4. Меры по защите от поражения электрическим током.

Для защиты от поражения электрическим током применяются комплекс мероприятий, среди которых важное значение имеют как технические, так и организационные. Разработаны ряд нормативных документов: ПУЭ, ПЭЭ, ПТБ, инструкции по безопасной эксплуатации электроустановок для электротехнического персонала. В основе всех норм и правил находятся следующие меры:

-изоляция токоведущих частей,

-размещение токоведущих частей на недоступной высоте,

-ограждение токоведущих частей,

-применение корпусов оборудования,

-применение замков, блокировок, сигнализаций против несанкционированного проникновения посторонних людей,

-применение блокировок против неправильных переключений,

-применение специального инструмента и приборов с изолирующими рукоятками и корпусами, основных и дополнительных средств индивидуальной защиты,

-заземление частей оборудования,

-защитное отключение,

-применение защит от ненормальных режимов работы,

-обучение и инструктаж персонала,

-повышение квалификации, общеобразовательного и культурного уровня персонала.

К важнейшим мерам по защите от поражения людей электрическим током являются заземление и защита от однофазных замыканий на землю, которая применяется в сетях различных ступеней напряжения и с различным режимом нейтрали.

4. Защита от замыканий на землю.

Защита от однофазных замыканий на землю является важным средством, повышающим надежность и безопасность электроснабжения сетей напряжением 6-35 кВ.

В зависимости от числа отходящих присоединений на шинах подстанций применяют один из следующих видов защиты от однофазных замыканий:

• защита, реагирующая на напряжение нулевой последовательности;

• защита, реагирующая на ток нулевой последовательности;

- защита, реагирующая на напряжение и на ток нулевой последовательности.

В защитах, реагирующих на напряжение нулевой последовательности, пропорциональное току напряжение, снимается с соединенных в открытый треугольник вторичных обмоток трансформаторов напряжения. Для примера рассмотрим схему замещения сети, к которой подключен трансформатор напряжения TV (рис. 4.).

Рисунок 4 - Схема защиты, реагирующей на напряжение нулевой последовательности.

Если замыкание на землю отсутствует, напряжения U_А, U_B, U_C равны между собой и сдвинуты по фазе на угол 120⁰. Поэтому геометрическая сумма вторичных фазных напряжений нулевой последовательности равна нулю: 3U₀ = U_А + U_B + U_C = 0

Защита, реагирующая на напряжение нулевой последовательности, работает следующим образом (рис. 4). При возникновении замыкания в любой точке сети на зажимах трансформатора напряжения TV появляется напряжение 3U₀^|, которое подводится к реле напряжения KV. Далее действует стандартная схема работы большинства КРУ. Реле напряжения включается и замыкает цепь питания реле времени КТ, которое срабатывает с некоторой выдержкой времени и подает напряжение на указательное реле КН, сигнализирующее о появлении замыкания на землю. Последовательно с катушкой сигнального реле включены блок-контакт силового выключателя QF и катушка электромагнита отключения YAT силового выключателя QF, который отключает от сети отходящее присоединение.

Поскольку рассмотренная схема принципиально не может работать селективно, она применяется в тех случаях, когда к шинам подстанции подключено только одно отходящие присоединение.

Принцип работы защиты, реагирующей на ток нулевой последовательности, поясним на схеме сети с тремя участками, на которых установлены трансформаторы тока нулевой последовательности TA1-TA3 (рис. 6.).

Из рисунка видно, что токи нулевой последовательности i₀₂ и i₀₃ и ток i₀₁ на поврежденном участке находятся в противофазе и отличаются по амплитуде. На поврежденном участке ток нулевой последовательности имеет наибольшее значение.

Следовательно, чем больше участков в сети, тем лучше работает защита в отношении селективности. На практике защита, реагирующая на ток нулевой последовательности, применяется в тех случаях, когда к шинам подстанции подключено не менее 5-ти отходящих присоединений. В этом случае имеются условия для четкой селективной работы защиты.

Трансформаторы тока нулевой последовательности (ТНП) применяются во многих системах защиты от замыканий на землю.

Устройство ТНП приведено на рисунке 5. Магнитопровод 1, собранный из листов трансформаторной стали, имеет обычно форму кольца или прямоугольника, охватывающего все три фазы защищаемой линии. Провода (жилы кабеля) фаз А, В и С, проходящие через отверстие ТНП, являются первичной обмоткой трансформатора, вторичная обмотка 2 располагается на магнитопроводе.

В

сеть

качестве датчиков сигналов нулевой последовательности промышленность выпускает трансформаторы тока нулевой последовательности T3, T3P, ТЗЛ, ТФ, ТТНП-2 и др. Эти

нагрузка

1 – магнитопровод; 2 – вторичная обмотка; Схема включения ТНП и реле тока

3 – трехфазный силовой кабель.

Рисунок 5 - Трансформатор тока нулевой последовательности (ТНП)

трансформаторы тока предназначены для установки их на кабельных линиях или кабельных вставках. В качестве реагирующих органов токовой защиты применяют реле РТ-40/0,2, РТЗ-50, РТЗ-51, ЭТД-551 и другие, в том числе электронные блоки и процессоры. Так, находят применение датчики тока CSH-120 и CSH-200, компании SCHNEIDER, работающие совместно с цифровыми системами защиты.

Рисунок 6 - Схема работы защиты, реагирующей на ток нулевой последовательности.

Токовая защита от однофазных замыканий на землю осуществляется следующим образом (рис. 6). Если произойдет замыкание на землю на участке ТА1, то во вторичной обмотке трансформатора тока нулевой последовательности ТА1 возникнет ток I₀₁, под действием которого включится токовое реле КА и своим замыкающим контактом подаст напряжение на указательное (сигнальное) реле KН и катушку электромагнита отключения силового выключателя.

Основной недостаток токовых защит – возможность неселективных отключений неповрежденных участков сети, особенно при небольшом числе отходящих присоединений на шинах подстанции.

Так, при двух отходящих присоединениях, на которых установлена защита, при замыкании на одном из них отключаются оба присоединения.

При одном отходящем присоединении защита принципиально не может работать вообще. Защита, работающая на принципе сравнения токов и напряжения нулевой последовательности, применяется в сетях с малыми токами замыкания на землю (до 20 А) при 2-х и более отходящих от подстанции присоединениях.