Навигация


Главная
УСЛУГИ
Гостевая книга
Правила пользования
Авторизация / Регистрация
ЛитРес
 
Главная arrow БЖД arrow Охрана труда - Запорожец ОИ
Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая

126 Защитное заземление электроустановок

Вспомогательное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением называется защитное заземление

Защитное заземление целью снизить напряжение прикосновения между корпусом электроустановки и землей до 42 В, и меньше, возникает в результате повреждения или пробоя изоляции токоведущих частей Защитное ЗАЗе емлення следует отделить от заземления для защиты от разрядов статического и атмосферного электричестваи.

Вспомогательное соединение с землей нейтральных точек обмоток генераторов, силовых и измерительных трансформаторов, дугогасящих аппаратов и других цепей для обеспечения нормальной работы электроустановок н называется рабочим заземлением Заземление для защиты от разрядов статического и атмосферного электричества осуществляется для отвода этих зарядов в землю.

Принцип работы защитного заземления На рис126, а показана ситуация прикосновения человека к заземленному корпусу электроустановки, на котором появилась напряжение На рис126, б - ее эквивалентная электрическая схема

Випадок дотику людини до заземленого корпуса електроустановки

Рис126 Случай прикосновения человека к заземленному корпусу электроустановки:

а - схема прикосновения;

б - эквивалентная электрическая схема заземленной электроустановки

Во-первых, определим значение напряжения прикосновения U дот, прилагаемое к человеку при прикосновении ее к заземленному корпусу, с одной стороны, и к ногам, с другой, а затем значение тока И протекающий через человека в этой цепи

С целью упрощения математических преобразований во-первых, оперировать будем проводимости цепи, а затем заменим их опорами

Таким образом, проводимость заземления Gз, проводимость человека Gл и проводимость изоляцииС1 провода 1 по земли включены параллельно между собой и последовательно с проводимостью С2 изоляции провода 2

Проводимость суммарная параллельной цепи провода 1:

При прикосновении к корпусу электроустановки напряжение U дот, воздействующей на человека, определится:

В этом выражении проводимостиGл, G1, О2 значительно меньше проводимости заземленияGз и ими как слагаемыми в знаменателе этого выражения можно пренебречь Заменяя проводимости опорами и принимая r2 = r с- сопротивление изоляции), получим

Выражение (125) позволяет утверждать, что наиболее доступным мероприятием по снижению напряжения U дот является уменьшение сопротивления заземления гз, а увеличивать сопротивление изоляциигз экономически нецелесообразно

Тогда ток, протекающий через человека при прикосновении ее к заземленному корпусу электроустановки определится:

Пример 125 Рассчитать значение тока, протекающего через человека при прикосновении ее к корпусу электроустановки, на примере рис126 в двух случаях: установка не заземлена; установка заземлена

Исходные данные:r1 =r2 = r с = 5-103 Ом напряжение сетии = 115 В; Я = 1000 Ом г = 4 Ом \"Решение:

В случае, когда установка не заземлена, ток, протекающий через человека определяется по формуле (124):

Когда установка заземлена, значение тока, протекающего через человека, определим по формуле (126):

Правила устройства электроустановок (ПУЭ-86) устанавливают нормы сопротивления заземляющего устройства Как следует из выражения (125), норма сопротивления заземляющего устройства гз зависит от тока замыкания на земле Из в сети, к которой подключена электроустановка, подлежащей заземлению В сетях различной длины и разветвленности и, следовательно, с различными токами замыкания на землю установлены определенные значения сопротивления заз землювального устройстваю.

Для электроустановок, питаемых напряжением до 1000 В от сетей малой длины с малыми токами замыкания на землю (не более 5 А), сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом К таким м сетей на предприятиях относятся сети с напряжением 380/220 В, проложенные на территории предприятий от трансформаторных подстанций для питания потребителей электроэнергии и осветительных установок пи дприемства.

Если электроустановка питается от вынесенных трансформаторов и генераторов мощностью до 100 кВА сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 10 Ом Такие сети имеют малую длину и разветвленность, а токи замыкания на землю в них не превышают 0,1-0,2 А К таким сетям относятся сети питания от дизель-генераторных установок (при авар рой в городских системах электроснабженияя).

