Substation earthing and hazardous voltages
Heino, Samuel (2021)
Diplomityö
Heino, Samuel
2021
School of Energy Systems, Sähkötekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe202103298696
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe202103298696
Tiivistelmä
The primary purpose of a substation earthing system is to ensure safety to personnel and to protect the equipment from damage and interference. Safety aspects are assessed by means of step and touch voltages presented in the standard SFS 6001, where the key influencing factors are e.g. earthing resistance, fault currents and their current paths.
The purpose of this thesis is to clarify the distribution of fault currents essential for the earth potential rise and the fault currents used in calculations. The work investigates the fault currents flowing through the station in different fault situations and which of these currents are relevant for the rise in earth potential. In addition, the use of reduction factors, additional resistances and calculational aspects based on the SFS 6001, EN 50522 and IEC -standards are presented. The work also examines the available, but less used, means of improving earthing resistance, such as the use of vertical earthing rods and electrodes drawn to conductive soil.
In addition to fault currents, the work also presents transferred voltages, examining the measures recommended by the standard to take these risks into account. The work also examines the transient overvoltages occurring in gas-insulated switchgear, presenting available methods for mitigating their effects. Sähköaseman maadoituksien ensisijaisena tarkoituksena on taata henkilöturvallisuus ja suojata laitteita vaurioitumisilta ja häiriöiltä. Henkilöturvallisuuden toteutumista arvioidaan standardin SFS 6001 esittämien askel- ja kosketusjännitteiden avulla, joihin vaikuttavina keskeisiä tekijöitä ovat mm. maadoitusresistanssi, vikavirrat ja niiden virtatiet.
Tämän diplomityön tarkoituksena on selventää sähköaseman maadoituspotentiaalille olennaisten vikavirtojen jakautumista sekä laskennassa käytettäviä vikavirtoja. Työssä selvitetään asemalla kulkevia vikavirtoja eri tilanteissa esitellen aseman maadoituspotentiaalin nousun kannalta olennaisia virtoja. Lisäksi työssä esitellään reduktiokertoimien käyttöä, lisäresistansseja sekä laskentaan liittyviä tekijöitä SFS 6001, EN 50522 ja IEC -standardien pohjalta. Työssä perehdytään myös saatavilla oleviin, mutta vähemmän käytössä oleviin keinoihin maadoitusresistanssin parantamiseksi, kuten pystysuuntaisten elektrodien ja kosteikolle vedettävien maadoitusjohtimien käyttöön.
Työssä käsitellään vikavirtojen lisäksi myös aseman ulkopuolelle siirtyviä jännitteitä, tutkien standardin suosittelemia toimenpiteitä niiden aiheuttamien riskien huomioimiseksi. Työssä perehdytään myös kaasueristeisissä kojeistoissa esiintyviin transienttiylijännitteisiin esitellen menetelmiä niiden vaikutusten minimoimiseen.
The purpose of this thesis is to clarify the distribution of fault currents essential for the earth potential rise and the fault currents used in calculations. The work investigates the fault currents flowing through the station in different fault situations and which of these currents are relevant for the rise in earth potential. In addition, the use of reduction factors, additional resistances and calculational aspects based on the SFS 6001, EN 50522 and IEC -standards are presented. The work also examines the available, but less used, means of improving earthing resistance, such as the use of vertical earthing rods and electrodes drawn to conductive soil.
In addition to fault currents, the work also presents transferred voltages, examining the measures recommended by the standard to take these risks into account. The work also examines the transient overvoltages occurring in gas-insulated switchgear, presenting available methods for mitigating their effects.
Tämän diplomityön tarkoituksena on selventää sähköaseman maadoituspotentiaalille olennaisten vikavirtojen jakautumista sekä laskennassa käytettäviä vikavirtoja. Työssä selvitetään asemalla kulkevia vikavirtoja eri tilanteissa esitellen aseman maadoituspotentiaalin nousun kannalta olennaisia virtoja. Lisäksi työssä esitellään reduktiokertoimien käyttöä, lisäresistansseja sekä laskentaan liittyviä tekijöitä SFS 6001, EN 50522 ja IEC -standardien pohjalta. Työssä perehdytään myös saatavilla oleviin, mutta vähemmän käytössä oleviin keinoihin maadoitusresistanssin parantamiseksi, kuten pystysuuntaisten elektrodien ja kosteikolle vedettävien maadoitusjohtimien käyttöön.
Työssä käsitellään vikavirtojen lisäksi myös aseman ulkopuolelle siirtyviä jännitteitä, tutkien standardin suosittelemia toimenpiteitä niiden aiheuttamien riskien huomioimiseksi. Työssä perehdytään myös kaasueristeisissä kojeistoissa esiintyviin transienttiylijännitteisiin esitellen menetelmiä niiden vaikutusten minimoimiseen.