Захисні міри при непрямому дотику (у аварійному режимі роботи електричних установок)

Захисне заземлення

Захисне заземлення – це навмисне електричне з`єднання з землею або з її еквівалентом металевих неструмоведучих частин, котрі можуть опинитись під напругою.

Заземлення – умисне сполучення з землею або її еквівалентом металевих частин ЕУ. Якщо з землею з’єднані струмопровідні частини – це робоче заземлення.

Заземлення бувають:

- робочими – якщо з землею сполучені струмопровідні частини;

- захисними – неструмопровідні частини (корпуси), які можуть опинитись під напругою при пошкоджені робочої ізоляції;

- технологічні;

- для блискавкозахисту;

- суміщені.

У відповідності з ПУЭ захисне заземлення виконується у таких випадках:

- для всіх ЕУ – при і вище ~ струму та 440 В і вище = струму;

- для ЕУ, розміщених у приміщеннях з підвищеною і особливою небезпекою та поза приміщеннями – при вище 42 В ~ струму і вище 110 В = струму;

- для вибухонебезпечних ЕУ – при будь-якій напрузі ~ чи = струмів.

Призначення захисного заземлення: захист від напруги дотику, тобто від напруги на корпусі електроустановки (при пошкодженні робочої ізоляції і переході напруги металевому корпусі) відносно землі.

Розглянемо принципи захисту захисного заземлення.

1-й випадок – у мережах з ізольованою нейтраллю:

Рис. 7.4. Принципи захисту захисного заземлення у мережах з ізольованою нейтраллю

Uк= IззRз; Iзз залежить тільки від r і не залежить від Rз

- залежить від R_З

тобто можна вибрати таку величину R_З (достатньо малу), що при існуючому Iзз Uк і Iлд будуть безпечними.

Умова безпеки:

Uк= IззRз≤ Uдот.доп.

Iлд без заземлення корпуса - Iлд =Uф/(Rлд+r/3)

Iлд з заземленняv корпуса - Iлд =Uф/(Rлд+r/3+(rRлд /3Rз))

Rлд→103Ом; r/3→105Ом; rRлд /3Rз →107Ом.

Таким чином:

захисне заземлення є ефективною мірою захисту у мережах з ізольованою нетраллю при напрузі і до і вищій 1кВ;

захисна дія заземлення у мережах з ізольованою нетраллю полягає у зменшенні напруги захисту за рахунок малої величини Rз в ЕУ з малими Iзз.

2-й випадок – ЗЗ у мережах із заземленою нейтраллю:

Рис. 7.5. Принципи захисту захисного заземлення у мережах із заземленою нейтраллю

Uк= IззRз; Iзз = Uф/(Rр+Rз) – суттєво залежить від Rз

якщо Rр=Rз, Uк= 0.5Uф; якщо Rр>Rз,Uк> 0.5Uф;

тобто зменшенням Rз не можна суттєво зменшити Uк.

Таким чином:

- ЗЗ є ефективною мірою захисту у мережах з заземленою нейтраллю тільки при напрузі більшій 1кВ;

- захисна дія заземлення у мережах з заземленою нейтралью полягає у перетворенні замикання фази на корпус ЕУ у однофазне КЗ, від струму якого спрацьовує МСЗ і вимикає пошкоджену ЕУ;

- умова безпеки ЗЗ у мережах з заземленою нейтралью напругою вище 1кВ

- Uк= IззRз≤ Uдот.доп.(tс)

Конструктивно заземлюючі пристрої являють сукупність заземлювача і заземлюючих провідників.

Заземлювач – це металоконструкція, яка розміщена в грунті і має з ним хороший електроконтакт.

Заземлюючий провідник – це провідниик, що з’єднує корпус електро-приймача з заземлювачем. Заземлюючий провідник, що має 2 або більше відгалужень, називається магістраллю заземлення.

Заземлювачі поділяються на натуральні та штучні.

Натуральні заземлювачі – це металоконстукції в грунті, які мають з ним гарний контакт, виконують будівельні або технологічні функції і паралельно зазтосовуються для заземлення.

ПУЭ передбачає в першу чергу використовувати натуральні заземлювачі

За взаємним розташуванням заземлювачів і заземлюваного обладнення заземлення поділяється на виносні і контурні.

Заземлювачі виносних заземлень розташовується на деякій відстані від заземлюваного обладнення, часто за межами зони розтікання струму замикання на землю, а заземлювачі контурних заземлень - безпосередньо біля обаднення або під територією майданчика, на якому розміщене це обладнання.

