SIGURNOST U PRIMJENI ELEKTRIČNE ENERGIJE 6. TEHNIČKE MJERE SIGURNOSTI U IZVEDBI ELEKTROENERGETSKIH VODOVA Izv.prof. dr.sc. Vitomir Komen, dipl.ing.el. 1/14
SADRŽAJ: 6.1 Sigurnosni razmaci i sigurnosne visine 6.2 Uzemljenje stupova i zaštita od napona dodira i atmosferskih prenapona 2/14
Elektroenergetski vodovi - nadzemni elektroenergetski vodovi (dalekovodi) - kabelski elektroenergetski vodovi Nadzemni elektroenergetski vodovi od 1 kv do 400 kv (1000 kv) Kabelski elektroenergetski vodovi od 1 kv do 110 kv (500 kv) 3/14
Izbor i dimenzioniranje elemenata elektroenergetskih vodova u postupku projektiranja (tehnički propisi i norme): a) Naponsko dimenzioniranje temeljem očekivanih naponskih naprezanja najvišim naponom u normalnom pogonu i prenaponima - kod nadzemnih vodova dimenzioniranje razmaka između faznih vodiča i faznih vodiča prema uzemljenim dijelovima kao osnovne izolacije voda, te izbor izolatora i zaštite od atmosferskih prenapona - kod kabelskih vodova dimenzioniranje i izbor izolacije kabela i zaštite od atmosferskih prenapona b) Strujno dimenzioniranje prema očekivanim strujnim opterećenjima u normalnom pogonu i za vrijeme kratkih spojeva izbor presjeka faznih vodiča c) Izbor i razmještaj stupova prema mehaničkom proračunu vodiča kod nadzemnih vodova d) Dimenzioniranje kabelskog rova i zaštite kabela kod križanja sa drugim objektima e) Izbor i dimenzioniranje zaštite od preopterećenja, kratkih spojeva i od prenapona 4/14
6.1 Sigurnosni razmaci i sigurnosne visine 6.1 Sigurnosni razmaci i sigurnosne visine Za siguran i neometan pogon nadzemnih vodova, kao i za sigurnost ljudi i imovine, veliki značaj ima izvedba nadzemnog voda s dovoljno sigurnim razmacima i sigurnim visinama. Ovi, kao i ostali bitni elementi za ispravnu gradnju nadzemnog voda, određeni su tehničkim propisima za gradnju i pogon nadzemnih elektroenergetskih vodova. Da bi se pobliže i jednoznačno odredili razmaci dijelova pod naponom nadzemnih vodova od ostalih objekata ili ostalih dijelova nadzemnog voda, propisi razlikuju: - sigurnosni razmak, - sigurnosnu visinu i - sigurnosnu udaljenost. 5/14
6.1 Sigurnosni razmaci i sigurnosne visine Sigurnosni razmak (S r ) je najmanje dopušteni razmak između dijelova pod naponom, kao i udaljenost od dijela pod naponom do uzemljenih dijelova Sigurnosni razmak vodiča nadzemnog voda 6/14
6.1 Sigurnosni razmaci i sigurnosne visine Sigurnosna visina (H) je najmanja dopuštena okomita udaljenost vodiča, odnosno dijelova pod naponom, od zemlje ili nekog objekta na zemlji pri najvećem provjesu. Sigurnosna udaljenost (S u ) je najmanja dopuštena udaljenost vodiča, odnosno dijelova pod naponom, u bilo kojem smjeru od zemlje ili nekog bliskog objekta pri maksimalnom opterećenju vjetra i provjesu vodiča pri temperaturi od 40 C. U svim pogonskim uvjetima, uzevši u obzir djelovanje vjetra i dodatnog opterećenja (led, snijeg), udaljenost između dijelova pod naponom, kao i udaljenost od dijela pod naponom do uzemljenih dijelova i do dijelova stupa, ne smije biti manja nego što su sigurnosni razmaci prikazani u tablici. Nazivni napon (kv) Sigurnosni razmaci vodiča nadzemnih vodova 1 10 20 35 110 220 400 Atmosferski prenaponi 10 15 25 35 90 175 280 cm Sklopni prenaponi - 10 20 30 80 155 270 cm 7/14
6.1 Sigurnosni razmaci i sigurnosne visine U tablici su prikazane sigurnosne visine i sigurnosne udaljenosti za prelazak preko nekih karakterističnih objekata i to za niskonaponske i visokonaponske nadzemne vodove. Sigurnosne visine i sigurnosne udaljenosti za visokonaponske vodove, prikazane u tablici, primjenjuju se za sve vodove zaključno s naponom 110 kv. Za vodove nazivnog napona 220 kv, sigurnosne visine i sigurnosne udaljenosti treba povećati za 0,75 m, a za vodove nazivnog napona 380 kv, treba sigurnosne visine i udaljenosti povećati za 2 m na vrijednosti koje se propisuju na napon 110 kv u tablici. 8/14
6.1 Sigurnosni razmaci i sigurnosne visine Sigurnosne visine i udaljenosti za nadzemne vodove Prelaz preko zemljišta ili objekta Visoki napon Niski napon H (m) S u (m) S u (m) H (m) Nepristupačna mjesta 4 3 4 3 Mjesta pristupačna za vozilo 6 5 5 4 Nepristupačni dijelovi zgrade 3 3 1 1 Pristupačni dijelovi zgrade 5 4 2,5 2,5 Naseljena mjesta 7-5 - Šume i drveće - 2,5-1 Putovi i ceste I. reda 7-6 - Visokonaponski vod 2,5 1 - - Niskonaponski vod 2,5 2 1 0,5 Oznake: H sigurnosna visina S u sigurnosna udaljenost 9/14
