1 Защита от электрохимической коррозии

Основной причиной электрокоррозии металлических сооружений, соприкасающихся с почвой (трубопроводов, кабелей с металлической оболочкой и др.), являются блуждающие токи.

Блуждающие токи — это токи в земле, ответвляющиеся от рельсов электрифицированных железных дорог, трамваев, метро и других видов электротранспорта, работающих на постоянном токе и использующих в качестве обратного провода рельсы. Блуждающие токи возникают также и в других электрических установках по стоянного тока, использующих в качестве обратного провода землю (телеграф, установки постоянного тока для питания усилительных пунктов кабельных линий связи).

Блуждающие токи, встречая на своем пути металлические со оружения (кабели, газовые, водопроводные, тепловые и другие трубопроводы), проходят по ним и возвращаются по земле к источнику постоянного тока. Одна часть металлического подземного сооружения, из которого постоянный электрический ток выходит в землю по направлению к рельсам, является анодом, а другая часть сооружения, в которую входит блуждающий ток, катодом. При прохождении тока во влажной земле происходит электролиз и на проводнике, являющемся анодом, выделяется кислород, который окисляет и разъедает металл (электролитическая коррозия).При питании электроэнергией трамвая и электрифицированных

железных дорог обычно положительный полюс источника постоянного тока присоединяется к контактному проводу, а отрицательныйполюс — к рельсам (рис. 11.7).

Участок подземного металлического сооружения, в который входят блуждающие токи, называется катодной зоной. В катодной зоне потенциал металлического сооружения относительно земли отрицателен и сооружение не подвергается электрокоррозии. Участок того же металлического сооружения, в пределах которого блуждающие токи выходят в землю, называется анодной зоной.

Блуждающий ток в 1 А, текущий по металлическому сооружению,в течение года разлагает в анодных зонах около 36 кг свинца или около 9 кг железа. Блуждающие токи на некоторых сооружениях достигают иногда 40 А. Наиболее сильной коррозии подвергаются голые освинцованные и бронированные кабели.

Основными средствами борьбы с коррозией, вызванной блуждающими токами в подземных металлических сооружениях, являютсяэлектрические защиты [34].

Весьма важной мерой защиты подземных сооружений от электрокоррозии является также ограничение сопротивления рельсовойсети. Блуждающие токи зависят от электрического сопротивлениярельсовой и отсасывающей сетей, поэтому за их состоянием ведется систематическое наблюдение.

Все подземные металлические сооружения, расположенные вблизи электрифицируемых путей, защищаются от коррозии, вызваннойблуждающими токами (противокоррозионными покрытиями, укладкой металлических сооружений в неметаллические трубы, блоки, ка- налы, туннели), а также при необходимости дополнительно электрической защитой с поляризацией металлоконструкций относительно земли.

В качестве положительных электродов применяют стержни изкремния или кремнистого чугуна,которые прокладывают в траншее на глубине около 1,2 м в коксовой засыпке, на расстоянии до 200 м от защищаемого сооружения и присоединяют к «катодной станции». В качестве источника энергии такой станции применяют тиристорные преобразователи на номинальные токи 100 Л и номинальное напряжение 24 В, что обеспечивает поддержание на защищаемом сооружении (из стали) нужного потенциала в пределах 0,5—1,2 В.

Протекторная защита. В качестве электродов, образующих с защищаемым объектом гальваническую пару, применяют электроды в виде цилиндров из магния, цинка или алюминия. Такой протектор или группу протекторов часто помещают в пробуренное отверстие,заполненное тестообразным или порошкообразным активизатором(например, ПГ1-5) на расстоянии до 4,5 м от защищаемого сооружения и соединяют с ним при помощи изолированного проводника.

Электродренажная защита (рис. 11.9). Ее применяют, когда защищаемые сооружения расположены на близком расстоянии от источника блуждающих токов, что обеспечивает выход блуждающего тока из защищаемого сооружения 1 через проводник 2 врельс 3.

Применяют три вида электродренажной защиты: неполяризованную (простую),поляризованную и усиленную (отсасывающую)электродренажные защиты. Простые защиты применяют редко и при постоянном направлении блуждающих токов; поляризованная защита требует установки диода, пропускающего ток в одном направлении; усиленная — требует установки источника постоянного тока.

2.Защита от статического электричества

Многие производственные процессы и технологические операции сопровождаются образованием и разделением разноименных: электрических зарядов, Т.е. статическим электричеством. Заряды статического электричества возникают при соприкосновении или трении твердых материалов, при размельчении или пересыпании однородных или разнородных непроводящих материалов, при транспортировании сыпучих веществ и др. Вокруг возникающих зарядов образуется электрическое поле, основными характеристиками которого является напряженность и потенциалы его отдельных точек. Люди, работающие на таком производстве, также накапливают на себе заряды стат. Эл-ва. Это происходит, если человек носит одежду из синтетических тканей, шерсти, шелка, обувь, не проводящую электрический ток, а также во время движения по токонепроводящему полу, при выполнении технологических операций с диэлектриками.

К основным способам устранения угрозы статического электричества следует относить:

- заземление технологического оборудования. Трубопроводов.

- обеспечение постоянного электрического контакта с заземлением тела человека

- повышение влажности воздуха, что снижает электрическое сопротивление

- применение антиэлектростатических средств, веществ

- ионизация воздуха или среды внутри аппаратов

- ограничение скорости переработки и транспортирования электризующихся материалов (уменьшение скорости перемешивания и переливания жидкостей, разбрызгивания и т.п.).

- экранирующие устройства.

Образование и накопление зарядов статического электричества отрицательно действуют на организм человека. Кратковременное воздействие тока при разрядах приводит к испугу и рефлекторному движению корпуса или отдельных частей тела, сопровождающемуся в ряде случаев травматизмом (падением, ушибами и др.). Длительное воздействие электрических зарядов вызывает ряд заболеваний нервной системы человека.

 Средства индивидуальной защиты в зависимости от назначения делятся на:

• специальную одежду антиэлектростатическую;

• специальную обувь антиэлектростатическую;

• предохранительные приспособления антиэлектростатические (кольца и браслеты);

• средства защиты рук антиэлектростатические.

На предприятии должен быть составлен перечень оборудования и трубопроводов, подлежащих защите от статического электричества, с указанием средств и методов защиты.

Техническое состояние устройств защиты от статического электричества должно проверяться специализированной организацией не реже одного раза в год с измерением сопротивления заземляющего устройства.

Защита от электростатической индук­ции выполняется путем заземления всех металли­ческих корпусов, оборудования и аппаратом, установленных в защищаемых зданиях, через заземление электрообо­рудования или специальный заземлитесь с сопротивлением растеканию тока не более 10 Ом.

От электромагнитной индукции защищаются протяженные металлические предметы (трубопроводы, оболочки кабелей, каркасы сооружений) в местах сближении и через 20 м длины на параллельных трассах устройством металлических перемычек, чтобы избежать появления ра­зомкнутых металлических контуров.

3. Молниезащита промышленных зданий и сооружений

Атмосферные перенапряжения возникают вследствие воздейстствия на электроустановки грозовых разрядов. В отличие от коммутационных они не зависят от значения рабочего напряжения электроустановки. Атмосферные перенапряжения подразделяют на индуцированные перенапряжения и перенапряжения от прямого удара молнии.Индуцированные перенапряжения образуются при грозовом разряде вблизи электроустановки и линии электропередачи за счет индуктивных влияний.

В электроустановках, использующих тросы, амплитуда перенапряжения не превосходит 300—400 кВ. Поэтому они опасны для электроустановок с рабочим напряжением до 35 кВ и не опасны для установок 110 кВ и выше.

Перенапряжения от прямого удара молнии наиболее опасны. Измерения показывают, что токи молнии изменяются от 10 до 250 кА, чаще всего их значение порядка 25 кА.Скорость изменения тока молнии (крутизна фронта волны тока)различна. Обычно для расчетов принимают 50 кА/мкс при амплитуде тока 200 кА.

Для зашиты электроустанопок от атмосферных перенапряжений применяют молниеотводы, защитные тросы, разрядники и защитные промежутки.

Молниезашита зданий и сооружений. В соответствии с все здания и сооружении по требованиям молниезащиты разделяются на три категории:

I к а т е г о р и я производственные здания и сооружения со взрывоопасными помещениями классов В-1 и В-2 по ПУЭ. К ней относят также здания электростанций и подстанций.

II категория - другие здания и сооружения со взрывоопасными помещениями, не относимые к I категории.

III категория — все остальные здания и сооружения, в том числе все пожароопасные помещения.

Молниезашита з д а и и й и сооружений I категории выполняется: а) от прямых ударов молний—отдельностоящими стержневыми и тросовыми молниеотводами, обеспечивающими требуемую зону защиты; б) от зарядов статического электричества — заземлением всех металлических корпусов оборудования, установленного в защищаемых зданиях через специальные заземлители с сопротивлением растеканию тока не более 10 Ом; в) от магнитного поля, проявляющегося как вторичное действие молнии и индуцирующего в контурах (образуемых трубопроводами, защищенными токопроводами, каркасами сооружений) ЭДС, —устройством металлических перемычек, объединяющих контуры в единую систему и уменьшающих размеры контуров.

Мол ниезащита зданий и сооружений II категории от прямых ударов молнии выполняется одним из следующих способов: а) отдельно стоящими или установленными на зданиях неизолированными стержневыми или тросовыми молниеотводами, обеспечивающими защитную зону; б) молниеприемной заземленной металлической сеткой размерами ячеек 6x6 м, накладываемой на неметаллическую кровлю; в) заземлением металлической кровли.