Умова безпеки:

Таким чином, виносні заземлення можуть застосовуватись тільки у мережах з ізольованою нейтраллю при невеликих IЗЗ, а при великих(у мережах з ефежктивно заземленою нейтраллю напругою вище 1 кВ) – контурні заземлення.

Таким чином, контурне заземлення “дозволяє підвищити” потенціал поверхні майданчика по відношенню до території, що примикає. На території майданчика та будуть набагато меншими, ніж при виносному заземленні або при поодинокому заземлювачі, а в деяких точках, навіть, дорівнюватимуть нулю.

Однак за межами майданчика, що охоплюється заземлювачем, крива розподілу потенціалів “йде круто” і виявляється достатньо великою. Для зменшення за межами майданчика, у поперек подовжньої осі проходу і проїзду на деякій глибині вкладаються металеві смуги, не з’єднані з основним заземлювачем і між собою. Це дозволяє “замінити” ктруту криву розподілу потенціалу більш похилою ламаною кривою, в результаті чого зменшується.

Умова безпеки:

Занулення

Визначення, схема, принцип захисту

В мережах напругою до 1 кВ з глухозаземленою нейтраллю захисне заземлення не є ефективною мірою захисту. В таких мережах використовують занулення – з’єднання корпусів ЕУ з нульовим проводом трьохфазної мережі з глухозаземленою нейтраллю, з заземленим полюсом в однофазних мережах і з заземленою середньою точку в мережах постійного струму.

Рис. 7.6. Схема занулення

Принцип захисту: перетворення замикання фази на корпус в однофазне коротке замикання, від струму якого спрацьовує МСЗ і селективно вимикає пошкоджену ЕУ.

Призначення елементів схеми

Нульовий провід в мережах може бути робочим (для отримання UСР), захисним (для захисту) і суміщеним. Нульовий провід захисний чи суміщений (у схемі занулення) служить для перетворення замикання фази на корпус в однофазне коротке замикання.

МСЗ служить для вимкнення аварійної ЕУ.

Робоче заземлення нейтралі зменшує напругу нульового проводу і корпусів ЕУ по відношенню до землі за час протікання струму КЗ.

Повторне заземлення нульового проводу, що виконується на певній відстані від п/ст, дозволяє ще більше знизити напругу нульового проводу по відношенню до землі при справній мережі і забезпечити деякий ступень захисту при обриві нульового проводу між точкою з`єднання корпуса і трансформатора.

Вимоги до занулення

- щодо кратності струму КЗ – провідники занулення повинні вибиратись так, щоб при замиканні на нульовий провід чи приєднані до нього корпуси ЕУ виникав струм 1-фазного КЗ, який перевищує не менше ніж в 3 рази номінальний струм найближчої плавкої вставки запобіжника чи автомата з тепловим розчеплювачем; при захисті мережі автомати з електромагнітними розчеплювачами кратність струму повинна бути не менше 1.1, а при відсутності паспортних даних на автомат – 1.4, для автоматів з номінальним струмом до 100А і 1.25 для інших;

- щодо провідності нульового проводу - провідність нульового проводу повинна бути не менше 50% провідності фазних проводів;

- щодо неперервності нульового проводу – має забезпечуватись неперервність нульового проводу від кожного корпусу до нейтралі джерела струму; у зв`язку з цим всі з`єднання нульового проводу повинні біти виконані нероз`ємними, у нульовий провід не дозволяється вмонтовувати пристрої МСЗ і комутуючі пристрої; допускається вмонтовувати комутуючі пристрої, які одночасно з розривом нульового проводу розривають і всі фазні;

- щодо опору робочого заземлення – опір струму розтікання робочого заземлення не повинен перевищувати значень наведених в таблиці;

- щодо повторного заземлення нульового проводу – повторне заземлення нульового проводу має виконуватись на кінцях ПЛ і відгалужень від них при довжині 200 м і більше, а також при введенні ПЛ в будівлі, ЕУ яких підлягають зануленню; при розміщенні ЕУ поза будівлями, відстань від ЕУ до найближчого заземлювача робочого чи повторного заземлень не повинна перевищувати 100 м; опір струму розтікання повторних заземлень не повинен перевищувати значень наведених в табл. 7.1.

Таблиця 7.1. Опір струму розтікання повторних заземлень

Методика розрахунку занулення

Вихідні данні розрахунку

- напруга мережі;

- конструктивні дані мережі: вид, матеріал, довжина і площа перерізу ділянок;

- дані про пристрої МСЗ (вид, ІНОМ);

- дані про трансформатор живлення (напруга вища/нижча, тип, схема з`єднання обмоток, опір).

Розрахунок на вимикаючу здатність

Це розрахунок І_КЗ та співставлення його з І_{НОМ МСЗ}.

І_КЗ визначається за формулами:

- загальний випадок: ;

- для ПЛ: ;

- для КЛ: ,

де r_Ф, r₀, r_ТР – активні опори фазного і нульового проводів та обмотки трансформатора; х_Ф, х₀, х_ТР – індуктивні опори відповідно; х_ВП – індуктивний опір внутрішньої петлі фаза-нуль; z_TP/3 – повний опір обмотки трансформатора.

Визначається коефіцієнт кратності струму КЗ до номінального струму пристрою МСЗ:

.

Якщо , змінити вид МСЗ (щоб зменшити ) чи збільшити переріз проводів (щоб збільшити ІКЗ).

Контроль занулення

Включає: огляд кола, вимірювання петлі фаза-нуль, розрахунок І_КЗ і співставлення його з І_НОММСЗ, вимірювання опору R_P та R_H.

Виконується: приймально-здавальний та періодичний; при капітальних ремонтах і не рідше 1 разу у 5 років. У міжремонтні строки контроль, пов’язаний з визначенням К_С виконується для ЕУ найбільш потужних, найбільш віддалених від джерела живлення і не менше ніж для 10% від їх загальної кількості.

Вимірювання опору петлі фаза-нуль виконують по схемі А-V (з відключенням усієї мережі чи з відключенням ЕУ від мережі) або із застосуванням вимірювача М-417.

Після вимірювання опору петлі (Z_n) визначають І_КЗ за формулою: і К_С.

Захисне вимикання

Це – система захисту, яка забезпечує автоматичне відключення пошкодженого електроустаткування чи ділянки мережі при виникненні в них небезпеки ураження людини електричним струмом.

Схема ПЗВ складається з:

- датчиків, які реагують на зміни параметру чи режиму мережі;

- датчиків, які реагують на зміни параметру чи режиму мережі;

- датчиків, які реагують на зміни параметру чи режиму мережі;

- виконавчих елементів (комутуючі пристрої і т.п.).

В основу класифікації ПЗВ покладено принцип зміни параметра мережі чи ЕУ, що виникає при пошкоджені:

- на напрузі на корпусі відносно землі;

- на струмі замикання на землю;

- на напрузі фази відносно землі (в мережах з ізольованою нейтраллю);

- на напрузі нульової послідовності (в мережах з ізольованою нейтраллю);

- на струмі нульової послідовності (застосовуються фільтри НП);

- вентильні схеми (для контролю ізоляції в мережах шахт та кар’єрів);

- схеми на оперативному струмі (змінному чи постійному);

- комбіновані схеми (мають декілька датчиків і реагують на зміну декількох параметрів).

Вимоги до ПЗВ:

- достатня чутливість, що забезпечує безпеку;

- достатня швидкодія;

- надійність;

- наявність самоконтролю чи ручного контролю справності;

- конструктивні вимоги.

Схеми ПЗВ можуть застосовуватись як єдина міра захисту (тоді в них має бути самоконтроль) або у доповнення до захисного заземлення чи занулення (тоді достатньо ручного контролю справності).

Схема ПЗВ на напрузі на корпусі відносно землі чи на струмі замикання на землю. Може застосуватись для ЕУ, де неможливо чи не доцільно виконувати захисне заземлення з опором, який вимагають в ПУЭ: для пересувних ЕУ та ЕУ на ґрунтах з великим ρ. Достоїнство – простота, недолік – схема „працює” при обриві в колі заземлення.

Подвійна ізоляція

Термін означає виконання корпусів ЕУ з ізоляційних матеріалів.

Захисна дія – неможливість переходу напруги на корпус ЕУ і ураження людини UДОБ.

Область застосування обмежена недоліками, притаманними пластмасам: недостатня механічна міцність, не технологічність, не надійність з`єднань з металом.

З подвійною ізоляцією виготовляють вимірювальні прилади, арматуру електропроводок, ручні електрифіковані інструменти.

Поиск по сайту: