автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Повышение уровня надежности, электробезопасности и электромагнитной совместимости при вводе современных ТЭС с ГТУ и АЭС

На правах рукописи

□03052052

КОСТРИК АЛЕКСАНДР ГЕННАДЬЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ УРОВНЯ НАДЕЖНОСТИ, ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ ПРИ ВВОДЕ СОВРЕМЕННЫХ ТЭС С ГТУ И АЭС

Специальность 05.26.01 -Охрана труда (энергетика и электротехника)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2007

003052052

Работа выполнена на кафедре Инженерной экологии и охраны труда ГОУВПО Московского энергетического института (Технического университета)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

КОЛЕЧИЦКИЙ Егор Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

ШЛЫКОВ Владимир Николаевич,

кандидат технических наук, ЖУКОВ Юрий Иванович

Ведущая организация: Научно-производственная фирма «Электротехника

наука и практика» (НПФ «ЭЛНАП»)

Защита диссертации состоится 2007 г. в 73 РО часов на заседа-

нии диссертационного совета Д 212.157.15 при Московском энергетическом институте (Техническом университете) в аудитории Е-205 по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 13.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, 14, Ученый совет МЭИ (ТУ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ (ТУ). Автореферат разослан "¿5 " иш/)7с? 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212 157.15 кандидат технических наук, доцент /^3<РСк0иСу1 СОКОЛОВА Е.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В соответствии с документом «Энергетическая стратегия России на период до 2020 года» в России планируется ввод в сжатые сроки больших мощностей, как на природном, так и на ядерном топливе. Приоритет будет отдан, в том числе и современным компактным газотурбинным установкам (ГТУ) и атомным энергоблокам типа ВВЭР-1000.

Ускоренный ввод станций сопровождается снижением надежности, электробезопасности и электромагнитной совместимости (ЭМС) при их работе из-за ошибок проекта, монтажа, наладки, дефицита квалифицированного персонала и др. Это, как следствие, приводит к понижению уровня охраны труда на энергообъекте из-за аварийных отключений оборудования, увеличения количества ремонтных и профилактических работ, создания негативных производственных факторов для обслуживающего персонала (повышенные магнитные поля (МП), повышенные температуры, наводки и др.). Т.е. рассмотрение вопросов повышения уровня охраны труда на энергообъектах необходимо выполнять в комплексе с вопросами надежности и электромагнитной совместимости оборудования. Особенно это касается энергообъектов, где вводится новое оборудование.

На тепловых электростанциях с ГТУ применено новое техническое решение для выдачи мощности от генераторов на шины РУ в виде одножильных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). Эти кабели являются зарубежной разработкой и их внедрению в России не предшествовали научные и исследовательские работы по определению их надежности, электробезопасности и ЭМС в условиях эксплуатации. В ПУЭ и ПТЭ до настоящего времени также не внесены соответствующие дополнения и изменения. Нет четкого определения, как должен быть заземлен экран одножильного силового кабеля, и в каких случаях допускается его эксплуатация с односторонним заземлением. А отсутствие достаточного опыта проектирования, монтажа и наладки одножильных кабелей привело к серьезным проблемам при их эксплуатации. На первых же электростанциях с ГТУ, где были применены одножильные кабели для выдачи мощности от генераторов, возникли проблемы. Через несколько месяцев после начала эксплуатации кабели вышли из строя. Потребовалась полная замена кабелей или отдельных участков. Пришлось изменять трассу и условия прокладки кабелей, переходить на одностороннее заземление их экранов, устанавливать изолирующие кабельные муфты. Неправильная прокладка и размещение одножильных кабелей приводит к созданию напряженностей МП промышленной частоты, превышающих допустимые уровни для обслуживающего персонала и микропроцессорных устройств. Помехи, индуцируемые в контрольных кабелях при определенных условиях расположения одножильных кабелей, могут влиять на работу микропроцессорной аппаратуры

С помощью одностороннего заземления экранов одножильных кабелей, увеличения межфазного расстояния, прокладки без кабельных коробов можно повысить допустимую нагрузку на одножильные кабели, но при этом созданные магнитные поля в местах работы обслуживающего персонала и в местах установки микро-

процессорных устройств, а также наводки на контрольных кабелях значительно увеличатся. И, наоборот, заземлив экраны с двух сторон, уменьшив межфазные расстояния, проложив кабели в стальных коробах, мы добьемся уменьшения внешних влияний от одножильных кабелей, но получим перегретую изоляцию или необходимость ограничения нагрузки. Следовательно, проблема применения одножильных кабелей в сети генераторного напряжения должна рассматриваться в комплексе, а односторонний подход приводил, и будет приводить к их повреждениям.

В связи с этим возникла необходимость разработки комплексной методики расчета характеристик одножильных кабелей, влияющих на их надежность, электробезопасность и ЭМС. К таким характеристикам относятся: токи и напряжения в экранах, температура кабелей, МП, создаваемые одножильными кабелями, наводки на контрольных кабелях. Эти характеристики связаны между собой и, в зависимости от выбранных условий прокладки одножильных кабелей, они могут обеспечить либо повышенную допустимую нагрузку, либо хорошую ЭМС и электробезопасность. В каждом отдельном случае применения одножильных кабелей необходим системный подход и выбор рационального решения.

На АЭС продолжается интенсивное внедрение микропроцессорных устройств в системы контроля и управления (СКУ), но недостаточное внимание и отсутствие опыта проектирования и наладки заземляющих устройств (ЗУ) этих систем на АЭС приводят к понижению их уровня ЭМС и надежности, и как следствие, к ухудшению производственных условий безопасного труда обслуживающего персонала.

ЗУ для СКУ энергоблока АЭС представляет сложную пространственную систему, выполненную в виде «дерева» и заземленную в одной точке, так называемое спецзаземление. Оно охватывает примерно 30 помещений энергоблока и больше сотни шкафов и стоек. В такой системе должны отсутствовать замкнутые контуры и вторые точки заземления. Такое заземление используется на всех атомных энергоблоках типа ВВЭР-1000 в России и зарубежом.

Объем работ, выполняемый при проверках спецзаземления СКУ, не позволял выявить неисправности в нем. В связи с этим возникла необходимость в методе диагностики спецзаземления СКУ, позволяющем выявлять все неисправности, обусловленные проектными, монтажными и наладочными ошибками, с выдачей рекомендаций по устранению этих неисправностей и повышению уровня надежности, электробезопасности и ЭМС СКУ энергоблока АЭС.

Разработанный метод апробировался на ряде энергоблоков АЭС России и зарекомендовал себя пригодным и в настоящее время единственно возможным способом диагностирования спецзаземления СКУ любой сложности. Проведенные по этому методу работы выявили множество неисправностей в спецзаземлении, имеющиеся на действующих и вновь вводимых энергоблоках АЭС.

Целью работы является повышение уровня охраны труда на станциях с ГТУ и энергоблоках АЭС путем обеспечения надежности, ЭМС и электробезопасности работы оборудования с помощью применения разработанной комплексной методики расчета характеристик одножильных кабелей генераторного напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена и методики диагностики спецзаземления СКУ на АЭС

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1 Разработать и научно обосновать комплексную методику расчета характеристик одножильных кабелей в зависимости от условий прокладки, включающую расчет токов и напряжений в экранах, расчет теплового режима кабелей, расчет МП и наводок на контрольных кабелях. Результаты расчетов по разработанной методике подтвердить прямыми измерениями на действующем оборудовании.

2. На основании разработанной методики определить требования к условиям прокладки одножильных кабелей направленные на повышение электробезопасности, передаваемой по ним мощности и ЭМС.

3. Разработать методику диагностики технического состояния устройств спецзаземления СКУ на АЭС.

4. Провести анализ неисправностей устройств спецзаземления по результатам обследования с использованием разработанной методики и сделать выводы о пригодности существующих устройств спецзаземления по требованиям электробезопасности, надежности и ЭМС современных СКУ на АЭС.

5. Предложить основные положения концепции заземления современных СКУ на

АЭС.

Научная новизна результатов диссертации состоит в следующем:

1. Поставлена в комплексе задача повышения уровня охраны труда, передаваемой мощности и ЭМС при применении одножильных кабелей с изоляцией из СПЭ в сети генераторного напряжения на станциях с ГТУ.

2. Разработана методика расчета характеристик одножильных кабелей, позволяющая определять токи в экранах кабелей, МП, наводки на контрольных кабелях, тепловой режим одножильных кабелей, и в комплексе выработать рациональные условия прокладки для уменьшения негативного влияния производственных факторов на обслуживающий персонал.

3. Определено, что при расчетах МП, создаваемых одножильными кабелями с заземленными с двух сторон экранами, необходимо учитывать фазу тока в экранах кабелей. Угол фазового сдвига между токами в экранах и токами в жилах существенно меньше 180° и зависит от условий прокладки кабелей.

4. Впервые разработана и научно обоснована методика диагностики устройств спецзаземления СКУ на АЭС, позволяющая, в том числе, выявлять и высокочастотные резонансные контуры в схемах спецзаземления.

5. Научно обоснована необходимость перехода на другие принципы устройства спецзаземления на АЭС. Предложены основные положения системы заземления.

Практическая значимость результатов диссертации состоит в следующем:

1. Разработана комплексная инженерная методика оценки условий прокладки одножильных кабелей, как для анализа проектных решений, так и по факту после их прокладки или реконструкции. Методика оформлена в виде стандарта организации

)АО «Южный инженерный центр энергетики».

2. На основе расчетов предложены технические решения по прокладке одно-ильных кабелей, сочетающие максимальную пропускную способность с мини-

1альным уровнем, создаваемых МП и наводок на контрольных кабелях.

3. Определены безопасные расстояния в части влияния МП для обслуживающего персонала и установленных микропроцессорных устройств.

4. Разработана методика диагностики существующих и вновь вводимых устройств спецзаземления СКУ на АЭС, позволяющая выявить все неисправности, обусловленные проектными, монтажными и наладочными ошибками. Методика оформлена в виде стандарта организации ОАО «Южный инженерный центр энергетики».

5. Определено минимальное расстояние точки присоединения устройства спецзаземления СКУ к заземлителю до ОРУ различных классов напряжений в зависимости от удельного сопротивления грунта

6. Предложена концепция устройств заземления современных СКУ для АЭС, отвечающая требованиям по надежности, электробезопасности и ЭМС.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Комплексная инженерная методика расчета характеристик одножильных кабелей генераторного напряжения с изоляцией из СПЭ на современных тепловых электростанциях с ГТУ по требованиям надежности, электробезопасности и ЭМС в виде стандарта организации «ЮИЦЭ» НПП «ЮгОРГРЭС» РИ 7 - ЭТО -11.

2. Рекомендации по прокладке одножильных кабелей с изоляцией из СПЭ.

3. Методика диагностики существующих и вновь вводимых устройств спецзаземления СКУ на АЭС в виде стандарта организации «ЮИЦЭ» НПП «ЮгОРГРЭС» РИ 7-ЭТО - 12.

4. Выявленные недостатки и типовые неисправности устройств спецзаземления СКУ на АЭС, по результатам обследований.

5 Предлагаемая концепция устройства заземления СКУ на АЭС.

Внедрение результатов работы. Разработанные стандарты организации «Рекомендации по применению и обследованию одножильных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена в сети генераторного напряжения на электростанциях» и «Методика определения технического состояния спецзаземления СКУ на АЭС» используются при выполнении работ специалистами НПП «ЮгОРГРЭС».

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались: на «Первой Российской конференции по заземляющим устройствам» г. Новосибирск, 2002 г., «Второй научно-технической Конференции молодых специалистов электроэнергетики» Москва, 2003 г., «8-й научно-технической конференции по электромагнитной совместимости и электромагнитной безопасности ЭМС-2004» г. Санкт-Петербург, 2004 г., «Всероссийской конференции по итогам конкурса молодых специалистов организаций НПК РАО «ЕЭС России» г. Дивноморск, 2005, «Девятой российской научно-технической конференции по электромагнитной совместимости технических средств и электромагнитной безопасности ЭМС - 2006» г. Санкт-Петербург, 2006 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ'.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и пяти приложений. Объем работы составляет 184 страницы и содержит 76 рисунков и 30 таблиц. Список литературы содержит 103 наименования, приложения на 53 страницах.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дается оценка современного состояния вопроса, обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследований, отмечена научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе показана взаимосвязь вопросов охраны труда (электробезопасности), надежности и электромагнитной совместимости на энергообъектах, особенно при вводе нового оборудования.

Вторая глава посвящена теоретическому обоснованию методики расчета характеристик одножильных кабелей с изоляцией из СПЭ и проверке результатов расчета в условиях действующего оборудования.

В методику входит расчет индуцированных токов в экранах одножильных кабелей при их двухстороннем заземлении, расчет индуцированных напряжений на концах экранов при одностороннем заземлении, расчет теплового режима одножильных кабелей, расчет МП, создаваемых одножильными кабелями, и расчет наводок на контрольных кабелях.

При двухстороннем заземлении экранов одножильных кабелей, образуются замкнутые контуры, в которых индуцируются токи 1аЬ, ¡Ьс (рис. 1а). Расчет токов выполнялся по законам Кирхгофа для схемы замещения представленной на рис. 16.

Рис. 1. Расчет токов в экранах одножильных кабелей.

Индуцируемый ток в экранах кабелей зависит от их конструктивных параметров (сечения экрана, радиуса экрана), токов в жилах кабелей (1а, 1Ъ, ¡с) и межфазного расстояния (57 и 52 на рис. 1а).

Расчет токов в экранах одножильных кабелей позволяет определить зависимость отношения 1ЭКра>Лжила от расстояния между фазами кабелей. Результаты расчета в программе «МаШсаЛ» приведены на рис. 2. Расчетами определено, что наименьшее значение наведенного тока будет в экранах кабелей, проложенных в плоскости, при расположении их вплотную: 12-27 % от тока в жилах. При прокладке ка-

белей по треугольнику вплотную, значение наведенного тока в экранах всех фаз составит 17 % тока в жилах.

Необходимо отметить, что согласно РД 34.45-51.300-97 «Объем и нормы испытания электрооборудования» неравномерность-распределения токов по токопро-водящим жилам и оболочкам (экранам) кабелей не должна быть более 10 %. На основании проведенных расчетов ток в экранах одножильных кабелей различается более чем на 10 % при любых прокладках одножильных кабелей в плоскости. Соблюсти это требование можно только при расположении кабелей по треугольнику.

08 " -------1

I . I

0,7 1

И

ЬкрЛжил 0,4 4~ /, * -у-- I----

I /

03

0,2

0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 Расстояние п/ежф фазаш кабелей, м

;- -.- -фА

,— »■ -ФВ| !—фС'

Рис. 2. Зависимость отношения от расстояния между фазами кабелей.

При учете в расчетах сопротивления ЗУ между точками подключения экранов кабелей, оценка тока через него дает значение 3,5 % и 13 % от тока в жиле для межфазного расстояния 0,05 м и 0,5 м соответственно.

Величина угла фазового сдвига между током в жиле и индуцированным током в экране кабеля необходима для расчета МП и наводок, создаваемых одножильными кабелями. Для ее определения рассчитывались фазы токов в экранах и жилах кабелей. Необходимо отметить, что ток в жиле и индуцированный ток в экране кабеля не находятся в противофазе: в среднем это значение 100°-120°. Угол фазового сдвига между током в жиле и экране зависит от расстояния между кабелями, и при малых расстояниях будет наименьшим и различным для ф. А, В и С, а при больших расстояниях будет стремиться к 180 ° и станет одинаковым для разных фаз

В зависимости от мощности генератора фаза кабеля может состоять более чем из одного одножильного кабеля. Наиболее часто применяется разделение фазы на три кабеля. Проведенные расчеты показывают, что при увеличении расстояния между одинаковыми фазами разных кабельных линий с 0,1 м до 0,5 м ток в экранах уменьшается на 10 %-25 %. Возрастание токов в экранах на 25 %-50 % происходит при увеличении расстояния между кабелями разных фаз одной кабельной линии

Неправильное чередование одножильных кабелей в пучке кабельных линий приводит к увеличению тока в экранах кабелей на 67 %

Оболочки силовых кабелей заземляются с двух сторон. В процессе эксплуатации одножильных силовых кабелей один конец экрана может быть изолирован для устранения индуцированных токов. При этом необходимо проведение расчета величины напряжения, для сравнения с допустимым значением.

Расчеты индуцированных напряжений на изолированных концах экранов с использованием величины векторного магнитного потенциала и их оценки для реальных одножильных кабелей в сети генераторного напряжения на электростанциях дают значение в нормальном режиме не более 30 В, а в аварийном - не более 600 В.

Согласно ПУЭ, тепловой расчет одножильных кабелей должен проводиться с учетом индуцированных токов в экранах. Тепловой режим зависит от способа заземления экранов, расстояния между кабелями, прокладки на воздухе или в земле. Температура жилы кабелей с изоляцией из СПЭ в нормальном режиме, как правило, не должна превышать 90 °С.

Расчет теплового режима проводился с учетом падения температуры в тепловых сопротивлениях элементов одножильного кабеля. Тепловая схема замещения для одножильного кабеля приведена на рис.3.

экран

rv.

п Tg

Sizg S,;e

5 — ]- —1 Ь

Ю 2 основная оболочка

о изоляция экрана

О pg Ре

&

поверхность кабеля

Тк

So

ТО

воздух

Pg, Ре - электрические потери в жиле и экране кабеля,

Sizg, Size - тепловое сопротивление основной изоляции и внешней оболочки экрана; So - тепловое сопротивление окружающего воздуха,

Tg, Тк, То - температура жилы, внешней оболочки кабеля и воздуха; rg, re, rk - радиус жилы, экрана и кабеля; бе - толщина экрана.

Рис 3. Тепловая схема замещения для одножильного кабеля в воздухе.

Тепловое уравнение для приведенной на рис. 3 схемы можно записать в виде: 7я = То - ¿Ягй+Яге+З'о; + Ре (Вае+Бо). (1)

При расчетах прокладки в воздухе и размещении в плоскости тепловые потери в одножильном кабеле ф. С будут больше из-за того, что ток, индуцируемый в его экране, больше токов в экранах ф. А и В. При прокладке кабелей в воздухе по треугольнику температура кабелей будет одинакова, т.к. токи в экранах отдельных кабелей будут одинаковы. Расчетные оценки для реальных кабелей показывают, что заземление экранов одножильных кабелей с двух сторон дает уменьшение допустимой нагрузки на 23 %, а максимально допустимый ток для межфазного расстояния 0.5 м, меньше, примерно на 30 %, чем для расстояния 0,05 м.

Для расчета кабелей в земле используется та же схема замещения, что и для воздуха (рис. 3), но с учетом взаимного теплового влияния кабелей друг на друга через землю. При двухстороннем заземлении экранов одножильных кабелей в земле с увеличением межфазного расстояния величина допустимого тока в кабелях уменьшается, а при одностороннем заземлении экранов - увеличивается.

На рис. 4 приведены зависимости допустимого тока в одножильных кабелях (сечение жилы 500 мм2, сечение экрана 70 мм2) при прокладке в плоскости для земли и для воздуха от межфазного расстояния.

Рис. 4 Расчетная зависимость допустимого тока от межфазного расстояния одножильных кабелей в воздухе и в земле.

Одной из функций экрана одножильного кабеля является отвод тока короткого замыкания. Сечение экрана рассчитывается из учета кратковременного протекания наибольшего тока короткого замыкания. Значение сечения экрана будет также влиять и на тепловой режим одножильных кабелей, а вместе с ним и на допустимый ток в кабелях в нормальном режиме. Расчетом определено, что увеличение индуцированного тока в экранах одножильных кабелей более чем в три раза может произойти при увеличении сечения экрана с 35 мм2 до 150 мм2. Повышение индуцированного тока в экранах кабелей связано с уменьшением сопротивления экрана при прежнем значении индуцированной ЭДС. Такая картина прослеживается как при прокладке в воздухе, так и в земле.

Согласно нормативным документам, определение напряженности МП в месте установки микропроцессорной аппаратуры и в зоне работы обслуживающего персонала должно выполняться расчетом еще на стадии проектирования.

Величина напряженности МП одножильных кабелей зависит от амплитуды и фазы токов в жилах и экранах, которые определяются условиями прокладки и заземления экранов кабелей. Для удобства проведения расчетов МП, создаваемых од-

ножильными кабелями, была составлена программа на языке программирования «Delphi», которая позволяет по введенной конфигурации проводников с токами определить напряженность в указанной точке, или найти точку в заданной плоскости с наибольшим значением напряженности МП. В программе предусмотрен расчет напряженности МП, как от проводников с однофазным синусоидальным током, так и от проводников трехфазной системы. Для проверки работы программы были решены тестовые задачи, которые подтвердили правильность расчетов.

Расчеты напряженности МП, проведенные для одножильных кабелей, проложенных в плоскости, показали, что:

- напряженность МП больше в вертикальной плоскости над кабелями, чем в горизонтальной плоскости с кабелями;

- при прокладке кабелей с межфазным расстоянием, равным диаметру кабелей (0,1 м), двухстороннее заземление экранов не приводит к уменьшению напряженности МП, наоборот, происходит даже увеличение результирующей напряженности МП в горизонтальной плоскости за счет того, что суммарный ток жил и экранов для ф. А, В, С отличается друг от друга из-за разных токов в экранах одножильных кабелей;

- при прокладке кабелей с межфазным расстоянием 0,5 м, двухстороннее заземление экранов кабелей приводит к уменьшению напряженности МП в вертикальной плоскости на 17 - 33 %, а в горизонтальной плоскости на 9 - 17 %.

При прокладке одножильных кабелей по треугольнику, МП, как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, убывает одинаково. При этом МП в два раза меньше, чем поле от кабелей, проложенных в плоскости. Двухстороннее заземление экранов кабелей, проложенных по треугольнику, не сказывается на уменьшении напряженности МП.

С точки зрения превышения допустимых уровней МП, при прокладке одножильных кабелей в плоскости, с межфазным расстоянием, равным диаметру кабеля (0,1 м), микропроцессорные устройства не должны располагаться ближе 1 - 1,5 м от них, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. При прокладке с межфазным расстоянием 0,5 м микропроцессорные устройства не должны располагаться ближе 2 м, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. При прокладке кабелей треугольником эти расстояния в два раза меньше. Расчеты для аварийного режима работы кабелей (например, при трехфазном коротком замыкании), при допустимом значении напряженности МП 300 А/м, дают минимальное расстояние до микропроцессорных устройств равное 2 м.

Для обслуживающего персонала при восьмичасовом периоде работы напряженность МП в зоне работы должна быть не выше 80 А/м. Это соответствует расстоянию до одножильных кабелей 0,5 - 0,7 м при прокладке с межфазным расстоянием 0,1 м. При расположении одножильных кабелей на расстоянии 0,5 м друг от друга место работы должно быть расположено не ближе 0,7 - 1 м от них.

Напряженность МП на расстоянии 0,1 м от одножильных кабелей превышает допустимый уровень 800 А/м при времени пребывания персонала от 1 до 2 часов. Это должно накладывать ограничения на время выполнения таких работ как прокладка но-

вых кабелей, покраска, заделка противопожарными составами и другие, выполняемые в непосредственной близости с работающими одножильными кабелями.

В кабельном помещении на одной полке вместе с одножильными кабелями генераторного напряжения могут оказаться контрольные кабели. Наводка на контрольных кабелях будет зависеть от расстояния до одножильных кабелей, от условий прокладки одножильных кабелей, от коэффициента экранирования контрольных кабелей. Расчеты с использованием векторного магнитного потенциала показывают, что при расположении силовых одножильных кабелей в плоскости на расстоянии 0,5 м друг от друга наводка на контрольном кабеле будет в два и более раз больше, чем при расположении их на расстоянии 0,1 м. Двухстороннее заземление экранов уменьшает наводку на 15 - 30 %. При расположении одножильных кабелей по треугольнику значение наводки на контрольном кабеле будет значительно меньше.

Наводки на контрольных кабелях от одножильных силовых кабелей на электростанциях не будут превышать десяти вольт в нормальном режиме, потому что их совместная прокладка в кабельных помещениях выполнена на небольших длинах (не больше 50 м). Это значение напряжения не опасно для изоляции контрольных кабелей, но может приводить к искажениям полезных сигналов. Например, напряжение цепей трансформаторов напряжения относительно земли равно 58 В, ас учетом наводки оно может быть меньше или больше на несколько вольт, в результате может произойти ложное срабатывание или задержка срабатывания электрических защит.

В аварийном режиме работы одножильных кабелей (например, при трехфазном коротком замыкании) значение наводки не превысит нескольких сотен В. Для вторичных кабелей электрических защит (цепи тока, напряжения, управления, постоянного оперативного тока) напряжение наводки не будет представлять опасность с точки зрения их изоляции, т.к. испытательное значение для контрольных кабелей составляет, как правило, 2 кВ.

Измерения характеристик одножильных кабелей проводились на действующем оборудовании Сочинской ТЭС. Измерялись: токи в экранах при двухстороннем и напряжения на экранах при одностороннем заземлении одножильных кабелей, угол фазового сдвига между током в жилах кабелей и индуцируемым током в экранах, температура поверхности кабелей, МП и наводки, создаваемые кабелями. По результатам измерений можно сделать следующие выводы:

а) Расхождение между экспериментальными и расчетными данными токов и напряжений в экранах в большинстве случаев не превысило 20 %, для угла фазового сдвига между током в экране и током в жиле кабеля это расхождение составило 25 % и связано в основном с теми допущениями, которые были приняты при расчетах: кабели проложены прямолинейно и на одном расстояний друг от друга, не учтены сопротивления переходных контактов мест присоединения экранов и потери в стальных конструкциях. Проведенные измерения подтвердили, что фаза тока в экране отличается от фазы тока в жиле не на 180°.

б) Измеренная температура поверхности одножильных кабелей была равна 40-42°С и хорошо сходится с расчетной - 41°С.

в) МП, измеренные как в вертикальной плоскости над одножильными кабелями, так и в горизонтальной плоскости, а также при одностороннем и двухстороннем заземлении их экранов в большинстве случаев отличаются от расчетных не более чем на 20 %. Такое отличие объясняется принятыми допущениями при расчетах токов в экранах кабелей и влиянием на измерения других источников МП.

г) Измерениями была проведена проверка методики расчета наводок на контрольных кабелях от одножильных силовых кабелей. Измерения наводок на 7-метровом отрезке провода, проложенного рядом с одножильными кабелями, проводились в условиях действующего оборудования, и, тем не менее, было получено хорошее сходство результатов: при одностороннем заземлении экранов расчетное значение было 0,26 В, а измеренное - 0,28 В; при двухстороннем заземлении экранов расчетное значение - 0,24 В, а измеренное - 0,2 В.

В третьей главе на основе разработанной методики, включающей расчет тока и напряжения на экране, расчет температуры кабеля, расчет напряженности МП от одножильных кабелей, расчет наводки на контрольном кабеле, сформулированы требования к прокладке одножильных кабелей Эти требования могут быть направлены на повышение электробезопасности и электромагнитной совместимости или допустимой нагрузки на одножильные кабели. Практический интерес представляют сбалансированные требования к прокладке одножильных кабелей:

1. Расположение кабелей вплотную по равностороннему треугольнику по всей трассе. Наводки и МП при такой прокладке примерно в два раза меньше, чем при прокладке кабелей в плоскости.

2. Одностороннее заземление экранов позволит исключить тепловые потери в них и повысить допустимую нагрузку минимум на 23 %. Эта мера не скажется на значительном увеличении наводок и МП, т.к. при расположении кабелей по треугольнику в экранах индуцируются наименьшие токи, и компенсация ими влияния тока жилы будет около 1,6 %.

3. Прокладка на открытом воздухе, без кабельных коробов позволит улучшить тепловой режим работы кабелей за счет лучшей вентиляции и отсутствия потерь от вихревых токов в толще стали.

4. При соблюдении требований по п.п. 1-3 потребуется установка изолирующих муфт на незаземленных концах одножильных кабелей. Микропроцессорные устройства при этом не должны располагаться ближе 0,5 м к одножильным кабелям Для защиты обслуживающего персонала от МП необходимо только ограничить по времени работы, выполняемые непосредственно на самих кабелях: покраска, покрытие противопожарным составом, прокладка кабелей и пр.

В четвертой главе рассматривается существующее положение в вопросе устройства заземления СКУ на АЭС. Это заземление можно разделить на защитное заземление и рабочее (функциональное заземление). Защитное заземление гарантирует низкое полное сопротивление пути, по которому может протекать ток при повреждениях, и оно предотвращает появление опасного напряжения на частях оборудования не находящихся под напряжением. Функциональное заземление для устройств СКУ обеспечивает одинаковую точку отсчета уровня сигнала, т.е. между системами

или элементами одной системы должна быть исключена разность потенциалов при нормальном и аварийном режимах работы оборудования или эта разность не должна превышать допустимого значения. Функциональное заземление может делиться на сигнальное (цифровое, аналоговое) и экранное и может быть выполнено в виде одноточечной, многоточечной или комплексной системы.

Одноточечная система заземления образуется при соединении с землей в одной точке цепей питания, заземления аналоговых и цифровых сигналов, экранов кабелей. Каждый модуль схемы, шкаф, экран имеет единственное подключение к заземлению. В такой схеме исключается гальваническое влияние от токов КЗ, молнии, протекающих по металлоконструкциям и защитному заземлению здания, отсутствуют замкнутые контура. Одноточечная схема заземления применялась на ранних стадиях развития электроники. Эта схема хорошо работает до частот мегагерцового диапазона или при небольшой длине заземляющих проводников от шкафов до общей точки заземления. Применение одноточечной схемы функционального заземления накладывает дополнительные требования по электробезопасности.

Более практичной является многоточечная система заземления. Эта система образуется созданием трехмерной клетки, объединяющей строительные металлоконструкции, кабельные короба и экраны, трубопроводы, систему вентиляции, защитное заземление, нейтрали трансформаторов. К такой системе присоединяются и проводники заземления СКУ. Причем, чем больше взаимных связей в такой системе заземления, тем лучше ее эквипотенциальность. Многоточечная система более предпочтительна с точки зрения электробезопасности. У такой системы больше достоинств, чем недостатков и, в отличие от одноточечной системы, она не деградирует со временем при модернизациях. Ее контроль в эксплуатации намного проще. Но многоточечная система заземления требует больших затрат при проектировании, монтаже и наладке оборудования.

Комплексная система функционального заземления объединяет достоинства одноточечного и многоточечного заземления. При этом для особо чувствительной аппаратуры СКУ в пределах одного помещения создается одноточечное заземление, а в целом по зданию выполняется многоточечное.

На АЭС в России для устройств СКУ применено одноточечное заземление, которое получило название спецзаземление. Оно охватывает все пространство энергоблока и состоит из 25 - 35 опорных узлов (это медные или стальные шины в помещениях), 60 - 80 магистральных кабельных линий (медные силовые кабели се-чениём 3x95 мм2) с длинами от нескольких метров до нескольких сотен метров и порядка сотен шинок спецзаземления в стойках и панелях с присоединенными к ним заземляющими проводниками, экранами кабелей, блоками питания, фильтрами и другими элементами аппаратуры. Вся эта структура согласно проектной документации должна быть присоединена кабелем в одной точке на общем опорном узле к за-землителю, являющимся общим для всех электроустановок блока.

Однако, в действительности, спецзаземление в большинстве случаев имеет неисправности, нарушающие его структуру: вторые точки присоединения к заземляющему устройству, контуры, обрывы связей. Эти неисправности являются источ-

ником разнообразных и опасных электромагнитных, воздействий на кабели и аппаратуру СКУ. Причины опасности связаны с протеканием токов по элементам металую конструкций и ЗУ при КЗ и коммутациях мощных нагрузок, при переходных процессах в электроустановках, при перенапряжениях, при работе источников постоянного тока, преобразовательных устройств, электросварки и других. Эти токи сочда-ют разность потенциалов не только на ЗУ. но и и системе спецзаземления через вторые точки замыкания. Разность потенциалов, приложенная к разным опорным узлам подсистем СКУ, создаст напряжение помехи, наложенной на полезный сигнал. Например, на рис. 5 приведена осциллограмма помехи и ее спектр, существующие в нормальном режиме на опорных узлах спецзаземления. Эти помехи могли быть созданы как самой аппаратурой СКУ, так и наведены на кабелях спецзаземления от других Внешних источников, при этом из-за больших длин кабелей спецзаземления помеха не замыкается на землю. Т.е. настоящей «чистой земли» при высоких частотах одноточечная схема заземления обеспечить не может.

ЭРС О ШЙПЛ|_ 5 Т ВКЛЦЕ 0 5С1а(|£СВ РШОЕЙ" 'Г'

аошз!

Г г, > • \

1 I 11

А ! I

\ллМ I 1

ш

V и

а о..1 о.з 1,2 ¡.б 2

_ __1?ПУ Ш1Н|Л!ш ||1|ммм№кг-~|□ га

и ^

> |

напряжение помехи спектр помехи

развертка: 0,2 мке/дел; 0,2 В/дел. развертка: 1,25 МГц/дел.

Рис. 5. Осциллограмма напряжения и спектра помехи на опорном узле спецзаземления.

Точка присоединения к заземлителю системы спецзаземления выбирается произвольно и, как правило, это ближайший к общему опорному узлу участок зазем-литсля, При этом не учитывается, что заземлитель блока связан с соседними зазем-лителями ОРУ и все переходные процессы в них будут влиять и на спецзаземление. К таким переходным процессам относятся короткие замыкания на ОРУ, сопровождаемые высокочастотными (ВЧ1 гаками, коммутационные перенапряжения, протекание токов молнии по заземлителю. Поэтому точка связи устройства спецзаземления с заземлителсм должна выбираться на расстоянии не менее трех размеров скин-

слоя земли для рассматриваемой частоты воздействия и удельного сопротивления.

Расчеты, проведенные в программе «PSPICE» из программного комплекса «ORCAD» показывают, что частотный диапазон ВЧ-составлягощей токов короткого замыкания для ОРУ разных классов напряжений на АЭС будет от 100 кГц и до 1 МГц и более. Тогда для АЭС, расположенных в средней части России с р примерно равным 200 Ом*м, расстояния от точки заземления спецзаземления СКУ до высоковольтного оборудования ОРУ должно быть больше 66 м. При коммутациях на ОРУ высокочастотные токи, протекающие через емкость высоковольтного оборудования, будут меньше, а частоты больше, чем для случая короткого замыкания. Поэтому выбирать расстояние от места присоединения спецзаземления до заземлителя ОРУ необходимо по частоте для тока короткого замыкания.

Защититься от токов молнии выбором места присоединения общей точки спецзаземления к заземлителю не представляется возможным, потому что эквивалентная частота для фронта тока молнии 10 мкс составляет 25 кГц и тогда тройное значение скин-слоя для грунта с р-200 Ом»м будет 135 м, к тому же токоотводы заземлены по всему периметру энергоблока.

В пятой главе описываются основные положения методики диагностики спецзаземления СКУ, приводятся результаты обследования и обосновывается необходимость перехода на другие принципы устройства спецзаземления.

В настоящее время существующие способы контроля спецзаземления, а также используемые при этом технические средства, из-за своего несовершенства, не обеспечивают минимума контроля состояния цепей спецзаземления. Контроль спецзаземления вместе с заземлением при наладке и обслуживании подсистем СКУ обычно заключается помимо осмотра и проверки маркировки кабельных линий, в сверке схем, проверке изоляции и прозвонке цепей или отдельных участков устройств СКУ в отдельной подсистеме. Но полное выявление неисправностей таким способом в полностью собранной схеме спецзаземления СКУ на АЭС, к тому же с кабельными гальваническими связями между устройствами, является неразрешимой задачей. По этим причинам невозможно без существенных ошибок составить исполнительные схемы спецзаземления и разработать защитные меры.

В связи с этим был разработан метод диагностики спецзаземления, выполняемый в действующих цепях на работающем оборудовании без отсоединения проводников Суть метода состоит в следующем. Генератор синусоидального тока (ГСТ) подключался к различным точкам спецзаземления (рис.6). С помощью токо-измерительных клещей определялись токи во всех элементах системы спецзаземления. При этом влияние существующих токов сведено до минимума посредством надежной отстройки полезного сигнала по частоте. Для одноточечной схемы спецзаземления, при полной ее исправности, по магистральным линиям от опорного узла спецзаземления до точки входа в контур заземления блока должно протекать 100 % тока генератора. Уровень тока менее 100 % указывает на необходимость поиска и последующего устранения непредусмотренных гальванических связей в спецзаземлении.

Система! Система 2 Система 3

Рис. б. Подключение генератора и направление тока при наличии неисправностей в

системе спецзаземления.

I

При различных вариантах подключения генератора к контуру заземления и оборудованию определялись направления связей заземления, идентифицировались проводники и кабели, не имеющие маркировки, выявлялись несанкционированные гальванические связи и экраны кабелей с двухсторонним заземлением в системах спецзаземления щ заземления. На основе полученных результатов составлялись исполнительные схсмы спецзаземления СКУ энергоблока, выдавались рекомендации ПО устранению неисправностей и приведению спецзаземления к проектной схеме. Также в объем работ по диагностике епецзаземления входили следующие работы: визуальная проверка, проверка связи обшей точки спецзаземления с заземлителем блока, проверка трассировки кабелей спецзаземления, проверка обеспечения мер безопасности при косвенном прикосновении, проверка контактных сопротивлений заземляющих проводников.

По результатам проведенных обследований энергоблоков АЭС можно выделить типичные неисправности в спецзаземлении СКУ:

- ошибочное подключение магистральных кабелей епецзаземления между опорными узлами;

- двухстороннее заземление экранов кабелей в результате ошибок и некачественного монтажа;

- образование контуров из экранов сигнальных кабелей от различных стоек СКУ в результате их объединения в клеммных коробках датчиков различного назначения и перед гер м опр оходк ади«

- при модернизации или замене СКУ в схеме спецзаземления остаются неот-ключенными от опорных узлов и забытыми кабели, которые являются дополнительными источниками помех (антеннами);

- шины опорных узлов спецзаземления нередко размещены среди плотных потоков кабелей в кабельных каналах помещений и покрыты огнестойким составом, что делает их обслуживание практически невозможным.

Разработанная методика проверки технического состояния спепзаземления выявила многочисленные нарушения в нем, как на уже эксплуатирующихся энергоблоках, так и на вновь вводимых. Эти нарушения значительно понижают уровень надежности, ЭМС и электробезопасности СКУ на АЭС. К тому же, принцип одноточечного заземления в виде «дерева» не отвечает рекомендациям МЭК для современной аппаратуры. Поэтому необходимо применение следующих мер:

1. Внутри здания энергоблока должна создаваться пространственная металлическая клетка из арматуры железобетонных строительных конструкций, трубопроводов водопроводной, канализационной, паропроводной сетей, кабельных металлоконструкций, системы вентиляции. Все эти элементы намеренно или случайно должны быть связаны между собой как можно большим количеством связей. Эта система естественных заземляющих устройств должна закладываться на стадии проектирования и создаваться при монтаже здания и технологических систем.

2. В помещениях блока создается в соответствии с проектом контролируемая сеть защитного заземления. Она представляет собой стальные или медные полосы, проложенные по периметрам помещений, связанные между собой на одной отметке и стояками между отметками здания. К защитному заземлению в нескольких точках присоединяется заземлитель с системой молниезащиты. Внутри помещений к защитному заземлению присоединяются нейтрали трансформаторов, корпуса электрооборудования, броня и экраны силовых кабелей. Также это заземление во многих точках должно быть связано с пространственной металлической клеткой по п.1. Такие связи должны быть предусмотрены проектом и согласованы между организациями, выполняющими строительную часть и монтаж заземления.

3. Заземление в СКУ по возможности должно быть многоточечным, при этом корпуса шкафов должны иметь многочисленные связи между собой и защитным заземлением в помещениях. Экраны кабелей к датчикам, расположенным в пределах здания энергоблока, должны быть заземлены с двух сторон. Для связи между различными удаленными подсистемами должны применяться оптоволоконные кабели. Под стойками с аппаратурой может быть создана хорошо проводящая поверхность в виде сетки с размерами ячеек не более 1/20 от длины волны помех, которые могут воздействовать на входы аппаратуры. Сетка должна состоять из ячеек различных размеров и быть связана в нескольких местах с защитным заземлением помещения. Для особо чувствительной аппаратуры может быть выполнено одноточечное заземление выравнивающей сетки. Но в любом случае не должно применяться бесконтурное, одноточечное заземление в виде «дерева» в объемах всего энергоблока.

ВЫВОДЫ

1. При внедрении современного оборудования в условиях строительства или реконструкции энергообъектов поддержание безопасных условий труда должно проводиться в комплексе с обеспечением надежности и ЭМС работы оборудования.

2. Получены зависимости параметров индуцированных токов и напряжений в экранах одножильных кабелей при различных условиях прокладки. Для случая использования нескольких параллельных кабельных линий определены условия индуцирования наибольших токов в экранах одножильных кабелей.

3. Проведен тепловой расчет при прокладке одножильных кабелей в земле и в воздухе с учетом индуцированных токов в экранах и определены условия, при которых может быть повышена допустимая нагрузка на них в длительном режиме.

4. Определены зависимости напряженности магнитного поля и наводки на контрольном кабеле с учетом рассчитанного значения угла фазового сдвига между током в жиле кабеля и индуцированным током в экране при различных условиях прокладки одножильных кабелей и в различных точках расположения. Определены безопасные расстояния от одножильных кабелей в части влияния МП для обслуживающего персонала и размещения микропроцессорной аппаратуры.

5. Адекватность разработанной методики подтверждена прямыми измерениями на действующем оборудовании токов и напряжений в экранах, угла фазового сдвига между токами в жилах и экранах, температур кабелей, МП, наводок на контрольном проводе. Наибольшее расхождение расчетных и экспериментальных данных в среднем не превышает 20 %, и является достаточным в рамках разработанной инженерной методики с учетом принятых допущений.

6. На основании, разработанной методики были определены наиболее рациональные условия прокладки одножильных кабелей, при которых будут максимально полно соблюдены требования надежности, электробезопасности и ЭМС при их эксплуатации в сети генераторного напряжения электростанций с ГТУ.

7. Проведен анализ и дана сравнительная характеристика применяемых систем функционального заземления для устройств СКУ в отношении их конструктивного исполнения, электробезопасности и ЭМС.

8. Дана характеристика применяемых на блоках АЭС в России устройств спецзаземления для СКУ. Расчетным путем определено минимальное расстояние от общей точки спецзаземления СКУ блока до заземлителей ОРУ различных классов напряжения.

9. Разработана методика диагностики технического состояния устройства спецзаземления СКУ на АЭС, с помощью которой проведено обследование ряда энергоблоков и выявлены множественные дефекты в устройствах их спецзаземления.

10. Разработаны и рекомендованы к применению принципы устройства спецзаземления для СКУ новых энергоблоков на основе многоточечного заземления и создания пространственной эквипотенциальной клетки, значительно повышающие этектробезопасность для обслуживающего персонала и ЭМС для устанавливаемых микропроцессорных устройств.

г

СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Колечицкий Е.С., Кострик А.Г. Анализ условий работы кабелей на электрических станциях с газотурбинными установками // Вестник МЭИ. - 2006. - № 3. -С. 71-76.

2. Колечицкий Е.С., Кострик А.Г., Копаев В.Н. Анализ условий работы однофазных кабелей на ГТУ // Сборник докладов девятой российской научно-технической конференции по электромагнитной совместимости технических средств и электромагнитной безопасности ЭМС - 2006: Санкт-Петербург, 2006. -С. 48-52.

3. Кострик А.Г., Крымский Б.Ф. Практика определения технического состояния внутреннего контура заземления зданий и сооружений на энергообъектах // Первая Российская конференция по заземляющим устройствам: Сборник докладов -Новосибирск: Издательство МОО "Сибирская энергетическая академия", 2002 -С. 193-200.

4. Кострик А.Г., Журавлев Ю.А. Опыт обследования заземления систем контроля и управления // Вторая научно-техническая Конференция молодых специалистов электроэнергетики - 2003 год: Сборник докладов - Москва: Издательство НЦ ЭНАС,2003.-С. 269-273.

5. Спецзаземление и электромагнитная совместимость программно-технических комплексов (ПТК) АСУ ТП современных энергоблоков / Инков C.B., Крымский Б.Ф., Кострик А.Г., Колечицкий Е.С., Доровских Б.В., Люльчак В.В. // Электрические станции. - 2006. - № 1.-С. 56-61.

6. Колечицкий Е.С., Кострик А.Г. Практика определения технического состояния внутреннего контура заземления зданий и сооружений на энергообъектах. Радиоэлектроника, электротехника и энергетика // Девятая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов- Тезисы докладов в 3-х т. - Москва: Издательство МЭИ, 2003. - Т.2 - С. 174-175.

7. Колечицкий Е.С., Кострик А.Г. Расчет импульсной составляющей токов короткого замыкания на подстанциях высокого напряжения. Радиоэлектроника, электротехника и энергетика // Десятая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов' Тезисы докладов в 3-х т. - Москва: Издательство МЭИ, 2004. - Т.2. - С. 168-169

8. Колечицкий Е.С., Кострик А.Г. Расчет высокочастотной составляющей тока короткого замыкания на подстанциях высокого напряжения // Сборник докладов 8-й научно-технической конференции по электромагнитной совместимости и электромагнитной безопасности ЭМС - 2004: Санкт-Петербург, 2004. - С. 120-125.

9. Кострик А.Г. Обследование ЭМО внутренних систем РЗА и АСУ ТП зданий и сооружений на энергообъектах // Всероссийская конференция по итогам конкурса молодых специалистов организаций НПК РАО «ЕЭС России» 2005: Сборник докладов - Москва: Издательство ОАО «ВТИ», 2005. - С. 87-94.

Подписано в печать toi-03ак. <?/ Тир. (ОС П.л. f.âà

Полиграфический центр МЭИ (ТУ)

Красноказарменная ул., д. 13

ВВЕДЕНИЕ.

1. ВЗАИМОСВЯЗЬ ВОПРОСОВ ОХРАНЫ ТРУДА (ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ), НАДЕЖНОСТИ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ НА ЭНЕРГООБЪЕКТАХ.

2. РАЗРАБОТКА И НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОМПЛЕКСНОЙ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ХАРАКТЕРИСТИК ОДНОЖИЛЬНЫХ КАБЕЛЕЙ, ВЛИЯЮЩИХ НА ИХ НАДЕЖНОСТЬ, ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНУЮ СОВМЕСТИМОСТЬ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ ИХ ПРОКЛАДКИ.

2.1. Индуцируемые токи и напряжения в экранах одножильных кабелей

2.2. Тепловой режим одножильных кабелей с учетом дополнительных потерь в экранах.

2.3. Магнитные поля одножильных кабелей.

2.4. Наводки на контрольном кабеле, создаваемые одножильными кабелями.

2.5. Выводы.

3. ТРЕБОВАНИЯ К УСЛОВИЯМ ПРОКЛАДКИ ОДНОЖИЛЬНЫХ КАБЕЛЕЙ.

3.1. Требования к условиям прокладки одножильных кабелей, направленные на повышение передаваемой по ним мощности.

3.2. Требования к условиям прокладки одножильных кабелей, направленные на повышение их электромагнитной совместимости и электробезопасности.

3.3. Рекомендуемые требования к условиям прокладки одножильных кабелей, направленные на повышение передаваемой по ним мощности, электромагнитной совместимости и электробезопасности.

