34 Устройство и принцип действия защитного заземления

Защитное заземление — наиболее распространенная, весьма эффективная и простая мера защиты от поражения током. Защитное заземление — преднаме­ренное электрическое соединение с землей или её эквивалентом металличе­ских нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Прин­цип действия защитного заземления — снижение напряжения между корпусом или другими частями электроустановки, оказавшимися под напряжением, и землей до безопасного значения. Это достигается созданием между корпусом защищаемого устройства и землей электрического соединения с достаточно малым сопротивлением. Область применения защитного заземления — трехфаз­ные трехпроводные сети напряжением до I кВ с изолированной нейтралью и выше 1 кВ с любым режимом нейтрали.

В соответствии с ГОСТ 12.1.030.81 (2001г.) защитное заземление или за- нуление элекгроустановок следует выполнять:

1. при номинальном напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока - во всех случаях;

2. при номинальном напряжении от 42 до 380 В переменного тока и от 110 до 440 В постоянного тока при работах в условиях с повышенной опасно­стью и особо опасных по ГОСТ 12.1.013-78.

Во взрывоопасных помещениях защитное заземление выполняется неза­висимо от величины напряжения. На рис. 1.1 приведена принципиальная схема защитного заземления

Рис 1.1 Принципиальная схема защитного заземления:

1 - электроустановка; 2 - заземлитель;

3 — заземляющий проводник; 4 — плавкие предохранители

Как видно из рис. 1.1, корпус заземляющего электрооборудования в слу­чае его контакта может оказаться под напряжением, равным

где Jз -ток замыкания на землю;

Rз - допустимое значение сопротивления заземления.

Наибольшее значение силы тока однофазного замыкания на землю в се­тях напряжением 380 или 220 В с изолированной нейтралью может быть Jз<10А. Поэтому имеем при наличии защитного заземления ток, проходящий через человека, будет равен

Из этого выражения следует, что для обеспечения электробезопасности заземленной установки необходимо, чтобы сопротивление заземления было как можно меньше.

Таким образом, эффективность защитного заземления состоит в умень­шении напряжения, под которым может оказаться заземленный корпус до срав­нительно небольшой величины. Поэтому оно называется защитным.

При однофазном прикосновении ток, проходящий через тело человека, зависит от режима нейтрали источника тока, сопротивления изоляции проводов относительно земли, сопротивления пола, обуви и др.

Согласно ПУЭ предусмотрено применение при напряжении до 1 кВ двух схем трехфазных сетей: трехпроводной с изолированной нейтралью и четырех­проводной с заземленной нейтралью. Следует иметь в виду, что при прочих равных условиях прикосновение человека к одной фазе сети с изолированной нейтралью менее опасно, чем в сети с заземленной нейтралью.

35 Устройство и принцип действия защитного зануления

Зануление - преднамеренное электрическое соединение с нулевым за­щитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Задача зануления - устранение опасности поражения током в случае при­косновения к корпусу и другим нетоковедущим металлическим частям элек­троустановки, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус. Разрешается эта задача отключением поврежденной электроустановки сети.

Рис. 1.2. Схема зануления

Принцип действия зануления - превращение замы­кания на корпус в однофазное короткое замыкание (т.е. замыкание между фаз­ным и нулевым проводами), с целью вызвать большой ток, способный обеспе­чить срабатывание защиты и тем самым автоматически отключить поврежден­ную установку от питающей сети. Такой защитой могут бьггь плавкие предо­хранители, магнитные пускатели со встроенной тепловой защитой, контакторы в сочетании с тепловыми реле, автоматы, осуществляющие защиту одновре­менно оттоков короткого замыкания и от перегрузки.

Зануление применяют в трехфазных четырехпроводных сетях с изолиро­ванной нейтралью, а также в трехпроводных сетях постоянного тока с глухоза- земленной средней точкой.

В сети с заземлением корпус приемника нельзя заземлять, не присоеди­нив его к нулевому защитному проводу.

При занулении необходимо выполнение двух условий:

1. 

где К=1,4...1,6 - для автомата;

К=3...6 - для взрывоопасных помещений;

- ток срабатывания плавкой вставки;

2) нулевой провод повторно заземляют (Rn) через каждые 250 м. что позволяет снизить напряжение на корпусе относительно земли в момент замыкания и особенно при обрыве нулевого провода.

Одновременное зануление и заземление одного и того же корпуса, а точнее - заземление зануленного корпуса не только не опасно, а напротив, улучшает условия безопасности, т.к. создает дополнительное заземление нулевого защитного провода.

36. Устройство и характеристика электрических светильников

При проектировании осветительных установок стремятся обеспечить требования норм при минимальных затратах электроэнергии с сохранением равномерного распределения яркостей в поле зрения, исключающих слепящее действие самих ламп. Для этого применяют светильники с рассеивающими экранами, матовыми стеклами, что приводит к частичной потере световойэнергии (на 10... 15%).

Поконструкция различают светильники прямого света, концентрирующие световой поток в нижнюю полусферу с помощью белого или зеркального отражателя; рассеянного света (при равномерном распределении света в пространстве) и отраженного света (световой поток направлен в верхнюю полусферу).

Коэффициент полезного действия светильника - это отношение светового потока, излучаемого светильником, к световому потоку применяемой в нем лампы.

В качестве источников света в настоящее время применяются электрические лампы накаливания и газоразрядные лампы.

Лампы накаливания (ЛН) относятся кисточникам света, в которых свечение возникает в результате нагрева нити лампы до высокихтемператур. Они удобны в эксплуатации, легко монтируются, дешевы, работают в широком диапазоне температур окружающей среды, однако обладают низкой световой отдачей (при идеальных условиях 1 Вт соответствует 683 лм), сравнительно небольшим сроком службы - до 2500 ч; их спектральный составсильно отличается от естественного света, нарушается правильная цветопередача.

Для обеспечения большей световой отдачи изготавливают лампы с двойной спиралью. Такие лампы называют биспиральными.

В последние годы все большее распространение получают галогенныелампы (ГЛН) - это лампы накаливания с йодным циклом. Наличие в колбе паров йода позволяет повысить температуру нити накала, т.е. световую отдачу лампы. Пары вольфрама, испаряющиеся с нити накаливания, соединяются с йодом и вновь оседают на вольфрамовую спираль, препятствуя распылению вольфрамовой нити и увеличивая срок службы лампы до 3000 ч. Спектр излучения галогенной лампы более близок к естественному.

Особенно распространены люминесцентные лампы, потому, что предназначенные для внутреннего освещения в квартирах, жилых домах компактные люминесцентные лампы мощностью 7-9 Вт дают примерно такой же световой поток, что и стандартные лампы накаливания мощностью 40 Вт. Это позволяет сократить расходы на э/энергию до 80 %. Кроме того, срок службы люминесцентных ламп в 10-12 раз больше, чем ламп накаливания.

Газоразрядные лампы (ГЛ) - это источники освещения, в которыхизлучение света возникает в результате электрического разряда в атмосфере паров металлов (ртуть, натрий), галогенов (йод, фтор) и инертных газов, а также явления люминесценции. Наиболее широкое применение для целей освещения помещений и открытых площадок получили люминесцентные, ксеноновые лампы в форме светящихся трубок, а также лампы ДРЛ (дуговые ртутные лампы высокого давления) и натриевые, по форме напоминающие вытянутые лампы накаливания.

Основные преимущества газоразрядныхламп:высокая световая отдача (ДРЛ — до 65 лм/Вт, люминесцентные до 90 лм/Вт, ксеноновые и натриевые — 110...200 лм/Вт); большой срок службы 5000...20000 ч, более близкий кестественному, солнечному спектру излучения.

Для выполнения зрительных работ, связанных с очень высокимитребованиями к цветоразличению выпускаются люминесцентные лампыдневного света с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ), люминесцентные лампы естественного света (ЛЕ), люминесцентные лампы холодно-естественного света (ЛХЕ). При невысоких требованиях к цветоразличению используются люминесцентные лампы белого света (ЛБ), люминесцентные лампы холодного белого света (ЛХБ), люминесцентные лампы теплого белого света (ЛТБ), люминесцентные лампы дневного света (ЛД), ртутные лампы высокого давления (ДРЛ) и др.

К недостаткам газоразрядных ламп следует отнести наличие вредных для биосферы и человека паров ртути и натрия при их разгерметизации, радиопомехи; сложную и дорогостоящую пускорегулирующую арматуру, включающую в некоторых случаях стартер, дроссели, конденсаторы; длительный период выхода отдельных типов ламп на номинальный режим (для ламп ДРЛ 3...5 мин), невозможность быстрого вторичного включения лампы при кратковременном отключении питающего напряжения.

Основным и существенным недостатком всех газоразрядных ламп является пульсация светового потока, т. е. непостоянство во времени, излучение света, вызванное переменным током в питающей сети и малой инерционностью процессов, сопровождающих работу этих ламп.

В момент перехода переменного напряжения через ноль освещенность, создаваемая лампой, достигает минимального значения E_mint при достижении напряжения максимального значения освещенность принимает значения Е_тах.

Пульсация освещенности, не всегда заметная глазом, приводит к быстрому утомлению зрения, вызывает в некоторых случаях покраснение глаз, головную боль.

Пульсация может привести к стробоскопическому эффекту, когда при пульсирующем освещении вращающихся объектов возникает иллюзия их вращения впротивоположную сторону или полной остановки. Данный эффект на практике, провоцируя ошибочные действия операторов, приводит к авариям и травмам.

Рисунок 3.1 - График изменения напряжения U_B , светового потока Ф_д и освещенностиЕ на рабочем месте

Сглаживание пульсации достигается применением нескольких рядом работающих ламп со сдвигом фаз питающего напряжения или существенным повышением частоты переменного тока (f> 1000 Гц).