Защита от зарядов статического электричества и от действия магнитного ноля выполняется аналогично защите сооружений I категории.

Защита зданий III категории выполняется, как и для II категории, но при этом молниеприемная сетка имеет ячейки размером 12x12 или 6x24 м, а величина сопротивления заземлителя прямых ударов молнии может повышаться до 20 Ом.

При расчете молниеотводов учитывается необходимость получения определенной зоны защиты, которая представляет собой пространство, защищаемое от прямых ударов молнии [28] и(см. рис. 11.6).

4. Выбор режима работы нейтрали в электроустановках напряжением до 1000 В

Электроустановки переменного тока напряжением до 1000 В работают с глухозаземлениой и изолироваштй нейтралью, а электроустановки по­стоянною тока - с глухозаземлениой или с изолированной средней точ­кой.

Основными критериями при выборе режима нейтрали в установках напряжением до 1000 В являются экономичность, надежность и элсктробсзоласность.

Системы питания с изолированной нейтралью при наличии в них устройств контроля изоляции экономичнее систем с заземленной нейтралью, поскольку не требуют установки в релейной зашите третьего трансфор­матора тока и токового реле.

Всякое замыкание на землю в системах с глухозаземлениой нейтралью приводит к немедленному отключению поврежленного участка и как следствие - к убыткам, связанным с недоотпуском электроэнергии. Уста­новки с изолированной нейтралью при однофазном замыкании на землю не отключаются и могут работать до отыскания места повреждеяня в течение нескольких часов. Поэтому с точки зрения бесперебойности электроснабжения считают, что установки с изолированной нейтралью надежное установок с заземленной нейтралью. Однако при отыскании места однофазного замыкания на землю и отсутствие резервирования поврежденный участок приходится отключать. При этом возникают пере­рывы в питании потребителей. Как уже отмечалось в § 12.1, в сис­темах с изолированной нейтралью (особенно с ослабленной изоляцией) при однофазном замыкании на землю имеется вероягность двух- и даже трехфззното замыкания на землю, приводящего также к перерывам электроснабжения потребителей.

В системах питания с глухозазсмленной нейтралью при прикоснове­нии человека к токоведущим частям электроустановки образуется электрическая цепь: фаза источника - тело человека - обувь - пол - земля - за­земление нейтрали источника.

При однофазном замыкании на землю прикосновение человека к токоведущим частям неповрежденных фаз представляет большую опасность, так как к телу человека прикладывается линейное напряжение источника. Таким образом, в отсутствие замыканий на землю системы питания с изолированной нейтралью безопаснее систем с заземленной нейтралью.

Для защиты людей от поражения электрическим током при повреж­дении изоляции электроустановок применяют защитное заземление, за­щитное отключение, выравнивание потенциалов, малые напряжения, раз­деляющие трансформаторы, двойную изоляцию. Для повышения безопас­ности обслуживания электроустановок должно быть учтено не менее двух из перечисленных мероприятий. Основным мероприятием, способствующим повышению электробсэопасности электроустановок, является заземление. Защитным заземлением называют преднамеренное соединение металли­ческих частей электроустановок с заземляющим устройством. которое приводит к снижению тока через тело человека до безопасных пределов.

Защитным отключением называют автоматическое отключение аварий­ного участка системы питания, обеспечивающее безопасные для человека ток и время сто протекания при замыкании на корпус или снижении уровня изоляции ниже допустимых пределов.

При повреждениях изоляции с целью быстрого и надежного автома­тического отключения электроустановок переменного тока напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора, а также в трехпроводной системе питания постоянного тока с глухозаземленной средней точкой корпуса электроустановок соединяют с ну­левым проводом.

Согласно ПУЭ в трехфазнмх системах питания напряжением 220 и 380 В применяют как изолированную, так и глухозаземленную нейтраль. При мало разветвленной сети преимущества имеет система с изолирован­ной нейтралью вследствие незначительных токов однофазного замыкания. При значительно разветвленной сети целесообразно использовать систему с заземленной нейтралью. В трехпроводных сетях постоянного тока глухое заземление средней точки обязательно, а в установках трех фаз­ного тока напряжением 500 и 660 В нейтраль должна быть изолирована.

В условиях с повышенными требованиями к безопасности (угольные шахты, торфяные разработки, горные карьеры и др.) при налички устройств контроля изоляции в сети или автоматического отключения поврежденных участков при замыкании на землю применяют установки с изолированной нейтралью, поскольку даже при малых токах однофаз­ного замыкания на землю напряжение прикосновения может быть зна­чительным и резко возрастает при возникновении двойного замыкания.

В четырех проводных системах питания переменного тока напряжением 220/127 и 380/220 В заземление нейтрала и нейтрального провода обя­зательно. поскольку сопротивление изоляции нейтрального провода ниже, чем фазного, и дефекты изоляции нейтрального провода выявить трудно из-за сложности контроля изоляции. Кроме того, в четырех проводной системе с изолированной нейтралью при однофазном замыкании ней­тральный провод получает фазное напряжение и прикосновение к нему представляет большую опасность для человека.

Выбор режима работы нейтрал в электроустановках напряжением выше 1000 В

Электроустановки напряжением выше 1000 В работают в режиме с изолированной нейтралью, с нейтралыо заземленной через дугогосящее устройство, и с глухозаземленной нейтралью. В соответствии с ПУЭ их разделяют на установки с малыми токами замыкания на землю, у которых ток однофазного замыкания на землю не более 500 А, и установки с большими токами замыкания на землю, у которых ток однофазного замыкания ка землю более 500 А.

Установки напряжением выше 1000 В, работающие в режиме с изо­лированной нейтралью, обладают малыми токами замыкания на землю.

В нормальном режиме работы напряжении фаз на зажимах установок относительно земли симметричны и численно равны фазному напряжению, а геометрическая сумма емкостных токов трех фаз равна нулю. При однофазном замыкании на землю одной из фаз междуфазные напряже­ния остаются неизменными по значению и сдвинутыми на угол 120*, а напряжения других фаз по отношению к земле увеличиваются в 1,73 раза, вследствие чего изменяются и емкостные токи (рис. 12.2. а.6). Благодаря этому питание потребителей, вхлюченных на межлуфззное напряжение, не нарушается и они продолжают работать нормально. Это является основным преимуществом системы с изолированной нейтралью.

Увеличена напряжения неповрежденных фаз относительно земли до линейного напряжения при однофазном замыкании на землю требует повышенною уровня изоляции системы, что ведет к увеличению капиталь­ных затрат, а возможность возникновения двухфазного КЗ после работы системы с однофазным замыканием требует установки устройств контроля изоляции, что приводит к дополнительным затратам.

Для предотвращения выхода из строя электрооборудования при одно­фазных замыканиях на землю в системах с изолированной нейтралью токи замыкания ограничивают. ПТЭ [31] установлено, что системы пи­тания могут работать при следующих токах однофазного замыкания на землю: 10 А при напряжении сетей 35 кВ, 15 А - при 15-20 кВ. 20 А - при 10 кВ. 30 А - при б кВ. 5 А - в схемах блоков генератор - трансформатор с генераторным напряжением 6-20 кВ.

Уменьшения емкостных токов при однофазных замыканиях на землю достигают применением компенсации путем включения между нейтралью установок и землей компенсирующих устройств. Применение устройств компенсации емкостного тока замыкания на землю способствует быстрому гашению дуги в месте замыкания, поэтому компенсирующие устройства называют еще дугогасящими.

При однофазном замыкании и системах с компенсированной нейтралью дугогасящее устройство оказывается под фазным напряжением и через мес­то замыкания на землю протекают емкостный ток замыкания I, и индуктнвиый ток компенсирующею устройства /,. (рпс. 12.3. а). Поскольку ин­дуктивный и емкостный токи отличаются но фазе на 180'. в месте замыкания на землю они компенсируют друг друга (рис. 12.3.6).

Установки с компенсированной нейтралью, как и установки с изо­лированной нейтралью, обладают малыми токами замыкания на землю, и их широко применяют в СССР в системах питания напряжением 6-35 кВ.

В системах напряжением 110 кВ и выше применяют глухое заземле­ние нейтрали. Электроустановки, работающие в этих системах, имеют большие токи замыкания на землю, поскольку поврежденная фаза ока- зыпаегся короткозамкнутой на землю через нейтраль (рпс. 12.4). Для уменьшения токов КЗ заземляют нейтрали лишь части трансформаторов. Это позволяет уменьшить ток однофазного КЗ до трехфазного КЗ. определяющего отключающую способность выключателей. Как показывает опыт Эксплуатации электроустановок, значительное число однофазных замыканий на землю имеет кратковременный характер, а изоляция в месте замыкания быстро восстанавливается. Это относится в основном к воздушным электросетям напряжением выше 1 ООО В. С целью по­вышения надежное!и эсктроснабжения в системах с глухозаземленной нейтралью широко применяют автоматическое повторное включение (АПВ) при однофазных замыканиях на землю.

Глухое заземление нейтралей электроустановок не только предупрежда­ет возникновение в них дуговых перенапряжений, но и приводит к об­легчению их изоляции по отношению к земле, что даст возможное!ь снижения уровня изоляции, следовательно, и снижения затрат, причем экономия увеличивается с ростом напряжения сети.

В отличие от общепринятого способа заземления нейтралей в районах вечной мерзлоты и в районах со скальным грунтом системы напря­жением 1О кВ и выше выполняют без глухого заземления нейтралей и связи с высокими удельными сопротивлениями грунта и трудностями осуществления заземляющих устройств.

6. Для предотвращения выхода из строя электрооборудования при одно­фазных замыканиях на землю в системах с изолированной нейтралью токи замыкания ограничивают. ПТЭ [31] установлено, что системы пи­тания могут работать при следующих токах однофазного замыкания на землю: 10 А при напряжении сетей 35 кВ, 15 А - при 15-20 кВ. 20 А - при 10 кВ. 30 А - при б кВ. 5 А - в схемах блоков генератор - трансформатор с генераторным напряжением 6-20 кВ.

Уменьшения емкостных токов при однофазных замыканиях на землю достигают применением компенсации путем включения между нейтралью установок и землей компенсирующих устройств. Применение устройств компенсации емкостного тока замыкания на землю способствует быстрому гашению дуги в месте замыкания, поэтому компенсирующие устройства называют еще дугогасящими.

При однофазном замыкании и системах с компенсированной нейтралью дугогасящее устройство оказывается под фазным напряжением и через мес­то замыкания на землю протекают емкостный ток замыкания I, и индуктнвиый ток компенсирующею устройства /,. (рпс. 12.3. а). Поскольку ин­дуктивный и емкостный токи отличаются но фазе на 180'. в месте замыкания на землю они компенсируют друг друга (рис. 12.3.6).

Установки с компенсированной нейтралью, как и установки с изо­лированной нейтралью, обладают малыми токами замыкания на землю, и их широко применяют в СССР в системах питания напряжением 6-35 кВ.

8. ОПН. Область применения , конструкция и основные положения по выбору ОПН.

Ограничитель перенапряжений нелинейный (ОПН) - аппарат, предназначенный для защиты изоляции электрооборудования от грозовых и коммутационных перенапряжений в цепях однофазного и трехфазного переменного тока частотой 50 Гц. Представляет собой последовательно соединенные металлооксидные варисторы без каких либо искровых промежутков, заключенные в изоляционный корпус. Защитное действие ОПН объясняется высоконелинейной характеристикой варисторов, их сопротивлением от нескольких порядков МегаОм в закрытом состоянии и милиамперными токами при рабочем напряжении до нескольких Ом в открытом состоянии и десятками тысяч ампер на волне перенапряжения.

ОПНп – х / х / х - хх

Климатическое исполнение и категория размещенияпо ГОСТ 15150

Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжениеUнр (действ.), кВ

Максимальное значение тока пропускной способности, А

Класс напряжения сети, кВ

Область применения ОПН:

ограничитель перенапряжения (ОПН) применяется для защиты:

-Электрооборудования подстанций открытого и закрытого типа;

-Кабельных сетей;

-Воздушных линий электропередач;

-Генераторов, синхронных компенсаторов и электродвигателей сетей собственных нужд-электростанций и промышленных предприятий;

-Батарей статических конденсаторов и фазокомпенсирующих устройств;

-Оборудования электроподвижного состава;

-Контактной сети переменного и постоянного тока электрифицированных железных дорог;

-Устройств электроснабженияэлектрифицированных железных дорог;

-Электрооборудования специализированных промышленных предприятий (химической, нефтяной, газовой и др. промышленности).

Основные положения по выбору параметров ОПН

3.1 К основным параметрам ограничителя относятся:

-наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение;

-номинальное напряжение, номинальный разрядный ток, класс пропускной способности;

-уровни остающихся напряжений при коммутационных и грозовых импульсах;

-величина тока срабатывания проти-вовзрывного устройства;

-длина пути утечки внешней изоляции.

3.2 Основные параметры ограничителя выбирают исходя из назначения, требуемого уровня ограничения перенапряжений, места установки, а также схемы сети и ее параметров (наибольшего рабочего напряжения сети, способа заземления нейтрали, величины емкостного тока замыкания на землю и степени его компенсации, длительности существования однофазного или трехфазного замыкания на землю и т.д.).

3.3 По назначению ограничители применяют для защиты оборудования от грозовых и коммутационных перенапряжений.

3.4 Места установки и расстояния от ограничителей до защищаемого оборудования должны соответствовать требованиям «Правил устройства электроустановок», раздел 4 седьмое издание.

9. Сети передвижных ЭП

Для питания электродвигателей подъемно-транспортных устройств(кранов, кран-балок, тельферов, передаточных тележек и др.)применяются троллейные линии (троллеи), выполненные троллейными шинопроводами или из профилированной стали.

Троллейные шинопроводы серии ШТМ выпускаются на номинальные токи 200 и 400 А. Предназначены они для питания трехфазных и однофазных электроприемников. Каждая секция шинопровода представляет собой стальной короб, имеющий внизу сплошную щель. Внутри короба в пазах изолятора троллея монтируются четыре медных троллея - три фазных и один нулевой.Токосъем осуществляется с помощью скользящих или катящихся контактов.

Сечение троллейных линий выбирают по нагреву длительным током нагрузки и проверяют на допустимую потерю напряжения в момент максимума нагрузки. Допустимая потеря напряжения от источника питания до двигателя передвижного устройства не должна превышать 12% (4-5% в питающей линии, 4-5 % в троллеях и 1-2 % в распределительных сетях).

Питание троллейных сетей может производиться от распределительных устройств 0,4 кВ трансформаторных подстанций, от магистральных распределительных шинопрвоодов или от низковольтных комплектных устройств. В точке подключения питающей линии к троллеям устанавливается коммутационный аппарат.

Секционирование троллеев осуществляется через изоляционный зазор не менее 50 мм, который, псрскрываясь токосъемником, не вызывает перерыва в электроснабжении подъемно-транспортного механизма.

На рис. 1.20 изображены схемы питания троллейных линий. При несскционированной троллейной линии подвод питания целесообразно осуществлять к средней части троллея. Это позволяет уменьшить потери напряжения (рис. 1.20, а).

При питании от троллейной линии в пролете одного подъемнотранспортного устройства ремонтные секции не сооружаются: ремонт проводится при отключенных троллеях. При питании двух кранов но концам троллейной линии обязательно предусматриваются ремонтные секции, присоединенные к основной линии с помощью рубильников (рис. 1.20, б). Для трех и более кранов в пролете необходимо предусматривать несколько ремонтных секций. Их располагают вдоль троллейной линии и по се концам (рис. 1.20, в, г). Принципиальные схемы троллейных линий, имеющих подпитку и секционирование, допускается выполнять в произвольной форме.

Если из-за неблагоприятных условий среды (взрыво- и пожароопасные помещения) или опасности поражения током при недостаточной высоте выполнить троллейные линии не представляется возможным, то питание передвижных электроприемников осуществляется гибкими (шланговыми) кабелями или проводами, подвешиваемыми к стальному тросу на кольцах или роликах либо наматываемыми на барабан.

Расчет электрических нагрузок для выбора троллейных линий выполняется методом упорядоченных диафамм [2]. При определении потери напряжения в троллейной линии расчетные и пиковые токи определяют отдельно для питающей троллеи линии и для каждого плеча троллеев с учетом схемы подвода питания (рис. 1.20). Расчет на потерю напряжения производится при наиболее неблагоприятном расположении подвижных механизмов в пролетах цеха.

10, Способы прокладки цеховых сетей напряжением до 1000В

Способы прокладки проводов и кабелей. Передачу и распределение электрической энергии к цеховым потребителям промышленных предприятий осуществляют электрическими сетями. Потребители электроэнергии присоединяются к внутрицеховым подстанциям и РУ с помощью защитных и пусковых аппаратов.

Электрические сети промышленных предприятий выполняют внутренними (цеховыми) и наружными. Применение наружных сетей напряжением до 1000 В весьма ограничено, поскольку на современных промышленных предприятиях цеховые нагрузки питаются от внутрицеховых встроенных или пристроенныхтрансформаторных подстанций.

Прокладка электрических цепей производится изолированными и неизолированными проводниками. Изолированные проводники делят на провода и кабели. К неизолированным проводникам относятся алюминиевые, медные, стальные шины и голые провода.

В электрических сетях предприятий широко применяют также шинопроводы. Oни и могут быть открытыми и закрытыми. По назначению их разделяют на магистральные и распределительные.

Прокладка проводов в защитных трубах. Эта прокладка обеспечивает достаточно надежную защиту от механических повреждений проводов, что важно для цеховых сетей промышленных предприятий, но связана с дополнительным расходом труб (тонкостенныхстальных, пластмассовых и др.). Следует отметить, что прокладка проводов в трубах, особенно в стальных, связана с возможностью повреждения изоляции и с неудобствами в эксплуатации при необходимости замени поврежденных проводов.Такая прокладка, согласно ПУЭ, обязательна для взрывоопасных помещений, для чего предназначены специальные типы кабелейВВВ и АББВ.

Прокладку проводов в защитных трубах выполняют на стойках и под полом, при которых обеспечивается высокая надежность и хорошая механическая защита проводов. Особенно удобны указанные виды прокладок в цехах, в которых по условиям эксплуатации требуется хорошая обозреваемость установленного оборудования.

Разновидность прокладки под полом — модульная подпольная прокладка, выполняемая в стальных, полиэтиленовых и винипластовых трубах с выходом труб на колонки, к каждой из которых подключается группа потребителей. Ее применяют там, где требуется особая чистота производственных помещений, например в приборостроительной промышленности.

Открытая прокладка проводов. Эта ,прокладка с креплением на роликах, изоляторах, тросах и других открытых конструкциях является наиболее простой и дешевой, но не обеспечивает достаточной надежности и защиты проводов от механических повреждений. Более совершенна прокладка проводов в лотках и коробах, которые выпускают в виде фасонных секций. Особенно удобен этот вид прокладки при большом количестве проводов и кабелей для сложных многодвигательных агрегатов и автоматических линий.

Для осветительных сетей наиболее современной проводкой являются осветительные шинопроводы типа ШОС-67 и ШОС-73, выполненные четырьмя медными изолированными проводами сечением 6 мм².

Прокладка троллейных токопроводов. Ее применяют для питания перемещающихся приемников (мостовых кранов, тельферов, тележек и др.)* Троллейные токопроводы (троллеи) выполняют из профильной стали (обычно уголковой) или троллейными шинопроводами с медными ШTM и алюминиевыми шинами ШТА. Они имеют различные способы крепления в зависимости от расположения и конструкции токосъемника.Вместо троллеев из уголковой стали для питания крановых установок применяют троллейные токопроводы . защищенного исполнения.

В соответствии с ПУЭ производственные помещения в зависимости от характера окружающей среды делят на сухие,' влажные, сырые, особо сырые, жаркие, с химически активной средой, пожаро- и взрывоопасные. Поэтому род прокладки сети и марки проводов или кабелей выбирают в зависимости от характеристики окружающей среды производственных помещений.

Основными требованиями при выборе типа способа прокладки различных проводников (проводов, кабелей и шинопроводов) являются: стойкость проводников изоляции наружных покровов к воздействиям окружающей среды, механическая прочность, электро- и пожаробезопасность, гибкость изменения схемы сети и трасс питания отдельных линий к электроприемникам, минимальные годовые затраты на монтаж электросети.

11. Схемы цеховых сетей до 1000 В

Схемы электрических сетей должны обеспечивать надежность питания потребителей электроэнергии, быть удобными в эксплуатации. При этом затраты на сооружение линии, расходы проводникового материала и потери электроэнергии должны быть минимальными.

Цеховые сети делят на п и т а ю щ и е, которые отходят от источника питания (подстанции), и распределительные, к которым присоединяются электроприемники.

Схемы электрических незамкнутых сетей могут выполнять радиальными и магистральными.

Радиальные схемы. Они характеризуются тем, что от источника питания, например от распределительного шита транс-

форматорной подстанции ТП. отходят линии, питающие мощные электроприемники (двигатели М) или групповыераспределительные пункты, от которых,и свою очереди, отходят самостоятельные линии, питающие прочие электро- приемники малой мощности (рис 5.5.«). Примерами радиальных схем являются сети питания насосных или компрессорных станций, а также сети взрывоопасных, пожароопасных и пыльных произ водств Распределение энергии от них производится радиальными линиями от распределительных пунктов, вынесен- ных в отдельные помещения. Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания; в них легко могут быть применены элементы автоматики. Однако радиальные схемы требуют больших затрат на установку распределительных щитов, проводку кабеля и проводов.

Магистральные схемы. Такие схемы в основном применяют при равномерном распределении нагрузки по площади Цеха (рис. 5.5, б). Они не требуют установки распредели тельного шита на подстанции, и энер- гия распределяется по совершенной схеме блока «трансформатор — магистраль» (рис. 5 5. я), что упрощает и удешевляет сооружение цеховой подстанции. При магистральных схемах,выполненных шинопроводамк ШМА и ШРА. перемещение технологического оборудования не вызывает переделок сети. Наличие перемычек между магистралями отдельных подстанций обеспечивает надежное электроснабжение при минимальных затратахна устройство резервирования. Таким резервированием может быть обеспечено наложное электроснабжение приемников 2-й и 3-й категорий. При магистральных схемах возможны применение сборныхконструкций шинопроводов и быстрый монтаж сетей.

К недостаткам магистральных сетей следует отнести недостаточную надежность электроснабжения, так как повреждение магистрали после трансформатора ведет к отключению всех потребителей.

Смешанные схемы. Учитывая особенности радиальных и магистральных сетей, обычно применяют смешанные схемы в зависимости от характера производства, условий окружающей среды и т. д. Например, в механических цехах машиностроительной промышленности при системе блока «трансформатор — магистраль» электроснабжение выполняется магистральным шинопроводом, к которому присоединяют распределительные штепсельные шинопроводы, и от них радиальными линиями осуществляется питание всех электроприемников цеха. На некоторых участках цеха устанавливают распределительные пункты для питания электроприемников, которые присоединяют к ближайшим магистральным или распределительным шиноироиодам. В прокатных, кузнечных, литейных и других цехах распределительная сеть подключается к распределительным пунктам.

Замкнутые (кольцевые) схемы. Кроме незамкнутых магистральных, радиальных и смешанных схем применяют замкнутые схемы сетей напряжением до и выше 1000 В. Разновидность этих схем — кольцевые магистрали и многократные замкнутые схемы с несколькими центрами (узлами) питания, распространенные в городских распределительных сетях. Преимущества замкнутых схем — меньшие потерн напряжения и мощности в них и большая надежность питания потребителей, получающих питание из нескольких узлов. Однако при замкнутых сетях значительно повышаются токи к.з. и усложняется система их защиты

12.Выбор сечений жил кабелей, проводов ВЛ и шинопроводов по нагреву расчётным током. Для выбора сечений жил кабелей по нагреву определяют расчетный ток и по таблицам приведённых в ПУЭ (гл. 1 и 2) выбирают стандартное сечение, соответствующее ближайшему большему току. Аналогично поступают, если в расчете определена расчетная мощность.

Выбор сечений проводов ВЛ по нагреву расчетным током производят аналогично выбору сечения жил кабелей в соответствии с ПУЭ.

Сечение шинопроводов выбирают по нагреву длительно допустимым максимальным током нагрузки. Для этого используют таблицы приведённые в ПУЭ длительно допустимые токи нагрузки на шины из разных материалов и при разных условиях прокладки, определённых при длительно допустимой температуре окружающеё среды. В связи с этим проверка шинопроводов на нагревание сводится к проверке выполнения условия , где - длительно допустимый из условий нагрева ток нагрузки шинопровода, - максимальный рабочий ток цепи

Проверка токоведущих элементов и электрических аппаратов на термическую и электродинамическую устойчивость к токам короткого замыкания .

Для выбора термически стойкого сечения жил кабелянеобходимо знать установившийся ток КЗ и возможное время прохождения этого тока через кабель. Время определяется уставкой защиты, которая имеет наибольшее значение выдержки времени.

Шинопроводы проверяются на электродинамическую стойкость по условию

i_дин ≥ i_удК,

где i_дин – ток динамической устойчивости шинопровода, кА.

13. Методы определения места повреждения кабеля

Выбор метода определения места повреждения кабеля зависит от характера повреждения и переходного сопротивления в месте повреждения. Повреждения в трехфазных КЛ могут быть следующих видов: замыкание одной жилы на землю; замыкание двух или трех жил на землю либо двух или трех жил между собой; обрыв одной, двух или трех жил без заземления или заземлением как оборванных, так и необорванных жил; заплывающий пробой, проявляющийся в виде короткого замыкания (пробоя) при высоком напряжении, и исчезает (заплывает) при номинальном напряжении.

Характер повреждения определяют с помощью мегомметра. Для этого с обоих концов линии проверяют:

• сопротивление изоляции каждой жилы кабеля по отношению к земле (фазная изоляция), сопротивление изоляции жил относительно друг друга (линейная изоляция);

•  целостность токоведущих жил.

Во многих случаях для определения места повреждения кабеля необходимо, чтобы сопротивление в месте повреждения между жилами или между жилой и оболочкой было как можно меньше. Снижение этого переходного сопротивления до необходимого предела выполняют прожиганием изоляции кенотроном, генератором высокой частоты, трансформатором. Процесс прожигания протекает по разному, в зависимости от характера повреждения и состояния кабеля. Обычно через 15-20 сек. сопротивление снижается до нескольких десятков Ом. При увлажненной изоляции процесс проходит более длительно, и сопротивление удается снизить только до 2000 – 3000 Ом. Процесс прожигания в муфтах проходит длительно, иногда несколько часов, причем сопротивление резко изменяется, то снижаясь, то снова возрастая, пока не установится процесс и сопротивление не начнет снижаться.

При повреждении КЛ предварительно определяют зону повреждения (относительные методы), и после этого различным методами (абсолютные или картографические) уточняют на трассе непосредственно место повреждения. Для более точного определения зоны повреждения желательно выполнять с одного конца КЛ несколькими методами, если такая возможность отсутствует, более точный результат дает измерение одним методам с обоих концов кабеля.

Для определения зоны повреждения используют такие основные методы: a) импульсный метод; b) метод колебательного разряда; c) метод петли; d) емкостной метод.

Для нахождения места повреждения непосредственно на трассе ли­нии рекомендуется применять следующие основные методы измерения:

- акустический;

- индукционный;

- метод накладной рамки.

Импульсный метод

Этот метод применяется для определения зоны повреждения кабеля в любых случаях, кроме заплывающего пробоя, при переходном сопротивлении до 150 Ом.

Метод основан на измерении интервала времени между моментами подачи зондирующего импульса переменного тока и приема отраженного импульса от места повреждения. Скорость распространения импульсов в кабельных линиях высокого и низкого напряжения величина постоянная и равна 160 м/мкс. Поэтому по времени пробега импульса до места повреждения и обратно определяют расстояние до точки повреждения кабеля.

Lx = Nx * V/2 = 80 Tx