Электроустановки, питающиеся напряжением выше 1000 В - до 110 кВ с эффективно заземленной нейтралью, где токи замыкания на землю в сети достигают значений 50-500 А сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 0,5 Ом Защитное заземление электроустановок выполняют: на всех электроустановках при напряжении переменного тока 380 В и выше, 440 В и выше - постоянного тока;

в электроустановках, расположенных в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках при номинальных напряжениях выше 42 В переменного тока и выше 110 В постоянного тока у

во взрывоопасных помещениях - для всех напряжений Устройство заземления Заземлители бывают - искусственные предназначенные только для заземления электроустановок, и природные - металлические предметы и конструкции в земле

Заземлители искусственные могут быть вертикальными и горизонтальными Как вертикальные заземлители используют стальные стержни, пруток и угловую сталь длиной 2,5-3 м, а самостоятельные горизонтальные заземлители и для связи сентябре ртикальних - полосную сталь и стальной пруток Наименьшие размеры искусственных заземлителей: диаметр прутковых не оцинкованной - 10 мм, сечение прямоугольных заземлителей 48 ммм2 толщина прямоугольных заземлителей (полосовая сталь) и полок угловой стали - 4 мм

установка одиночного стрижневого заземлювача в траншеї

Заземлители вертикальные забивают при помощи механизмов в предварительно вырытые траншеи глубиной 0,7-08 м (рис 127) Стальные прутки диаметром 10-12 мм, длиной 4-4,5 м вкручивают с помощью специальных х приспособленияань.

погружены в землю вертикальные заземлители соединяют полосовой сталью, приво-рюючы ее к верхнему концу стержня ребром вверх для лучшего контакта с землей При использовании полосы, как самостоятельного заземлить лювача, ее укладывают в ту же траншею ребром вверх и засыпают землей с последующим тщательным трамбованием для улучшения ее контакта с землею.

Располагают заземлители в местах, где нет подсушивания земли от проложенных трубопроводов и других источников тепла

Горизонтальные заземлители прокладывают в траншеях с однородным грунтом, без щебня и строительного мусора Когда существует опасность коррозии заземлителей, тогда:

- увеличивают сечение одиночных заземлителей;

- применяют оцинкованные заземлители;

- используют электрическую защиту заземлителей против коррозии

Как искусственные заземлители, допускается применять бетон, проводит электричество Для заземлителей можно применять металлы, подержанную, но они не должны иметь сильных признаков коррозии, должны бу ути очищены от краски, масел и изолирующих вен.

Искусственные устройства на сооружениях, заземляющих в районах с большим удельным сопротивлением грунта рекомендуется:

- вертикальные заземлители большей длины (более 3 м) применять, если на глубине удельное сопротивление грунта меньше, чем к поверхности;

- выносные заземлители располагать в местах (до 2 км) с меньшим удельным сопротивлением грунта;

- в траншеи вокруг заземлителей, проложенных горизонтально, заключать влажный глинистый грунт, который трамбуют и засыпают щебнем;

- когда применение других мер неэффективно, обрабатывать почву для снижения его удельного сопротивления

На практике в большинстве случаев одного заземлителя для обеспечения установленной нормы заземления недостаточно В таких случаях забивают несколько заземлителей по периметру защищаемого объекта, или и под защищаемым объектом Такое заземление называется контурнойим.

Природные заземлители - это металлические конструкции зданий, сооружений и иных объектов или предметов, имеющих хороший электрический контакт с землей

Как естественные заземлители могут использоваться:

- трубопроводы, проложенные в земле (кроме трубопроводов для горючих жидкостей и взрывчатых газов);

- обсадные трубы артезианских колодцев и скважин;

- арматура железобетонных конструкций зданий и сооружений, имеющих связь с землей;

- свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле;

- заземлители опор линий электропередачи (ЛЭП);

- воздушные ЛЭП, соединенные с заземляющим устройством электроустановки с помощью горизонтального троса, если он не изолирован от сопротивления линии;

- нулевые провода воздушных ЛЭП напряжением до 1000 В с повторными заземлителями при количестве линий не менее двух;

- рельсовые пути магистральных не электрифицированных железных дорог;

- подъездные пути при наличии вспомогательного устройства перемычек между рельсами

Заземлители природные присоединяются к магистрали заземления не менее, чем в двух местах

Заземлители природные имеют малое сопротивление относительно растекания электрического тока, а поэтому их использование приводит экономию металла Природные заземлители используют без искусственных заземлителей, если они и обеспечивают установленную в ПУЭ-86 норму сопротивления, и которая остается неизменной от сезона к сезону.

Расчет защитного заземления Заземляющее устройство рассчитывают для определения количества вертикальных заземлителей, длины соединительной полосы и их размещения При этом учитывают возможность использования естественных заземлителей

В зависимости от назначения заземляющего устройства определяют норму сопротивления

Определяют грунт, в котором будут располагать заземления, затем определяют его удельное сопротивление (табл121)

Таблица 121

Удельное сопротивление почв и воды

Грунт

Удельное сопротивление, 102 Ом-м

Грунт, вода

Удельное сопротивление, 102 Ом-м

Песок

7 (4-10)

Глина

0,4 (0,08-0,7)

Супесь

3 (1,5-4)

Торф

0,2 ??(0,05-0,3)

Чернозем

2 (0,096-5,3)

Водаричкова

0,5 (0,1-0,8)

Суглинок

1 (0,4-1,5)

Вода морская

0,01 (0,002-0,01)

Примечания: 1 Значение удельных сопротивлений грунтов дано при их влажности 10-20% 2 В скобках приведены пределы колебаний значения сопротивления почвы в зависимости от влажности

Сопротивление грунта зависит и от времени года Для уменьшения сезонных колебаний сопротивления заземления забивают (закладывают) поглубже Удельное сопротивление грунта является важнейшим параметром, определяющим значение сопротивления заземляющего устройства Поэтому при заключении заземлителей в песчаных, каменистых почвах и в районах вечной мерзлоты необходимо применять меры, снижающие удельное сопротивление почветів.

Можно увеличить электропроводность почвы, если вокруг заземлителя в радиусе более 0,5 м заменить грунт мелкозернистым, более гигроскопичным (глиной, жирным черноземом, суглинком) или добавить в осно НТУ каменноугольный шлак, древесный уголь, золу, сажу, сел.

Кроме того, место установки заземлителя можно поливать водой или растворами солей хлористого натрия или кальция, растворами медного или железного купороса

Заземление рассчитывают в такой последовательности

1 Рассчитывают сопротивление одиночного заземлителя с выбранного материала по эмпирическим формулам

Полоса стальная с сечением не менее 100 мм2 и толщиной 4 мм, которая закладывается в грунт параллельно земле на глубину 0,7-0,8 м ребром вверх, равна:

Кольцевой заземлитель из прутка диаметром d или полосы шириной р, закладывается на глубинуН см 0,7-0,8 м, имеет сопротивление:

гдеD - диаметр кольца заземления м; d= 0,5 b диаметр заземлителя для полосы шириной b

2 определяет коэффициент использования сопротивления одиночного заземлителя рассчитанного по формулам (127) - (129), когда он находится в группе контурного заземления

Когда в групповом контурной заземлении расстояние между одиночными заземлителями более 40 м, то общее сопротивление всей группы будет определяться, как параллельное соединение отдельных заземлителей

Когда расстояния между заземлителями менее 40 м, тогда ухудшаются условия растекания тока от каждого отдельного заземлителя, т.е. сопротивление растеканию тока от заземлителя, рассчитанный по формулам (127) - (1 129), фактически будет больше Большим будет и сопротивление контурного группового заземлителя, и чтобы получить такой же сопротивление контурного группового заземления, требуется большее количество отдельных заземлителей рассчитывается кая количество отдельных групповых заземлителей, используют коэффициент, учитывающий степень увеличения сопротивления одиночного заземлителя -а - коэффициент использования одиночного заземлителя ц или коэффициент экранирования

Значение коэффициент использования одиночного заземлителя зависит от: количества заземлителей в контуре расстояния между заземлителями; формы и их размеров Чем меньше расстояние между заземлителями, тем мен нший этот коэффициент Он равен единице при расстоянии между заземлителями более 40 м, когда взаимное их экранирование отснє.

Если известно количество одиночных заземлителей и расстояние между ними, тогда согласно табл122 находим коэффициенты использования как одиночного заземлителя, так и полосы, соединяющей заземлители

Когда известный сопротивление одиночного вертикального заземлителя, рассчитанный по формулам (127) - (129), ориентировочно определяют (при известной норме сопротивления заземляющего устройства) количество заземлителей Затем раз смещают заземлители на плане, определяющие расстояния между ними и согласно табл122 находят значения коэффициентов951; в и см и более точно рассчитывают количество заземлителей в контурной групповом заземлении:

Таблица 122

Коэффициенты использования одиночного заземлителя со стержня ( в) или уголка (к) и полосы, что объединяет эти заземлители ( см)

Коефіцієнти використання одиночного заземлювача зі стрижня (η ст) чи кутника (η к) і смуги, що поєднує ці заземлювачі (η см)

3 Рассчитывают сопротивление растеканию тока в земле от соединительной полосы по формуле (128), предварительно определив ее длину при известном количестве заземлителей и расстояния между ними

4 Рассчитывают сопротивление группового контурного заземляющего устройства из стержневых или уголкового заземлителей, соединенных полосой:

Пример 126 Рассчитать контурное заземление подстанции 6/0, 4 кВ и сопротивление контура заземления

Исходные данные: Трансформаторная подстанция имеет два понижающих трансформаторы 6/0, 4 кВ, в которых нейтрали заземлены на стороне 0,4 кВ Подстанция находится в кирпичном доме размером 10x15 м Вблизи подстанции част тково зарыта в землю металлическая конструкция, которую можно использовать как природный заземлитель, имеющий сопротивление растеканию тока с учетом сезонных колебаний ИІІе = 18 Ом Длина кабельных линий напряжением 6 кВ I = 80 км, воздушных - I = 50 км Как единственные вертикальные заземлители, будут использоваться стальные стержни длиной Ив = 5 м, диаметромй = 16 мм Соединяются верхние концы стержней стальной полосой сечением 4x40мм, положенной в землю на глубине Н см = 0,8 м Вертикальные заземлители, главным образом, располагаются в суглинка с удельным сопротивлением грунта рв = 110 Ом-м, а горизонтальная стальная полоса - в черноземе с удельным сопротивлением р см = 190 Ом-м (табл121)

Решение Ток замыкания на землюІз на стороне 6 кВ определится по формуле:

Заземление принимаем общим для установок 6 кВ и 0,4 кВ и тогда согласно ПУЭ-86 его сопротивление искусственного заземления составит:

Тогда требуемое сопротивление контурного заземления с учетом использования природного заземлителя определяется выражением:

Заземление принимаем общим для установок 6 кВ и 0,4 кВ и тогда согласно ПУЭ-86 его сопротивление искусственного заземления составит:

Тогда требуемое сопротивление контурного заземления с учетом использования природного заземлителя определяется выражением:

Предварительно заземлители разместим на плане с учетом размеров подстанции Располагаем заземлители по периметру подстанции на расстоянии а = 5 м друг от друга Как что количество заземлителей п = 12 шт т, тогда длина Ь соединительной полосы определитсяся:

Определим сопротивление растеканию тока от одиночного вертикального стержневого заземлителя R в и от соединительной полосы R см по формулам (127) - (128):

С табл122 определим коэффициент использования одиночного стержневого заземлителя при отношении: а / 1 = 5/5 = 1; п = 12 шт П в = 0,55 и соединительной полосы г | см = 0,35

Определим сопротивление искусственного контурного заземления Я ШКЗ по формуле (1210):

Определенный сопротивление искусственного контурного заземления 2,6 Ом превышаетЯн = 2,28 Ом, поэтому следует увеличить количество заземлителей до 13 штук

Итак, контурное заземление будет состоять из 13 вертикальных стержней длиной 5 м, диаметром 16 мм, забитых по периметру здания подстанции на расстоянии 5 м друг от друга, соединенных стальной полосой д длиной 65 м, сечением 4х40 мм, проложенной на глубине 0,8 м, и подключенных к естественному заземлителю сварки.

Контроль заземляющих устройств Исполнитель заземляющего устройства до начала приемо-сдаточных испытаний предоставляет приемной комиссии техническую документацию:

- рабочие чертежи и схемы заземляющего устройства с указанием расположения подземных коммуникаций;

- акты на подземные работы по заключению элементов заземляющего устройства;

- акты на выполнение скрытых или малодоступных элементов молниезащиты (токоотводы, тросы, приемники молний) Сопротивление заземляющего устройства измеряют с помощью специальных приборов - ным мерников заземления Сопротивление рассчитывается непосредственно в омах по шкале прибора Для этого применяются измерители заземления МЗГ с тремя границами измерения (0-2,5; 0-25 и 0-250 Ом) и погрешностью до 5 5%.

ИВЗ-И - инспекторский измеритель заземления с двумя границами измерения (0-5 и 0-50 Ом) и погрешностью 10% и измеритель сопротивления заземления типа М-416

Зануление электроустановок - электрическое соединение с нулевым защитным проводником1 металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением Нулевой защитный проводник - проводник, соединяющий занульовани части с глухозаземленной нейтральной точкой обмо откы источника тока или с ее эквивалентомм.

Схема зануления электроустановки приведена на рис128 Зануление осуществляют для устранения опасности поражения человека током в случае ее прикосновения к корпусу электроустановки, которая оказалась под напряжением относительно в земле, при замыканиях на корпус или переходе напряжения вследствие повреждения изоляции токоведущих проводов электроустановкахвки.

Принципова схема занулення електроустановки в трифазній мережі

Работа зануления состоит в том, что при замыкании фазы на корпус создается однофазное короткое замыкание между фазой и нулевым защитным проводником через аппаратуру защиты - предохранитель 2, срабатывает есть и отключает замкнутую на корпус фазу Как аппаратуру защиты при этом применяют: плавкие предохранители или автоматы максимального тока; магнитные пускатели с тепловой защитой; контакторы с тепловыми релиз е для защиты от перегрузок и др..ш.

Зануление применяется в трехфазных четырехпроводных сетях с глухозаземленной нейтралью напряжением 380/220 В, 220/127 В и 660/380 В занулению подлежат все корпуса электроустановок и нетоковедущих и части, подлежащие заземлениюю.

Однако следует знать, что в одной сети, недопустимо одни установки только зануляты, а другие - только заземлять, потому что опасность прикосновения к корпусам электроустановок, питаемых от сети растет

Для примера рассмотрим ситуацию (рис129), когда установка 1 зануленным, а установка2 заземлена

Когда фаза замкнула на корпус заземленной установки 2, тогда ток замыкания / будет протекать через сопротивление заземления этого корпуса rз, сопротивление заземления нейтрали г0 и нулевую точку источника тока

(рис129)

Тогда напряжение Е /к между заземленным корпусом 2 и землей будет равна:

Когда предположим, что сопротивление заземления нейтрали г0 и сопротивление защитного заземления г3 одинаковы (r0 = rз), то Uк и U0 тоже будут одинаковы, т.е. напряжение корпуса относительно земли каждой из установок будет равна половине фазного 220/2 = 110 В Более того, если опоры r0 и г не будут одинаковы, то напряжение фазы распределится между ними пропорционально значению этих сопротивлений и тогда на одной из установок напряжение может быть больше 110 В На практике такое замыкание может существовать дов ВОО и его отыскать очень трудно, потому что корпуса всех установок зануленных и заземленных, в том числе и исправных, находящихся под напряжением Одновременное зануления и заземления того же корпуса электро установки не только не опасен, а, наоборот, увеличивает опасностейку.

Литература: [5], [19], [21], [22]

Вопросы для самоконтроля

1 Какой механизм поражения электрическим током?

2 Как действует электрический ток на организм человека?

3 Какие факторы влияют на исход поражения электрическим током?

4 Какое значение сопротивления тела человека и от чего он зависит?

5 Как определить категорию помещения, в котором вы работаете, по степени електронебезпечности?

6 К какой категории помещений по степени электробезопасности следует относить самолет?

7 Какие способы искусственного дыхания применяют при оказании первой помощи?

8 В чем сущность однополюсного и двухполюсного прикосновения к двухпроводной самолетной сети 115 В, 400 Гц?

9 Насколько опасен однополюсный прикосновение к самолетной одно-проводной сети 27 В постоянного тока?

10 Как изменяется значение тока, протекающего через тело человека, в зависимости от условий окружающей среды?

11 В чем опасность прикосновения к трехфазной сети с заземленной нейтралью?

12 С чего получаются при выборе режима нейтрали?

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift Enter
Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая
 
Дисциплины
Банковское дело
БЖД
Бухучет и Аудит
География
Документоведение
Экология
Экономика
Этика и Эстетика
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Естествознание
Психология
Религиоведение
Риторика
РПС
Социология
Статистика
Страховое дело
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
загрузка...