 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Расчет и контроль зануления
Цель расчета зануления заключается втом, чтобы обеспечить:
- своевременное отключение устройства максимальной токовой защиты при пробое фазного напряжения на корпус;
- безопасное значение напряжения на корпусе относительно земли до момента отключения.
Расчет зануления выполняется в следующем порядке:
1) определение тока потребления (тока в фазном проводе). Для однофазных потребителей он равен
, (3)
где P - мощность, потребляемая оборудованием, Вт; 
- фазное напряжение, В.
Для трехфазных потребителей он равен
; (4)
2) выбор материала и определение сечения провода. В качестве материала фазных проводов выбирают мель или алюминий. Для нулевого провода кроме этих материалов возможно использование стали (стальных полос). Сечение фазных проводов выбирают из числа ближайших стандартных значений к рассчитанному значению по формуле
, (5)
где 
- экономическая плотность тока, определяемая по ПУЭ (см. табл. 1) в зависимости от режима эксплуатации сети.
Таблица 1. Экономическая плотность тока
При этой величине плотности тока общие затраты за длительное время эксплуатации, состоящие из оплаты электроэнергии и стоимости проводов, будут минимальными;
3) расчет сопротивления петли «фаза-нуль»
, (6)
где 
и 
- активные сопротивления, соответственно, фазного и нулевого проводов; 
, 
, - индуктивные сопротивления, соответственно, фазного и нулевого проводов; 
- сопротивление взаимоиндукции межу ними.
Активное сопротивление однородного провода рассчитывают по формуле
, (7)
где 
- удельное сопротивление материала провода, Ом 
м; l - длина провода, м.
Индуктивные сопротивления медных и алюминиевых проводов малы, и поэтому ими можно пренебречь. Для стальных проводов индуктивное сопротивление определяют по справочным таблицам в зависимости от плотности тока. Сопротивление взаимоиндукции рассчитывают по формуле
, (8)
где 
- магнитная проницаемость воздуха, равная 4 10 
Гн/м; l - длина линии, м; d - расстояние между проводами, м; D - диаметр провода, мм.
При кабельных линиях значением пренебрегают. При отдельно проложенном нулевом проводе пользуются эмпирической формулой
6 10 
l. (10)
Проводимость нулевого проводника должна быть не меньше половины проводимости фазного;
4) расчет тока короткого замыкания (КЗ). Ток КЗ равен
, (11)
где 
- сопротивление обмотки трансформатора (паспортная величина).
На практике значения и 
принято складывать арифметически. Это дает небольшую погрешность (до 5%) в сторону уменьшения тока КЗ, т. е. в сторону запаса (рассчитанное значение будет меньше реального).
5) выбор предохранителя или автоматического выключателя. При этом выборе должны обеспечиваться следующие требования:
- для исключения ложных срабатываний номинальный ток плавкой вставки или ток срабатывания теплового размыкателя автоматического размыкателя должен с запасом превышать ток потребления 
;
- для надежного и своевременного (не дольше 0,2 с) срабатывания должно выполняться условие
, (12)
где 
- номинальный ток плавкой вставки или уставной ток срабатывания электромагнитного элемента автомата; k -коэффициент кратности тока (см. выше);
6) расчет и оценка напряжения прикосновения. Напряжение на корпусе при наличии повторного заземления нулевого провода равно (пренебрегая индуктивными сопротивления)
. (13)
Это вытекает из рис 4. Ток короткого замыкания равен сумме токов: 
. Так как сопротивление 
, можно считать 
. То есть, 
. Так как резисторы 
и 
соединены последовательно, падение напряжения на каждом из них пропорционально сопротивлению. Напряжение прикосновения равно 
.
Рисунок 4. Упрощенная эквивалентная схема сети для расчета напряжения прикосновения
Полученное значение нужно сравнить с максимально допустимым значением напряжения прикосновения (160 В) при длительности 0,2 с. Если рассчитанное значение не превышает допустимое, расчет зануления выполнен верно.
Контроль зануления выполняется при вводе электроустановки в эксплуатацию, периодически и после ремонта. Контроль основан на измерении сопротивления петли «фаза-нуль». При стальном нулевом проводе оно измеряется на переменном токе. После измерения проверяется условие (2) и оценивается напряжение прикосновения (при времени срабатывания защиты 0,2 с напряжение прикосновения должно быть не более 160 В).
2.4.3 Повторное заземление нулевого провода: назначение, принципиальная схема, требования.
При непрерывном нулевом проводе однофазное замыкание приводит к появлению напряжений на корпусах оборудования. Величины этих напряжений зависят от длины участков нулевого провода между нейтралью источника и местом присоединения корпуса к нулевому проводу, а также от целостности нулевого провода.
На рис. 5 показано короткое замыкание фазы 1 на корпус 3 в сети без повторного заземления нулевого провода: а - общая электрическая схема сети (со всеми фазами); б - упрощенная эквивалентная схема (фаза 1); в - распределение электрического потенциала вдоль нулевого провода (с обрывом и без обрыва).
Рисунок 5 - Сеть (система TN-C) без повторного заземления нулевого провода
Из полученных графиков следуют выводы:
- с увеличением расстояния от заземленной нейтрали вдоль нулевого провода напряжение прикосновения возрастает и достигает максимальной величины в месте подключения поврежденного потребителя, представляя угрозу для жизни человека:
; (14)
- обрыв нулевого провода исключает возможность короткого замыкания и срабатывание максимальной токовой защиты.
Для уменьшения опасности поражения электротоком применяют многократное повторное заземление нулевого провода. На рис. 6 показано короткое замыкание фазы 1 на корпус 3 в сети с повторным заземлением нулевого провода а - общая электрическая схема сети (со всеми фазами); б - упрощенная эквивалентная схема (фаза 1); в - распределение электрического потенциала вдоль нулевого провода (с обрывом и без обрыва нулевого провода).
Рисунок 6 - Сеть с повторным заземлением нулевого провода
Наличие повторного заземления нулевого провода, представленное на схемах резистором 
, уменьшает напряжение прикосновения (между корпусом и землей).
Можно сделать вывод о том, что повторное заземление нулевого провода при его обрыве аналогично защитному заземлению. Оно не обеспечивает полную защиту, но существенно снижает опасность поражения электротоком.
Повторное заземление нулевого провода применяется в трехфазных четырехпроводных сетях с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000 В совместно с занулением.
Согласно ПУЭ, повторное заземление нулевого провода следует выполнять на воздушных линиях электропередачи через 200 м, на их ответвлениях и концах, а также при вводе воздушной линии в здание.
В табл. 1 приведены максимально допустимые сопротивления повторных заземлителей нулевого провода в зависимости от напряжения сети.
Таблица 1. Максимально допустимые сопротивления повторных заземлителей
| Напряжение сети, В | Сопротивление одиночного заземлителя, Ом | Общее сопротивление всех заземлителей, Ом |
| 660/380 | ||
| 380/220 | ||
| 220/127 |
Поиск по сайту: