriorul prizei P la distanţa dintre priza P şi sonda S mai mare ca 1,5 D (D este diagonala suprafeţei ocupate de priza P). Măsurătorile se repetă, cu sonda S plasată în puncte aflate la distanţe de 40 50 60% din distanţa dintre prozele P şi PA , pe linia ce uneşte cele două prize. În această zonă apare potenţialul palier nul, dacă distanţa dintre prizele P şi PA este mai mare de 3 D. Dacă Rp

mas pentru 40 respectiv 60% din distanţă dintre cele două prize P şi PA, nu diferă cu mai mult de 10% din ceacorespunzătoare punctului median (50%), valoarea Rp

mas corespunde sondei S

situată în punctul median. Dacă nu se respectă această condiţie, atunci distanţadintre cele două prize P şi PA trebuie alungită.

Pentru a evita influenţa unor tensiuni perturbatoare, care pot să apară pe prizade măsurat, se recomandă efectuarea a 3 măsurători, una cu sursa deconectată, când voltmetrul măsoară tensiunea U0, apoi cu polaritatea 1 când se măsoară mărimile I1

şi U1, iar după inversarea polarităţii sursei se măsoară mărimile I2 şi U2. ValoareamasRP rezultă

R mas 2 U P , (6.13)

în care

PI1 I 2

2 2U1 U 2 2U P U 02. (6.14)

P

R R

2 D

(80

m)

2 D

(80

m)

D (

> 4

0 m

)

PS/2 ( D)

S PA Varianta aP 1,5 D S

D 1,5 D PA

Varianta 1S

1,5 D (> 80 m)

PD 1,5 D

3 D

S PA

Varianta bP

D>40 m

~90

PS=0,618 PPA 1,5 D (> 80 m)Varianta 2 PA

Fig. 6.11 Soluţii de amplasare a prizei PA şi a sondei S.

În cazul folosirii aparatelor de măsurare, cu sursă proprie sau cu convertoare tensiune continuă-tensiune alternativă, trebuie să fie respectate indicaţiile furnizo- rului şi se iau precauţiile corespunzătoare de amplasare a electrozilor de măsurat [6.6].

Pentru compararea cu valorile de proiect, rezultatul măsurătorii R mas seamplifică cu factorul din tabelul 6.13 [6.9].

max masP P ψ . (6.15)

La amplasarea sondei pe o direcţie perpendiculară pe linia P-PA (fig. 6.11 varianta 2), se vor face măsurători ale tensiunii UP = UPs cu sonda S la distanţa PS ≥ 1,5 D. Măsurătorile se repetă mutând sonda S în câteva puncte la distanţa de10 m între ele. Sonda S se găseşte în zona de potenţial atunci când tensiunile,măsurate între două puncte succesive, nu diferă cu mai mult de 2%. Legarea voltmetrului pentru măsurarea tensiunii UP pe priză, se va face direct în punctul de injecţie a curentului electric Ip , în priza de măsurat. A doua bornă se va lega la sonda S din zona de potenţial nul.

Verificarea izolării punctului neutru de JT de masă a PTÎn cazul în care legarea la pământ a neutrului reţelei de joasă tensiune se face

separat de masa transformatorului şi a tabloului de distribuţie a postului de transformare şi se leagă la pământ la primul stâlp al reţelei este necesară verificarea izolării între punctul neutru şi masa PT-ului. Aceasta se face cu un megohmetru de500 sau 1000 V. În timpul verificării se deconectează legătura de la punctul neutru al transformatorului spre primul stâlp al reţelei de joasă tensiune.

6.5.3 Măsurarea rezistivităţii solului

Rezistivitatea solului este un parametru foarte important în exploatarea şi proiectarea ILP. Aceasta determină stabilitatea termică a prizei şi este în legătură nemijlocită cu rezistenţa electrică de dispersie a acesteia. Rezistivitatea solului condiţionează suprafaţa de contact între electrozii prizei şi solul în care este montată ILP.

200 Utilizatori de energie electrică la joasă tensiune

Măsurătorile trebuie făcute cât mai aproape de suprafaţa staţiei şi, de prefe- rinţă, în mai multe puncte. Măsurarea pe teritoriul staţiei poate fi eronată din cauza benzilor orizontale a ILP.

Măsurarea se face cu ajutorul metodei Wenner (metoda celor 4 electrozimontaţi în linie la distanţa a [m] între ei) făcând sondaje până la adâncimea medie la care se plantează priza corespunzând valorii a = 2,15 3 m (hmed = 3 a/4). La măsurare se vor folosi ţăruşii (4 bucăţi) prevăzuţi la trusa de măsurare a apara- tului de măsurat prize. Rezistivitatea solului ( m) se determină din relaţia

ρ 2 π a R f , (6.16)

în care Rf este rezistenţa electrică fictivă, măsurată de aparatul de măsurat prize de pământ, folosit la aplicarea metodei Wenner.

Pentru analize strict locale, pentru măsurarea rezistivităţii se poate folosi şi metoda electrodului auxiliar de diametru cunoscut, plantat în sol la adâncimea necesară t. Din relaţiile indicate în prezentul capitol rezultă valoarea lui ρ din cea măsurată a rezistenţei RP.

Bibliografie

[6.1] Centea D., Prizele de pământ din instalaţiile electrice, Editura Academiei, Bucureşti 2006. [6.2] Koch W., Erdungen in Wechselstromanlagen uber 1 kV, Springer Verlag, Berlin 1961. [6.3] Şora C., Bazele electrotehnicii, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti 1982.[6.4] *** IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding, ANSI AEEC Std 80/86 New York.[6.5] *** Efectele trecerii curentului prin corpul omenesc, SR CEI – 60479.[6.6] Goia L. M., Expertizarea prizelor de pământ ale staţiilor de mare extindere, Energetica, 51,

sept. 2003, p 414-417.[6.7] Goia L. M., Procedură operaţională pentru expertizarea ILP, 5 martie 2004. [6.8] Sufrim M., Instalaţii de legare la pământ, Editura Tehnică, 1987.[6.9] Goia L. M. Tensiunea neutrului reţelelor de joasă tensiune aeriene.[6.10] *** Instalaţii electrice în construcţii. Partea 4: Măsuri de protecţie pentru

asigurarea securităţii. Capitolul 44: Protecţia împotriva supratensiunilor. Secţiunea 442: Protecţia instalaţiilor de joasa tensiune împotriva defectelor la pământ din instalaţiile de înaltă tensiune,SR CEI 60364-4-442+A1: 1999.

[6.11] *** Verificări ale instalaţiei electrice, SR CEI 60364-6.