11. Cхемы включения человека в электрическую сеть

 

     В качестве примера двухфазного включения может быть названо случайное прикосновение к другой фазе при работе на электрощитке под напряжением.

     Ток через тело человека в этом случае определяется:

                     

                                           ,       А

Где U л – линейное напряжение, В

       R h – сопротивление тела человека

     Для сети 380/220 В:

                                      

величина тока смертельная.


Однофазное включение наблюдается весьма часто: работа под напряжением при отсутствии защитных средств, при пользовании приборами с плохой изоляцией токоведущих частей, при переходе напряжения на металлические части оборудования, лишенного надлежащей защиты. На рис.3.11 приведена схема однофазного прикосновения и эквивалентная схема.

     Сопротивление провода по отношению к земле называется сопротивлением изоляции r из (или сопротивлением утечки).

     rиз1=rиз2

Чем больше сопротивление изоляции rиз, тем меньшей величины ток будет проходить через человека.

 

12. Анализ электробезопасности  в 3-х фазной сети с изолированной нейтралью.

 

Трехфазная сеть с изолированной нейтралью:

а) нормальный режим работы, когда rиз относительно земли имеет большое значение (рис.   )

б) аварийный режим (рис.3.12)

     Ток через тело человека при однофазном прикосновении в сети с изолированной нейтралью определяется:

           (3.14)

     Из 3.14 следует, что при нормальном режиме работы сети (т.е. rиз велико) прикосновение не опасно

Под аварийным режимом понимается снижение сопротивления изоляции провода, замыкание на землю (рис. 3.12).


      Рис. 3.12 Схема однофазного прикосновения при пробое фазы на    

                                                     землю

 

     Ток через тело человека будет определятся:

                   (3.16)

 

rзм – сопротивление замыкания фазы на землю (rзм »50¸100 Ом).

 

 

13. Анализ электробезопасности  в 3-х фазной сети с заземленной нейтралью.

 


     Ток через тело человека будет определятся по следующей формуле:

 

                          (3.17)

Где r0 – сопротивление заземления нейтрали источника

Ток очень опасен.

 

Возможны следующие варианты:

1). r0®0; rзм¹0; Uпр®Uф;

2). r0¹0; rзм ®0; Uпр®Uл;

3). r0¹0; rзм ¹0; Uл>Uпр>Uф


     Напряжение прикосновения в данном случае будет больше Uф, но меньше Uл, что одинаково опасно для человека.

14. Выбор схемы сети и режима нейтрали.

 

     I. До 1000 В.

     По технологическим требованиям более удобной является схема трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью, т.к. она позволяет получить два рабочих напряжения Uф и Uл.

По условиям безопасности предпочтительнее пользоваться

трехфазной трехпроводной сетью с изолированной нейтралью на тех предприятиях, где осуществляется постоянный надзор и контроль за состоянием электроустановок, где обеспечивается высокое качество сопротивления изоляции проводов, своевременно производятся профилактические осмотры и ремонты сети и немедленное устранение возможных замыканий фаз на землю.

     В сетях, не находящихся под постоянным надзором и контролем, в тех случаях, когда возможны частые замыкания на землю из-за понижения сопротивления изоляции проводов, необходимо иметь сеть трехфазного тока с заземленной нейтралью. Если условия работы неблагоприятны (большая влажность воздуха, наличие в помещении газов и паров, разрушающих изоляцию, низкая квалификация обслуживающего персонала), также предпочитается сеть с заземленной нейтралью.

    II. Выше 1000 В.

     До 35 кВ по техническим требованиям сети должны иметь изолированную нейтраль, свыше 35 кВ – заземленную нейтраль.

 

15. Основные защитные меры в электроустановках.

 

Конструктивно-технологические меры.

1)     Недоступность токоведущих частей электроустановки для случайного прикосновения.

Может быть обеспечена изоляцией, размещением на достаточной высоте, ограждением.

2)     Электрическое разделение сети- деление электрической сети большой протяженности на короткие участки.

3)     Использование малого напряжения. Малыми считаются напряжения до 42 В. при таком напряжении ток, проходящий через тело человека, не превышает 1¸1,5 мА, а это не опасно для человека.