6.2 Uzemljenje stupova i zaštita od napona dodira i atmosferskih prenapona 6.2 Uzemljenje stupova i zaštita od napona dodira i atmosferskih prenapona Svi metalni i armirano betonski stupovi nadzemnog voda visokog napona moraju imati pouzdano izvedenu vodljivu vezu sa zemljom, odnosno oni moraju biti uzemljeni. Samim ukapanjem temelja stupa u zemlju, dobiva se tzv. prirodno uzemljenje. Ukoliko prirodno uzemljenje stupa ne zadovoljava zahtjevima propisa, onda se moraju ukapati posebni uzemljivači. Nadzemni vodovi imaju zaštitni vodič za zaštitu od direktnih udara munje. Uzemljenje stupova nadzemnih vodova ima dvostruki zadatak: a) S obzirom na sigurnost ljudi, sprječava eventualnu pojavu previsokog napona dodira i koraka na stupu i u neposrednoj blizini stupa u slučaju prolaza struje greške kroz stup u zemlju, b) S obzirom na sigurnost pogona, u slučaju pražnjenja atmosferskog prenapona kroz stup, u što većoj mjeri sprječava pojavu povratnog preskoka napona na fazne vodiče dalekovoda. Za način izvođenja uzemljenja stupova, od velikog značaja je način pogona električne mreže, odnosno da li električna mreža radi s izoliranim ili izravno uzemljenim zvjezdištem. 10/14
6.2 Uzemljenje stupova i zaštita od napona dodira i atmosferskih prenapona U mrežama visokog napona koje nisu izravno uzemljene, pretpostavlja se dulje trajanje zemljospoja, te uzemljenje stupova na obradivim površinama, pokraj prometnih cesta i u naseljenim mjestima, treba izvesti tako da otpor uzemljenja ne prijeđe vrijednost danu sljedećim izrazom: R z U I dz z pri čemu je: U dz I z 125 V dopušteni napon uzemljivača, stvarna struja zemljospoja koja teče kroz uzemljivač. Budući da je struja zemljospoja (I z ) prvenstveno ovisna o ukupnoj duljini mreže tog napona, kod dugačkih i razgranatih mreža koje se napajaju iz jedne transformatorske stanice, otpor uzemljenja mora biti nizak. 11/14
6.2 Uzemljenje stupova i zaštita od napona dodira i atmosferskih prenapona U mrežama visokog napona u kojima je nulta točka uzemljena izravno ili preko malog otpora, struje zemljospoja su redovito vrlo visoke, nadzemni vodovi moraju biti opremljeni takvim zaštitnim uređajima koji će vrlo brzo, nakon nastanka kvara, isključiti nadzemni vod iz pogona. Da bi se spriječile moguće pojave previsokog napona dodira ili koraka u neposrednoj blizini stupa kod nadzemnog voda sa uzemljenom neutralnom točkom, oko stupa treba ukopati uzemljivač u obliku prstena sa svrhom ublažavanja strmine potencijala. Prstenasti uzemljivači oko temelja stupa Temelje stupova treba okružiti s jednim ili dva prstenasta uzemljivača, koji su spojeni sa stupom ili ukopani u dubinu najmanje 0,5 m. Udaljenost uzemljivačkog prstena od temelja stupa treba biti takva da se dobije što povoljniji učinak za oblikovanje potencijala, što ovisi o obliku i konstrukciji temelja stupa. 12/14
6.2 Uzemljenje stupova i zaštita od napona dodira i atmosferskih prenapona Uzemljenje stupova za zaštitu od munje. U slučaju udara munje u stup ili u zaštitno uže nadzemnog voda, treba prema odabranom stupnju izolacije nadzemnog voda, odrediti maksimalno dopušten otpor uzemljenja da bi se smanjila opasnost preskoka napona na vodiče na što podnošljivu mjeru. Pritom treba uzeti u obzir izloženost trase nadzemnog voda munjama, jačinu struja munje, važnost voda i troškove za izradu uzemljenja. Smatra se da nije vjerojatan povratni preskok napona na vodič ako otpor uzemljenja stupa udovoljava sljedećem izrazu: R uz U I pri čemu je: R uz otpor uzemljenja stupa, bez veze sa zaštitnim užetom I u temeljna vrijednost udarne struje munje na potporni stup podnosivi udarni napon (kv) izolatora faznog vodiča (prema stupu) U i i u 13/14
6.2 Uzemljenje stupova i zaštita od napona dodira i atmosferskih prenapona Podnosivi napon izolatora u suhom, dan je u tablici. Podnosivi udarni napon izolatora u suhom Nazivni napon (kv) Uzemljenje mreže Podnosivi udarni napon (kv) 10 Neizravno 75 20 Izravno i neizravno 125 35 Izravno i neizravno 170 110 Neizravno 550 110 Izravno 450 220 Izravno 900 400 Izravno 1425 14/14