3.4. Общие рекомендации по прокладке одножильных кабелей.

3.5. Выводы.

4. ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАЗЕМЛЕНИЯ СКУ НА АЭС.

4.1. Типы заземления СКУ.

4.2. Устройство спецзаземления СКУ на АЭС.

4.3. Высокочастотные и импульсные воздействия на систему спецзаземления СКУ на АЭС через заземлитель.

4.4. Выводы.

5. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ДИАГНОСТИКИ И РЕЗУЛЬТАТЫ ОБСЛЕДОВАНИЯ СПЕЦЗАЗЕМЛЕНИЯ СКУ ЭНЕРГОБЛОКА АЭС.

5.1. Разработка методики обследования спецзаземления СКУ энергоблоков на АЭС.

5.2. Результаты обследования спецзаземления СКУ энергоблоков на АЭС.

5.3. Предлагаемая система спецзаземления для СКУ энергоблоков АЭС.

5.4. Выводы.

Актуальность темы.

К концу 2008 года по прогнозу РАО «ЕЭС России» дефицит мощности охватит всю европейскую часть страны и Сибирь, где проживает 90 % населения и находится 95 % промышленного потенциала.

Необходимые меры по развитию энергетики отражены в документе «Энергетическая стратегия России на период до 2020 года», утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 28 августа 2003 г. № 1234-р, в котором указывается:

Для обеспечения прогнозируемых уровней электро- и теплопотребле-ния при оптимистическом и благоприятном вариантах необходимо развитие генерирующих мощностей на электростанциях России (с учетом замены и модернизации) в 2003 - 2020 годах, по оценкам, не менее 177 млн. кВт, в том числе на гидро- и гидроаккумулирующих электростанциях -11,2 млн. кВт, на атомных - 23 млн. кВт и тепловых -143 млн. кВт (из них с парогазовыми и газотурбинными установками - 37 млн. кВт), при умеренном варианте ввод в действие генерирующих мощностей составит 121 млн. кВт, в том числе на гидро- и гидроаккумулирующих электростанциях - 7 млн. кВт, на атомных - 17 млн. кВт и тепловых - 97 млн. кВт (из них с парогазовыми и газотурбинными установками - 31,5 млн. кВт).

Для достижения указанных показателей потребуется увеличить мощность атомных станций и производство энергии практически в 2 раза (темп создания новых мощностей - до 2 ГВт в год).

На действующих атомных электростанциях предусмотрено дальнейшее повышение их эксплуатационной безопасности, в том числе за счет модернизации и продления срока эксплуатации энергоблоков (на 10-20 лет) с последующим замещением новыми, в основном на существующих или подготовленных площадках.

Развитие электроэнергетики в указанный период будет исходить из следующих экономически обоснованных приоритетов территориального размещения генерирующих мощностей: в европейской части России - техническое перевооружение тепловых электростанций на газе с замещением паросиловых турбин на парогазовые и максимальное развитие атомных электростанций.

Важным направлением в электроэнергетике в современных условиях является развитие распределенной генерации на базе строительства электростанций небольшой мощности, в первую очередь небольших тепловых электростанций с парогазовыми, газотурбинными установками и другими современными технологиями.

Главными задачами в развитии атомной энергетики являются повышение ее эффективности и конкурентоспособности, снижение уровня удельных затрат на воспроизводство и развитие мощностей при обеспечении соответствия уровня безопасности современным нормам и правилам.».

Планируемый ввод в эксплуатацию 31,5 млн. кВт генерирующих мощностей на тепловых электростанция с ПГУ и ГТУ до 2020 г. будет примерно соответствовать темпам строительства по десять станций мощностью 200 МВт в год. Действительность показывает, что такие темпы строительства трудно осуществимы. Для атомных станций планируется ввод после 2012 года по два энергоблока в год.

Ускоренный ввод энергообъектов приводит к снижению надежности, электробезопасности и электромагнитной совместимости работы оборудования, что обусловливается ошибками при проектировании, монтаже, наладке, дефицитом квалифицированного персонала и оборачивается серьезными проблемами в эксплуатации. Это, как следствие, приводит к снижению уровня охраны труда на энергообъекте из-за аварийных отключений оборудования, увеличения количества ремонтных и профилактических работ, создания опасных производственных факторов для обслуживающего персонала (повышенные магнитные поля, повышенные температуры, наводки и др.).

Поэтому рассмотрение вопросов поддержания и повышения уровня охраны труда на энергообъектах необходимо выполнять в комплексе с вопросами надежности и электромагнитной совместимости оборудования. Особенно это касается энергообъектов, где вводится новое оборудование.

В представляемой работе рассмотрены проблемы охраны труда (электробезопасности), надежности и электромагнитной совместимости применительно к электростанциям с ГТУ и атомным энергоблокам, которые в ближайшее время будут преобладать среди вновь вводимых объектов энергетики.

Тепловые станции с ПТУ и ГТУ обладают большим КПД по сравнению с паротурбинными установками: 60 % против 40 - 50 %. На них используются модульные газовые турбины, генераторы, компрессоры, не требующие длительных монтажных работ. Для выдачи мощности в сеть применяются компактные КРУЭ. Охлаждение технической воды осуществляется сухими градирнями небольших размеров и не требует водоемов. Используется современная микропроцессорная аппаратура для систем АСУ ТП, АСКУЭ, РЗА и ПА. Монтажные и наладочные работы по пуску таких станций занимают по времени около 6-12 месяцев.

В качестве нового технического решения на таких небольших электростанциях, взамен токопроводов и шинных мостов, для выдачи мощности от генераторов ГТУ на шины распредустройств применены одножильные кабели, хотя, согласно рекомендациям [1], «соединение генераторов с ГРУ и трансформаторами должно выполняться, как правило, с помощью закрытых комплектных токопроводов с разделенными фазами». Применение одножильных кабелей обусловлено удобством прокладки в условиях небольших размеров машинных залов и помещений распредустройств, а также тем, что устанавливаемые зарубежные генераторы газовых турбин рассчитаны именно на подключение к кабелям. Длина трасс кабелей генераторного напряжения не превышает 100-150 м. Они прокладываются в машзале открыто на кабельных полках и в коробах, а на улице в коробах и под землей. На соседних полках от одножильных кабелей прокладываются контрольные кабели. Короба применяются, как отдельно для каждой фазы, так и для всех трех фаз. Экраны кабелей заземляются на ближайшие металлоконструкции с помощью болтового соединения. Тип прокладки кабелей (в плоскости или по треугольнику) определяется проектной документацией. После окончания монтажа основная изоляция жилы и оболочка испытываются в соответствии с требованиями фирм-разработчиков [2-6] и СО 34.45-51.300-97 [7]. В зависимости от передаваемой мощности, в фазе может использоваться более одного одножильного кабеля. В основном на станциях применяются одножильные кабели фирмы «Nexans» типа N2XSY10 на напряжение 10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена (рис. В.1) или российские аналоги фирм «АВВ», «Камка-бель», «Сарансккабель».

Рис. B.I. Силовой кабель фирмы «АВВ» на напряжение 10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена, экранированный, одножильный с медным проводником и поливинилхлоридной оболочкой.

Такие кабели имеют значительные преимущества перед кабелями с бу-мажномаслянной изоляцией [8]:

- большая пропускная способность за счет увеличения максимальной длительно допустимой температуры жил до 90 °С;

- высокий ток термической устойчивости при КЗ за счет увеличения допустимой температуры жилы до 250 °С вместо 160 °С;

-низкая допустимая температура при прокладке без подогрева (-20 °С вместо 0 °С);

- возможность прокладки на трассах с неограниченной разностью уровней по высоте;

- легкость прокладки одножильных кабелей из-за меньшего веса, диаметра и радиуса изгиба;

- экологические аспекты, связанные с отсутствием опасности загрязнения окружающей среды из-за попадания масла или пропиточного состава, а также наличия свинцовой оболочки;

- низкая удельная повреждаемость кабеля (на 1-2 порядка ниже, чем у бумажномаслянного кабеля);

- возможность использования больших строительных длин до 1000 м;

- меньшие расходы на ремонт и содержание кабельных линий (возможна замена отдельных фаз);

- срок службы кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена более 30 лет.

В современной научно-технической литературе вопросу использования одножильных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена только начинают уделять внимание [9-19]. Исследования по одножильным проводникам проводились и раньше [20-23], но рассматривались маслонаполненные кабели высокого напряжения и токопроводы.

Среди отечественных нормативных документов отсутствуют документы по вопросам проектирования, монтажа и эксплуатации кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена [24-26], за исключением технических условий на кабели и заводских рекламных проспектов. Поэтому проектные организации в работе вынуждены руководствоваться международными документами МЭК [27] или справочными материалами [28], составленными на их основе, которые не всегда доступны, применимы и узаконены. Как правило, расчеты кабелей выполняет фирма-изготовитель.

В ПУЭ [29] и ПТЭ [30] до настоящего времени не внесены соответствующие дополнения и изменения. Нет четкого определения, как должен быть заземлен экран одножильного кабеля, и в каких случаях допускается эксплуатация с односторонним заземлением. Существует мнение, например в [31], что заземление кожухов токопроводов по концам, приводит к созданию токов, циркулирующих вдоль кожухов и образующих магнитный поток, который почти полностью компенсирует внешний магнитный поток токопровода. Такое же мнение существует и по отношению к одножильным кабелям. В действительности, в представляемой работе, расчетом и измерениями будет показано, что это не так.

Отсутствует также и эксплуатационная документация. В СанПин [32], например, при измерениях и расчетах магнитных полей особо выделяют то-копроводы, а про одножильные кабели не указывается, хотя по уровню создания магнитных полей, по их близкому размещению к рабочим местам и проходам одножильные кабели более опасны.

В нормативной документации встречаются противоречия при применении одножильных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Например, согласно [33], необходимо исключить перегрузку на кабелях в аварийном режиме выше 17 % (в земле) и 20 % (в воздухе), а по таблице 5.1 ПТЭ при применении одножильных кабелей в цепях статора генератора допускается двукратная перегрузка в течение 1 мин.

Отсутствие достаточного опыта проектирования, монтажа и наладки таких кабелей приводит к серьезным проблемам при их эксплуатации.

На первых же электростанциях с ГТУ, где были применены одножильные кабели для выдачи мощности от генераторов, возникли проблемы. Через несколько месяцев после начала эксплуатации кабели вышли из строя. Потребовалась полная замена кабелей или отдельных участков. Пришлось изменять трассу прокладки, переходить на одностороннее заземление их экранов, устанавливать изолирующие кабельные муфты.

Например, на одной из станций с ГТУ по проекту одножильные кабели были проложены под дорогой в стальных трубах. В каждой трубе проложено по одному кабелю (рис. В.2).

Рис. В.2. Кабельный приямок с одножильными кабелями в стальных трубах.

С торцов трубы были заделаны противопожарным составом. После нескольких месяцев эксплуатации внешние покровы кабелей (оболочка из ПВХ) были разрушены из-за перегрева (рис. В.З).

Рис. В.З. Повреждение внешней оболочки кабеля, проложенного в стальной трубе.

На другой станции кабели генераторного напряжения были проложены в стальном коробе, порядок расположения по полкам и чередования по фазам не контролировался. Длительное время кабели эксплуатировались с двухсторонним заземлением экранов, как принято для металлических оболочек всех силовых кабелей. В результате перегрева кабелей произошло повреждение внешних оболочек из поливинилхлорида, пол у про водящего слоя и выход кабелей из строя (рис. В.4),

Рис. В.4. Повреждение от перегрева одножильных кабелей из-за несоблюдения требований по их прокладке.

Для обслуживающего персонала при эксплуатации одножильных кабелей становится неожиданным протекание больших токов в экранах кабелей. Вследствие чего, из-за своевременно не принятых мер, происходят обго-рания мест присоединения экранов кабелей, из-за протекания в длительном режиме больших токов по элементам заземляющего устройства, идет ускоренное разрушение заземлителя (рис, В.5, В.6).

Рис. В.5. Обгорание мест присоединения экранов одножильных кабелей.

Рис. В.6. Протекание большого тока по заземляющему проводнику кабельной муфты одножильного кабеля в нормальном режиме (ток 199 А, температура заземляющего проводника 90 °С).

Одним из требований к прокладке одножильных кабелей является расположение фаз в плоскости с расстояниями между ними в свету не менее диаметра кабеля или вплотную по треугольнике [3-5]. Отсутствие опыта и низкое качество выполняемых монтажных работ, а также сложность кабельных трасс между генератором и распределительным устройством, не позволяют добиться требуемого результата. Фактически после прокладки кабель одной из фаз может оказаться на другой полке, расстояние между фазами может составлять до 0,5 м, схемы укладки одножильных кабелей не всегда контролируются, контрольные кабели располагаются близко на тех же полках (рис. В.7).

Рис. В.7. Реальная прокладка одножильных кабелей в кабельном помещении.

Неправильная прокладка и размещение одножильных кабелей приводит к созданию напряженностей магнитных полей промышленной частоты, превышающих допустимые уровни для микропроцессорных устройств (30 А/м) [34, 35] и обслуживающего персонала [36]. Усугубляется это тем, что одножильные кабели могут прокладываться в кабельных помещениях на верхних полках прямо под микропроцессорной аппаратурой и рабочими местами обслуживающего персонала, расположенными на следующем этаже.

Помехи, индуцируемые на контрольных кабелях при определенных условиях расположения одножильных кабелей, могут влиять на работу микропроцессорной аппаратуры.

Таким образом, на тепловых электростанциях с ГТУ уже применено новое техническое решение для выдачи мощности от генераторов на шины распределительных устройств в виде одножильных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Его внедрению в России не предшествовали научные и исследовательские работы по определению надежности, электробезопасности и электромагнитной совместимости этих кабелей в условиях эксплуатации.

С помощью одностороннего заземления экранов одножильных кабелей, увеличения межфазного расстояния, прокладки без кабельных коробов можно повысить допустимую нагрузку на одножильные кабели, но при этом, созданные магнитные поля, в местах работы обслуживающего персонала и в местах установки микропроцессорных устройств, а также наводки на контрольных кабелях значительно увеличатся. Повысить надежность работы одножильных кабелей можно только в ущерб требованиям электромагнитной совместимости и электробезопасности. И, наоборот, заземлив экраны с двух сторон, уменьшив межфазные расстояния, проложив кабели в стальных коробах, мы добьемся уменьшения внешних влияний от одножильных кабелей, но получим перегретую изоляцию или необходимость ограничения нагрузки. Следовательно, проблема применения одножильных кабелей в сети генераторного напряжения на станциях должна рассматриваться в комплексе, а односторонний подход приводил, и будет приводить к их повреждениям.

В связи с этим возникла необходимость разработки комплексной методики расчета характеристик одножильных кабелей, влияющих на их надежность, электробезопасность и электромагнитную совместимость. К таким характеристикам относятся токи в экранах при двухстороннем и напряжение на экранах при одностороннем его заземлении, температура кабелей, магнитное поле, создаваемое одножильными кабелями, наводки на контрольных кабелях. В зависимости от выбранных условий прокладки одножильных кабелей, эти параметры могут обеспечить либо повышенную допустимую нагрузку, либо хорошую электромагнитную совместимость и электробезопасность. В каждом отдельном случае применения одножильных кабелей необходим системный подход и выбор рационального решения [11].

Такая комплексная инженерная методика была разработана автором работы (см. Приложение 1). Результаты расчета по ней достаточно хорошо подтверждаются экспериментальными данными. Поэтому были сформулированы наиболее приемлемые требования к одножильным кабелям, направленные на повышение их допустимой нагрузки, надежности, электробезопасности и электромагнитной совместимости, что, несомненно, приведет к повышению уровня охраны труда при эксплуатации, ремонте и испытаниях одножильных кабелей в сети генераторного напряжения на станциях с ГТУ.

В части повышения уровня охраны труда (электробезопасности) обслуживающего персонала на АЭС рассмотрены вопросы обеспечения электромагнитной совместимости и надежности работы современных технических средств систем контроля и управления (СКУ).

В основе этой части работы лежит опыт обследования и наладки устройств заземления СКУ в период пуско-наладочных работ и планово-предупредительных ремонтов энергоблоков типа ВВЭР-1000 на АЭС [37-42].

Обязательным условием обеспечения электромагнитной совместимости СКУ на АЭС является благоприятная электромагнитная обстановка. Знание электромагнитной обстановки необходимо, чтобы сформулировать технические требования к устанавливаемым устройствам и аппаратуре СКУ. В то же время, к определению электромагнитной обстановки можно приступать лишь после обследования технического состояния и приведения в порядок устройств заземления, как важнейшего фактора электромагнитной совместимости [43-45].

Однако, вплоть до настоящего времени на всех этапах создания или реконструкции СКУ на АЭС от проектирования до периода рабочей эксплуатации эта проблема остается вне поля зрения технических специалистов отрасли [46].

Заземляющее устройство для СКУ на АЭС представляет сложную пространственную систему, выполненную в виде дерева и заземленную в одной точке. Она охватывает примерно 30 помещений с аппаратурой и больше сотни шкафов и стоек в здании реакторного отделения и машзале. В такой системе должны отсутствовать замкнутые контуры и вторые точки заземления. Объем работ, выполняемый при контроле заземляющего устройства СКУ, не позволяет выявлять неисправности в нем.

В связи с этим возникла необходимость в эффективном методе диагностики спецзаземления СКУ, позволяющем выявлять все неисправности, обусловленные проектными, монтажными и наладочными ошибками, с выдачей рекомендаций, направленных на устранение этих неисправностей и повышение уровня надежности, электромагнитной совместимости и электробезопасности СКУ на АЭС. Такого рода метод, основанный на селективном измерении переменных токов от внешнего генератора в элементах спецзаземления, позволяющий составить его реальную пространственную схему был разработан сотрудниками Научно-производственного подразделения «ЮгОРГРЭС» филиала ОАО «Южный инженерный центр энергетики». Идея метода состоит в том, что генератор определенной частоты, отличной от промышленной, подключается последовательно к различным точкам спецзаземления. Токо-измерительными клещами с селективным вольтметром, настроенным на частоту генератора, измеряется ток во всех элементах спецзаземления, и определяются проводники и точки «утечки» тока, замкнутые контуры и другие неисправности.

Указанный метод апробировался на пяти энергоблоках АЭС России и зарекомендовал себя пригодным и в настоящее время единственно возможным способом диагностирования спецзаземления СКУ любой сложности. Проведенные с использованием этого метода работы выявили большое количество, как простых, так и скрытых неисправностей различного характера и происхождения, в устройствах спецзаземления, имеющихся на действующих и вновь вводимых энергоблоках.

Для снижения возможности возникновения неисправностей в таком ответственном элементе СКУ на АЭС, как устройство заземления, необходимо отказаться от одноточечного принципа. Этот принцип в том виде, в каком он применен в настоящее время для СКУ на АЭС, не отвечает требованиям по надежности и электромагнитной совместимости к современной микропроцессорной аппаратуре, и, наоборот, значительно понижает уровень ее помехозащищенности. В связи с этим предлагается другой подход к устройству заземления СКУ, успешно применяемый зарубежом и рекомендуемый МЭК.

Цель работы.

Целью работы является повышение уровня охраны труда на станциях с ГТУ и энергоблоках АЭС путем обеспечения надежности, электромагнитной совместимости и электробезопасности работы оборудования посредством разработки и применения комплексной методики расчета характеристик одножильных кабелей генераторного напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена и новой методики диагностики спецзаземления СКУ на АЭС.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Разработать и научно обосновать комплексную методику расчета характеристик одножильных кабелей, определяющих их надежность, электробезопасность и электромагнитную совместимость:

1.1. Для определения теплового режима одножильных кабелей, рассчитать индуцируемые токи в экранах одножильных кабелей при различных условиях прокладки без учета и с учетом влияния заземляющего устройства. Выполнить расчеты тока в экранах при использовании нескольких параллельных линий. Провести сравнение полученных расчетных данных с результатами измерений на реальном объекте.

1.2. Для оценки превышения испытательного напряжения изоляции оболочки одножильных кабелей в нормальном и аварийном режимах работы, рассчитать индуцируемое напряжение на изолированных концах экранов при различных условиях прокладки. Провести сравнение полученных расчетных данных с результатами измерений на действующем оборудовании.

1.3. Для определения допустимой нагрузки одножильных кабелей при различных условиях прокладки, рассчитать тепловой режим кабелей в воздухе и в земле. Провести сравнение полученных расчетных данных с результатами измерений на реальном объекте.

1.4. Для расчета магнитных полей и наводок на контрольном проводе, создаваемых токами одножильных кабелей, рассчитать угол фазового сдвига между током в жиле и индуцируемым током в экране одножильного кабеля при различных условиях прокладки. Провести сравнение полученных расчетных данных с результатами измерений на реальном объекте.

1.5. Для оценки электробезопасности и электромагнитной совместимости в отношении магнитных полей, создаваемых токами одножильных кабелей, рассчитать напряженность магнитного поля с учетом угла фазового сдвига тока в экране кабеля относительно тока в жиле при различных условиях прокладки. Провести сравнение полученных расчетных данных с результатами измерений.

1.6. Для оценки электромагнитной совместимости в отношении наводок на контрольных кабелях от влияния токов одножильных кабелей, рассчитать наводку на контрольном проводе с учетом угла фазового сдвига тока в экране кабеля относительно тока в жиле при различных условиях прокладки. Провести сравнение полученных расчетных данных с результатами измерений.

2. Разработать требования к условиям прокладки одножильных кабелей:

2.1. На основании разработанной расчетной методики сформулировать наиболее рациональные требования к условиям прокладки одножильных кабелей направленных на повышение уровня передаваемой по ним мощности, электробезопасности и электромагнитной совместимости.

2.2. На основе проведенных исследований и опыта работы сформулировать общие технические требования по применению одножильных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена в сети генераторного напряжения.

3. Для повышения уровня надежности, электробезопасности и электромагнитной совместимости заземления СКУ на АЭС:

3.1. Провести сравнительный анализ существующих типов заземления

СКУ.

3.2. Рассмотреть особенности применяемых устройств спецзаземления на современных АЭС в России.

3.3. Определить влияние высокочастотных полевых помех и высокочастотных токов в заземлителе на систему спецзаземления.

3.4. Сформулировать принципы и описать технические средства разрабатываемой методики диагностики устройств спецзаземления СКУ на АЭС.

3.5. Провести анализ неисправностей устройств спецзаземления по результатам обследования с использованием разрабатываемой методики.

3.6. Показать, что по своим характеристикам и из-за многочисленных неисправностей, существующие устройства спецзаземления не удовлетворяют требованиям по электромагнитной совместимости, электробезопасности и надежности современных СКУ на АЭС.

3.7. Сформулировать основные положения предлагаемой концепции заземления СКУ на АЭС.

Научная новизна.

1. Поставлена в комплексе задача повышения уровня охраны труда, передаваемой мощности и электромагнитной совместимости при применении одножильных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена в сети генераторного напряжения на станциях с ГТУ.

2. Разработана методика комплексного расчета характеристик одножильных кабелей, определяющих режимы работы и внешние влияния одножильных кабелей в зависимости от различных условий прокладки. Методика позволяет определить токи в экранах кабелей, магнитные поля, наводки на контрольных кабелях, тепловой режим одножильных кабелей, и в комплексе выработать рациональные условия прокладки. Результаты расчетов проверены прямыми измерениями на действующем оборудовании.

3. Расчетным путем определено и подтверждено экспериментально, что угол фазового сдвига между током в жиле и индуцируемым током в экране одножильного кабеля не равен 180 0 и зависит от его условий прокладки.

4. Впервые разработана и научно обоснована методика диагностики устройств спецзаземления СКУ на АЭС, позволяющая, в том числе, выявлять и высокочастотные резонансные контуры в схемах спецзаземления.

5. Научно обоснована необходимость перехода на другие принципы устройства спецзаземления на АЭС. Предложены основные положения новой системы спецзаземления.

Практическая значимость.

1. Разработана комплексная методика оценки условий прокладки одножильных кабелей, как для анализа проектных решений, так и по факту после их прокладки в условиях эксплуатации. Методика оформлена в виде стандарта организации ОАО «Южный инженерный центр энергетики» (Приложение 1).

2. На основе расчетов предложены технические решения по прокладке одножильных кабелей, сочетающие максимальный уровень электробезопасности и нагрузки с минимальным уровнем, создаваемых магнитных полей и наводок на контрольных кабелях.

3. Определены безопасные расстояния в отношении влияния МП для обслуживающего персонала и установленных микропроцессорных устройств.

4. Разработанная методика диагностики существующих и вновь вводимых устройств спецзаземления СКУ на АЭС, позволяет выявить все неисправности, обусловленные проектными, монтажным и наладочными ошибками. Методика оформлена в виде стандарта организации ОАО «Южный инженерный центр энергетики» (Приложение 3).

5. Определено минимальное расстояние точки присоединения устройства спецзаземления СКУ к заземлителю до ОРУ различных классов напряжений в зависимости от удельного сопротивления грунта.

6. Предложена концепция заземления СКУ для АЭС, отвечающая современным требованиям по электробезопасности, надежности и электромагнитной совместимости.

5.4. Выводы.

1. Разработана методика диагностики устройств спецзаземления СКУ на АЭС, позволяющая выполнять работы без отсоединения в схеме спецзаземления связанных с ними кабелей и проводников, выполняемая в действующих цепях на работающем оборудовании. В основе методики диагностики лежит способ измерения токов заданной частоты в элементах системы спецзаземления и заземления.

2. С использованием разработанной методики проведены обследования на нескольких действующих и вновь вводимом энергоблоках АЭС ВВЭР-1000. В результате выявлены множественные неисправности, связанные, как с проектными, так монтажными и наладочными ошибками.

3. С использованием высокочастотных генераторов проведена проверка работы системы спецзаземления на высоких частотах. Выявлены в схемах спецзаземления резонансные контуры, представляющие опасность для цепей и аппаратуры СКУ.

4. Предложена концепция спецзаземления для современных микропроцессорных устройств СКУ энергоблоков АЭС на основе многоточечного заземления и создания пространственной эквипотенциальной клетки, значительно повышающие электробезопасность для обслуживающего персонала и электромагнитную совместимость для устанавливаемых микропроцессорных устройств.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При внедрении современного оборудования в условиях строительства или реконструкции энергообъектов поддержание безопасных условий труда должно проводиться в комплексе с обеспечением надежности и электромагнитной совместимости работы оборудования и может рассматриваться как решение важной научно-технической проблемы, имеющей большое экономическое значение.

1. На основе решения уравнений, составленных по законам Кирхгофа, для схем замещения экранов одножильных кабелей получены величины токов в экранах, как с учетом, так и без учета влияния заземляющего устройства. Определена зависимость наведенных токов в экранах кабелей от межфазных расстояний, при расположении их в плоскости и по треугольнику. Показано, что значения токов в экранах могут достигать 80 % от тока в жилах. Для случая использования нескольких параллельных кабельных линий определены условия индуцирования наибольших токов в экранах одножильных кабелей в зависимости от условий прокладки. Проведен расчет наведенного напряжения на разземленном конце экрана при различных межфазных расстояниях кабелей.

2. С использованием теплового закона Ома составлены тепловая схема замещения и уравнение для одножильных кабелей, проложенных в воздухе и земле. Получено решение в виде допустимого тока и температуры кабелей при различных условиях прокладки, режимов заземления экранов и их сечений. Определены условия, при которых может быть повышена допустимая нагрузка на одножильные кабели в длительном режиме.

3. Расчетом получена зависимость угла фазового сдвига между током в жиле и индуцированным током в экране от межфазного расстояния одножильных кабелей. Учет угла фазового сдвига необходим при расчетах магнитных полей и наводок, создаваемых одножильными кабелями, при различных условиях прокладки.

4. На основе расчетов по разработанной программе на языке программирования «Delphi», получены зависимости напряженности магнитного поля от расстояния до одножильных кабелей в горизонтальной и вертикальной плоскостях при различных условиях прокладки. Проанализированы результаты расчетов напряженности магнитного поля с точки зрения электромагнитной совместимости и электробезопасности. Определены допустимые расстояния от кабелей до мест установки микропроцессорной аппаратуры и рабочих мест обслуживающего персонала.

5. С использованием величины векторного магнитного потенциала получена расчетная зависимость напряжения наводки на контрольном кабеле от его расположения относительно одножильных кабелей, от их межфазных расстояний, от режима заземления экранов. Определены условия создания минимальных и максимальных наводок.

6. Для проверки рассчитанных характеристик одножильных кабелей (токов и напряжений в экранах, угла фазового сдвига между током в жиле и экране, температур кабелей, магнитных полей, наводок на контрольном проводе) проведены измерения на действующем оборудовании. Во всех случаях получено соответствие между измеренными и расчетными значениями, достаточное в рамках разработанной инженерной методики с учетом принятых допущений.

7. Проведенные расчеты токов в экранах, температур, магнитных полей и наводок позволили сформулировать рациональные условия прокладки одножильных кабелей, при которых будут максимально соблюдены требования надежности, электробезопасности и электромагнитной совместимости при эксплуатации одножильных кабелей в сети генераторного напряжения тепловых станций с ГТУ. Также разработаны общие рекомендации по расчету и прокладке одножильных кабелей.

8. Для обеспечения электробезопасности, надежности и повышения электромагнитной совместимости при проектировании, вводе, при обследованиях и в эксплуатации одножильных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена полученные в работе результаты и выводы следует учесть при разработке и пересмотре нормативно-технической и эксплуатационной документации.

10. Проведен анализ и дана сравнительная характеристика применяемых одноточечных, многоточечных и комплексных систем заземления для устройств СКУ с точки зрения их конструктивного исполнения, электробезопасности и электромагнитной совместимости.

11. Приведены основные сведения по применяемым на АЭС устройствам спецзаземления для СКУ. Расчетным путем получено минимальное необходимое расстояние от точки соединения с заземлителем спецзаземления СКУ блока до заземлителя ОРУ различных классов напряжения на АЭС. Расстояние определяется размерами области растекания высокочастотных токов, возникающих на ОРУ при КЗ и коммутациях.

12. Разработана методика диагностики устройства спецзаземления СКУ на АЭС, которая включает в себя следующие работы:

1) визуальная проверка устройства спецзаземления в помещениях;

2) инструментальное обследование пространственной конфигурации спецзаземления, отсутствия вторых точек заземления, замкнутых контуров, обрывов;

3) инструментальная проверка связи общей точки спецзаземления с заземлителем блока;

4) инструментальная проверка трассировки кабелей спецзаземления;

5) инструментальная проверка обеспечения мер безопасности при косвенном прикосновении к устройствам спецзаземления в помещениях;

6) проверка сопротивлений контактов, мест присоединения проводников спецзаземления;

7) разработка рекомендаций по устранению выявленных нарушений;

8) разработка и поддержание в эксплуатации паспорта и исполнительной схемы на спецзаземление блока.

13. При помощи разработанной методики проведены обследования в период планово-предупредительных ремонтов на четырех и в период пуска на одном энергоблоке типа ВВЭР-1000. Обследования выявили наиболее характерные дефекты систем спецзаземления:

- неправильные подключения магистральных кабелей спецзаземления, вызывающие нарушения всей структуры;

- двухстороннее заземление экранов кабелей внешних связей из стоек СКУ, в результате несогласованности проекта и ошибок при монтаже и наладке (продавливание изоляции при монтаже кабеля, случайное замыкание незакрепленного заземляющего проводника экрана, плохая изоляция экранов кабелей от корпусов клеммных коробок);

- объединение экранов кабелей от различных подсистем СКУ перед гермопроходками и в клеммных коробках, приводящее к образованию контуров в спецзаземлении;

- при модернизации или замене устройств СКУ в схеме спецзаземления остаются неотключенными от опорных узлов кабели, которые являются дополнительными источниками помех (антеннами).

14. Разработаны и рекомендованы к применению принципы устройства спецзаземления для современных СКУ на основе многоточечного заземления и создания пространственной клетки. Такая система значительно повышает электробезопасность обслуживающего персонала и электромагнитную совместимость современных микропроцессорных устройств, устанавливаемых в СКУ на АЭС.

15. Разработанные методики оформлены в виде стандартов предприятия для ОАО «Южный инженерный центр энергетики» и применяются при выполнении проектных, пусконаладочных и диагностических работ на строящихся, действующих и реконструируемых энергообъектах.

1. Рекомендации по проектированию электротехнической части парогазовых и газотурбинных установок; Под общей редакцией В.Н. Лирина. М.: 1993.-С. 62.

2. Кабели силовые с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 10, 20, 35 кВ. Технические условия. ТУ 16.К71-335-2004. (ОАО «ВНИ-ИКП»).

3. Инструкция по прокладке кабелей силовых с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 10, 20 и 35 кВ. RUKAB/ID 23-2-019 («АВВ Мос-кабель»). 34 с.

4. Инструкция по прокладка силовых кабелей на напряжение 10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена. ИМ СК-20-03 (ОАО«Камкабель»). 18 с.

5. Инструкция по эксплуатации кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 10 кВ. ИЭ-1-К10 («АВВ Москабель», ОАО «ВНИ-ИКП»). 24 с.

6. Кабельные системы высокого напряжения 110 500 кВ. Проспекты фирмы «Nexans», 2005.

7. СО 34.45-51.300-97. Объем и нормы испытаний электрооборудования / Под общей редакцией Б.А. Алексеева, Ф.Л. Когана, Л.Г. Мамиконянца. 6-е изд. - М.: НЦ ЭНАС, 1998. - 256 с.

8. Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена среднего и высокого напряжения. Проспекты фирмы «АВВ Москабель», 2005.

9. Холодный С.Д., Кричко В.А., Миронов И.А. Расчет токов в оболочках и экранах кабелей при однофазном двойном замыкании в разветвленной кабельной сети // Электро. 2001. - № 2. - С. 25-27.

10. Кадомская К.П., Лавров Ю.А., Кандаков С.А. Кабели 6-10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена. Требования к прокладке // Новости электротехники.-2005.- №6(36).

11. Образцов Ю.Б. Силовые кабели среднего напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена. Факторы качества // Кабели и провода. 2005. -№1.

12. Кадиев К. Повышение надежности и экономичности кабелей с пластмассовой изоляцией // Рынок Электротехники, журнал-справочник. 2006. -№3.-С. 89-91.

13. Колечицкий Е.С., Кострик А.Г. Анализ условий работы кабелей на электрических станциях с газотурбинными установками // Вестник МЭИ. -2006.-№3.-С. 71-76.

14. Кадомская К.П., Лавров Ю.А., Кандаков С.А. Подводные кабельные линии. Экологические аспекты проектирования // Новости Электротехники. -2006.-№4(40).-С. 88-91.

15. Кадомская К.П., Меньшикова Е.С. Электромагнитная совместимость с окружающей средой кабельных линий среднего и высокого напряжения с пластмассовой изоляцией // Электричество. 2003. - № 4. - С. 56-62.

16. Расчет термической стойкости экранов кабельных линий однофазного исполнения в радиальных распределительных сетях / Дьяков А.Ф., Зи-наков В.Е., Максимов Б.К., Матвеев Д.А. // Энергетик. 2001. - № 8. - С. 1114.

17. Основы кабельной техники. Учеб. Пособие для вузов; Под ред. В.А. Привезенцева. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1975. - 472 с.

18. Привезенцев В.А., Ларина Э.Т. Силовые кабели и высоковольтные кабельные линии. Учебное пособие для вузов; Под общ. Ред. В.А. Привезенцева. М.: Энергия, 1970. - 424 с.

19. Ларина Э.Т. Силовые кабели и высоковольтные кабельные линии. -М.:ЭАИ, 1996.-464 с.

20. Кузнецов И.Ф., Цицикян Г.Н. Электромагнитные силы, действующие в экранах пофазно-экранированного токопровода // Электричество. -1970.-№5.-С. 64-68.

21. Сборник распорядительных документов по эксплуатации энергосистем / Электротехническая часть. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: СПО ОРГРЭС, 2002. - Часть 1.-226 с.

22. Сборник распорядительных документов по эксплуатации энергосистем / Электротехническая часть. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: СПО ОРГРЭС, 2002. - Часть 2. - 171 с.

23. Сборник информационных материалов по эксплуатации энергосистем (Приложение к СРМ-2000) / Электротехническая часть. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: СПО ОРГРЭС, 2002. - 138 с.

24. Стандарты МЭК 60287 1 - 3 (2002). Кабели электрические. Расчет номинального тока.

25. Макаров Е.Ф. Справочник по электрическим сетям 0,4 35 кВ и 110- 1150 кВ. М.: ПАПИРУС ПРО, - 2005. - 640 с.

26. Правила устройства электроустановок. Издание седьмое. Глава 1.7.- М.: НЦ ЭНАС, 2002. 184 с.

27. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. СПб.: ДЕАН, 2003. - 336 с.

28. Рожкова А.Д., Козулин B.C. Электрооборудование станций и подстанций. Учебник для техникумов. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энерго-атомиздат, 1987. - 534 с.

29. СанПин 2.2.4.1191-03. Электромагнитные поля в производственных условиях. СПб.: ДЕАН, 2003. - 32 с.

30. Аналитический обзор причин технологических нарушений в работе электроустановок / Ежегодный выпуск М.: СПО ОРГРЭС, 1998. - 47 с.

31. РД 34.35.310-97. Общие технические требования к микропроцессорным устройствам защиты и автоматики энергосистем. М.: СПО ОРГРЭС, 1997. -36 с.

32. РД 153-34.1-35.127-2002. Общие технические требования к программно-техническим комплексам для АСУ ТП тепловых электростанций. -М.: СПО ОРГРЭС, 2002. 147 с.

33. РД 153-34.0-03.150-00. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок (с изменениями и дополнениями). СПб.: ДЕАН, 2003. - 208 с.

34. Определение качества и эффективности заземления кабелей и ап-партуры АСУ ТП энергоблоков 1, 2, 3, 4 Балаковской АЭС. Технический отчет в части энергоблока №1 / ОАО «НИИ ЮгОРГРЭС». per. № 062. - Краснодар, 2002. - 32 с.

35. Определение технического состояния заземляющих устройств Калининской АЭС. Технический отчет / ОАО «Южный ИЦЭ». per. № 138. -Краснодар, 2005.

36. Определение качества и эффективности заземления кабелей и ап-партуры АСУ ТП энергоблока №3 Калининской АЭС. Технический отчет / ОАО «Южный ИЦЭ». per. № 136. - Краснодар, 2005. - 140 с.

37. Определение качества и эффективности заземления кабелей и ап-партуры АСУ ТП энергоблоков 1, 2, 3, 4 Балаковской АЭС. Технический отчет в части энергоблока №4 / ОАО «НПП ЮгОРГРЭС». per. № 065. - Краснодар, 2002. - 70 с.

38. Определение качества и эффективности заземления кабелей и ап-партуры АСУ ТП энергоблоков 1, 2, 3, 4 Балаковской АЭС. Технический отчет в части энергоблока №2 / ОАО «НПП ЮгОРГРЭС». per. № 066. - Краснодар, 2002. - 32 с.

39. Определение качества и эффективности заземления кабелей и ап-партуры АСУ ТП энергоблоков 1, 2, 3, 4 Балаковской АЭС. Технический отчет в части энергоблока №3 / ОАО «НПП ЮгОРГРЭС». per. № 068. - Краснодар, 2002. - 74 с.

40. Кострик А.Г., Журавлев Ю.А. Опыт обследования заземления систем контроля и управления // Вторая научно-техническая Конференция молодых специалистов электроэнергетики 2003 год: Сборник докладов - Москва: Издательство НЦ ЭНАС, 2003. - С. 269-273.

41. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. М.: Издательство стандартов, 1990.

42. МЭК 60050 (161): (BS 4727: Часть 1: Группа 09) Глоссарий терминов по электротехнике, электроснабжению, телекоммуникациям, электронике, освещению и цвету. Электромагнитная совместимость.

43. Красник В. В. Термины и определения в электроэнергетике. Справочник. М: ЗАО «Энергосервис», 2002. - 319 с.

44. Уильяме Т., Армстронг К. ЭМС для систем и установок. М.: Издательский дом «Технологии», 2004. - 508 с.

45. Нейман Л.Р., Калантаров П.Л. Теоретические основы электротехники. Теория электромагнитного поля. Л.: Госэнергоиздат, 1959. - 234 с.

46. Говорков В.А. Электрические и магнитные поля. М.: Госэнергоиздат, 1960.-466 с.

47. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей: Справочная книга. изд. 3-е. - Л.: Энергоатомиздат, 1986. - 488 с.

48. Колечицкий Е.С. К расчету взаимной индуктивности плоских контуров // Электричество. 2003. - № 4. - С.62-67.

49. Нейман Л.Р., Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники. Л.: Энергия, 1975. - 524 с.

50. Дьяконов В. П. Справочник по MATHCAD PLUS 7.0 PRO. М.: СК ПРЕСС, 1998.-352 с.

51. Электрическая часть станций и подстанций: Учебник для вузов / А.А. Васильев, И.П. Крючков, Е.Ф. Наяшков, и др.; Под ред. А.А. Васильева. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 576 с.

52. СО 34.35.311-2004. Методические указания по определению электромагнитной обстановки и совместимости на электрических станциях и подстанциях. М: Издательство МЭИ, 2004. - 77 с.

53. Фаронов В.В. Delphi 4. Учебный курс. М.: Издательство «Нолидж», 1999.-464 с.

54. Вращаящиееся электромагнитные поля и несовместимость санитарных норм натурным условиям электромагнитнойбезопасности на рабочих местах и в жилых помещениях / Рябов ЮГ., Бочков Ю.И., Салихов З.С. и др. // Технологии

55. ЭМС. 2005. - № 3(14). - С. 58-64.

56. Рябов Ю.Г., Бочков Ю.И. Еще раз о нормировании магнитного поля промышленной частоты // Технологии ЭМС. 2006. - № 4(19). - С. 56-61.

57. Milutiniv М. Neda Pekaric-Nad. Shelding Effect of Non-Ferrous Metel-lic Plates in Vicinity of Three Phase Conductors // Serbian journal of electrical engineering. November 2005. - Vol.2, №2. - P. 147-156.

58. Автоматизация энергоблоков АЭС / Нестеров Ю. В., Радин Ю. А., Давыдов Н. И. и др. // Электрические станции. 2006. - № 6. - С. 43-51.

59. Денисенко В. Заземление в системах промышленной автоматизации // Современные технологии автоматизации. 2006. - № 2. - С. 95-99.

60. Денисенко В. Заземление в системах промышленной автоматизации // Современные технологии автоматизации. 2006. -№ 3. - С. 76-92.

61. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках. -М.: Знак, 2000.-440 с.

62. Уильяме Т. ЭМС для разработчиков продукции. М.: Издательский дом "Технологии", 2003. - 540 с.

63. Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжения прикосновения и токов. ГОСТ 12.1.038-82. Государственный комитет СССР по стандартам. Москва.

64. Адольф И. Шваб. Электромагнитная совместимость: Пер. с нем. В.Д. Мазина и С.А. Спектора / Под ред. Кужекина М.: Энергоатомиздат, 1995.-480 с.

65. Э. Хабигер. Электромагнитная совместимость. Основы ее обеспечения в технике: Пер. с нем. / И.П. Кужекин; Под ред. Б.К. Максимова. М.: Энергоатомиздат, 1995. - 304 с.

66. Кечиев J1.H., Степанов П.В. ЭМС и информационная безопасность в системах телекоммуникаций. М.: Издательский дом «Технологии», 2005. -320 с.

67. НП-026-04 Требования к управляющим системам, важным для безопасности атомных станций. Постановление Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору от 4 октября 2004 года №2 г. Москва.

68. РД 34.35.134-96. Технические требования к модернизации систем контроля и управления технологическим оборудованием.

69. Шальман М.П., Плютинский В.Н. Контроль и управление на АЭС. -М.: «Энергия», 1979. С. 195.

70. Инструкция по монтажу ЭЧ АСУТ-1000-2РМ. ЯЕВН.421457.007-01 ИМ. 1996.

71. Дьяков А.Ф. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике и электротехнике. М.: Энергоатомиздат, 2003. - 768 с.

72. РД 34.20.116-93. Методические указания по защите вторичных цепей электрических станций и подстанций от импульсных помех. Москва: СПО ОРГРЭС, 1993.-13 с.

73. Оценка параметров заземлителей при воздействии импульсных токов / Базуткин В.В., Борисов Р.К., Горшков А.В., Колечицкий Е.С. // Электричество. 2002. - № 6.

74. Разевиг В.Д. OrCAD 9.2. М.: Солон-Р, 2001. - 528 с.

75. РД 153-34.3-35.125-99. Руководство по защите электрических сетей 6-1150 кВ от грозовых и внутренних перенапряжений. Сп.-Б.: ПЭИПК,1999.-353 с.

76. Prediction of electromagnetic field and current transient in power transmission and distribution system / D.E.Thomas, C.M.Wiggins, F.S.Nickel, and all // IEEE Trans. PD. vol.4, #1. - Jan. 1989.

77. C.M.Wiggins, S.E.Wright. Switching transient fields in substation // IEEE Trans. PD. vol. #6. - April 1991.

78. Indused transient in substation cables: measurments and models / D.E.Thomas, C.M.Wiggins, F.S.Nickel, and all // IEEE Trans. PD. vol. 9. #4. -Okt. 1994.

79. Transient electromagnetic interference in substations / C.M.Wiggins, D.E.Thomas, F.S.Nickel, and all // IEEE Trans. PD. vol.9, #4. - Okt. 1994.

80. МЭК 61312 (1-5). Защита от электромагнитного импульса молнии.

81. ГОСТ Р 50571.26-2000. Устройства для защиты от импульсных перенапряжений.

82. ГОСТ Р 51992-2002 (МЭК 61643-1-98). Устройства защиты от перенапряжений для низковольтных систем распределения электроэнергии. М.: Издательство стандартов, 2000.

83. МЭК 61024. Молниезащита зданий и сооружений.

84. ГОСТ Р 50571.21-2000 (МЭК 60364-5-548-96). Заземляющие устройства и системы уравнивания электрических потенциалов в электроустановках, содержащих оборудование обработки информации.

85. ГОСТ Р 50571.19-2000. Защита электроустановок от грозовых и коммутационных перенапряжений.

86. ГОСТ Р 50571.20-2000. Защита электроустановок от перенапряжений, вызванных электромагнитными воздействиями.

87. Комплекс измерительный для диагностики качества контуров заземления «КДЗ-1». РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ. КДЗ.000.000.000 РЭ.

88. РД 153-34.0-20.525-00. Методические указания по контролю состояния заземляющих устройств электроустановок. М.: СПО ОРГРЭС, 2000. - 53 с.

89. Основные правила обеспечения эксплуатации атомных станций. 3-е издание. Москва: Русслит, 1995. - С. 242.

90. Комплекс измерительный «ИКП-1». РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ. ИКП.000.000.000 РЭ.

91. СО 153-34-21.122-2003. Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций. Москва: Издательство МЭИ, 2003.-57 с.

92. Reyer Venhuizen. Системный подход к вопросам заземления и электромагнитной совместимости // Энергосбережение. 2004. - № 5. -С. 100-104.

93. Кузин Ф.А. Кандидатская диссертация. Методика написания, правила оформления и порядок защиты. Практическое пособие для аспирантов и соискатеелй ученой степени. 5- изд., доп. - М.: «Ось-89», 2000. -224 с.