4)     Двойная изоляция. Применение кроме основной изоляции токоведущих частей, называемой рабочей, еще одного слоя изоляции, называемой дополнительной, которая изолирует человека от металлических нетоковедущих частей, могущих случайно оказаться под напряжением.

Специальные меры

-         защитное заземление

-         защитное зануление

-         защитное отключение

-         сигнализация и блокировка

 

16. Защитное заземление, назначение, принцип действия, применения.

 

Защитным заземлением называется преднамеренное соединение с землей или ее эквивалентом металлических частей оборудования, в обычных условиях находящихся не под напряжением, но могущих оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции электроустановок.

Действие защитного заземления заключается в том, что оно снижает напряжение между корпусом оборудования, оказавшимся под напряжением, и землей до безопасного значения.

Поясним это на примере сети с изолированной нейтралью. Если корпус электрооборудования не заземлен и он оказался в контакте с фазой, то прикосновение человека к такому корпусу равносильно однофазному включению. Если же корпус заземлен, то потенциал корпуса относительно земли падает до безопасно малого значения.

Защитное заземление применяется в трехфазных трехпроводных сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью, а в сетях напряжением 1000 В и выше – с любым режимом нейтрали

17.  Типы заземляющих устройств (выносные и контурные)

 

Заземляющее устройство – это совокупность заземлителя и заземляющих поводов, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем.


Устройство защитного заземления может быть осуществлено двумя способами: контурным расположением заземляющих проводников и выносным (рис 3.19).

 


При контурном размещении заземлителей обеспечивается выравнивание потенциалов при однофазном замыкании на землю, Кроме того, благодаря взаимному влиянию заземлителей уменьшается напряжение прикосновения и напряжение шага в защищаемой зоне. Выносные заземления этими свойствами не обладают. Зато при выносном способе размещения есть выбор места для заглубления заземлителей.

18. Выполнение заземляющих устройств.

Различают естественные и искусственные заземлители.

В качестве искусственных заземлителей используют стальные, вертикально заложенные в землю трубы диаметром от 5 до 6 см, с толщиной стенок не менее 3,5 мм, длиной 2 – 3м; угловая сталь, металлические стержни диаметром 10 – 12 мм и длиной 10 м и более.

Для искусственных заземлителей в агрессивных почвах (щелочных, кислых и др.)де они подвергаются усиленной коррозии, применяются медь, омедненный или оцинкованный металл.

В качестве искусственных заземлителей нельзя применять алюминиевые оболочки кабелей, а также голые алюминиевые проводники, так как в почве они окисляются, а окись алюминия – изолятор.

В качестве естественных заземлителей могут быть использованы проложенные в земле водопроводные, канализационные и другие металлические трубопроводы; металлические конструкции и арматура железобетонных конструкций, имеющие соединение с землей; свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле.

Категорически запрещается использовать в качестве заземлителей трубопроводы горючих жидкостей и газов.

Каждый отдельный проводник, находящийся в контакте с землей, называется одиночным заземлителем, или электродом. Если заземлитель состоит из нескольких электродов, соединенных между собой параллельно, он называется групповым заземлителем.

Для погружения в землю вертикальных электродов предварительно роют траншею глубиной 0,7 – 0,8м, после чего забивают трубы или уголки с помощью механизмов. Стальные стержни диаметром 10 –12 мм, заглубляют в землю с помощью специального приспособления, а более длинные с помощью вибратора. Верхние концы погруженных в землю вертикальных электродов соединяют стальной полосой методом сварки.

19. Зануление, назначение, принцип действия, область применения.


 

Рис.3.21 Схема зануления электрического двигателя:

Uфазное  напряжение, Iк – ток короткого зануления, 1, 2, 3 – фазы, 0 – нулевой провод, R0 – сопротивление нейтральной точки.

Защитное зануление – это присоединение металлических нетоковедущих частей электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением, к глухозаземленной нейтральной точке источника (рис.3.21).

Назначение защитного зануления такое же, как и защитного заземления: устранить опасность поражения людей током при пробое на корпус. Решается эта задача автоматическим отключением поврежденной установки от электрической сети.

Принцип действия зануления – превращение пробоя на корпус в однофазное короткое замыкание с целью вызвать ток большой силы, способный обеспечить срабатывание защиты и тем самым автоматически отключить поврежденную установку от питающей сети. Такой защитой служат:

плавкие предохранители или максимальные автоматы, устанавливаемые для защиты от токов короткого замыкания;

магнитные пускатели со встроенной тепловой защитой;

контакторы с тепловыми реле и другие приборы.

При пробое фазы на корпус ток идет по пути: корпус – нулевой провод – обмотки трансформатора – фазный провод – предохранители; ввиду того, что сопротивление при коротком замыкании мало, сила тока достигает больших величин и предохранители срабатывают.

Защитное зануление применяется в трехфазных четырехпроводных электрических сетях напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью. Такие сети обычно напряжением 380/220 и 220/127 В широко применяются в машиностроительной промышленности.

Назначение нулевого провода в электрической сети – обеспечить необходимую для отключения электроустановки величину тока короткого замыкания путем создания для этого тока цепи с малым сопротивлением.

Iкз³3Iн – для защиты плавкими предохранителями. Iн – номинальный ток установки .

Заземление нейтрали  в трехфазной четырехпроводной сети делается для того, чтобы снизить до безопасного значения напряжение нулевого провода относительно земли при случайном замыкании фазы на землю.

Без заземления нейтрали такая сеть опасна и применяться не должна.

 

20. Назначение повторного заземления нулевого защитного проводника.

 

Повторное заземление делается с целью уменьшить опасность поражения человека током при обрыве нулевого провода и одновременном пробое фазы на корпус за местом обрыва. В этом случае при отсутствии повторного заземления напряжение на корпусе равно фазному. Если же нулевой провод имеет повторное заземление, то при его обрыве до места замыкания фазы на корпус напряжение на нем значительно снижается.

Нулевой провод должен быть проложен так, чтобы исключить возможность обрыва; в нулевом проводе запрещается ставить предохранители, выключатели и другие приборы, способные нарушить его целостность. Проводимость нулевого провода должна составлять не менее 50% проводимости фазного провода.

Контроль зануления электрооборудования производится при его приемке в эксплуатацию, а также периодически в процессе эксплуатации. Один раз в пять лет должно производиться измерение полного сопротивления петли «фаза - нуль» для наиболее удаленных, а также наиболее мощных электроприемников, но не менее 10% их общего количества.

Внеплановые измерения обязательно производятся при капитальных ремонтах и реконструкции сети.

 

21. Защитное отключение, назначение, основные требования, типы УЗО, схема УЗО и его работа.

 

Защитным отключением называют средства защиты, обеспечивающие автоматическое отключение аварийной установки в случае замыкания одной из фаз на корпус и возникновения опасности поражения человека током. Время срабатывания защитного отключения не более 0,2 сек.


Защитное отключение является частным случаем защитного зануления. В отличие от зануления, защитное отключение может применяться в любых сетях независимо от принятого режима нейтрали, величины напряжения и наличия в них нулевого провода. Защитное отключение может применяться в условиях повышенной опасности в дополнение к защитному заземлению, а также вместо заземления корпусов электрооборудования, когда его выполнить трудно, например, в передвижных электроустановках, установленных на скальных грунтах или удаленных от системы заземления или зануления приемника тока.

 

 

Рис.3.22 Принципиальная схема защитного отключения.

 

Защитное отключение осуществляется при помощи автоматических выключателей, снабженных специальным реле защитного отключения. Принципиальная схема защитного отключения изображена на рис.3.22. Основным элементом схемы является защитное реле 1 с постоянно замкнутыми контактами. При замыкании на корпус одной из фаз, когда корпус электроустановки окажется под напряжением выше допустимого, сердечник реле 1 втягивается и размыкает цепь питания катушки контактора 2, в результате чего электроустановка отключается. Защитное реле 1 срабатывает при заданном напряжении на корпусе электроустановки порядка 24¸40 В. для контроля исправного действия защитного реле, контактора и всех соединений предусмотрена контрольная кнопка 4.

 

Hosted by uCoz