ВиЭ и монтаж / Лекции

Для распознавания принадлежности различных частей электрооборудования к той или иной системе напряжения и тока и их назначения применяется маркировка. Распре-

делительные устройства, распределительные пункты и щиты должны быть маркированы;

на них должны быть надписи, указывающие принадлежность и назначение каждого присоединения (фидера) в данной электрической установке. Особое значение маркировка приобретает в электроустановках, в которых применяется большое число электрических цепей с разным напряжением и различными видами тока — постоянного, переменного.

Вместо надписей можно обозначать электрические цепи номерами или буквами и вывешивать на видном месте таблицу, расшифровывающую эти обозначения.

Для облегчения и безопасности работы при осмотрах, ремонтах и испытаниях электрооборудования применяется отличительная окраска голых проводов или расцветка жил в кабелях и т. д. Расцветка проводов электропроводок, шинопроводов и кабелей должна быть единой на всех предприятиях Российской Федерации. Шины должны быть окрашены в следующие цвета:

При переменном токе — фаза А — в желтый; фаза В — в зеленый; фаза С — в красный.

Нулевые шины при изолированной нейтрали должны иметь белый цвет, при заземленной нейтрали — черный.

При однофазном токе проводник, присоединенный к началу обмотки источника питания,

должен быть окрашен в желтый цвет, к концу обмотки — в красный. Если шины однофазного тока являются ответвлением от шин трехфазного тока, они окрашиваются в цвет соответствующей фазы трехфазного тока.

При постоянном токе положительная шина (знак плюс) имеет красный, отрицательная

(знак минус) — синий и нейтральная шина — белый цвет.

Помимо этого, предусмотрено и узаконено соответствующее расположение окрашенных шин в зависимости от цвета окраски: по вертикали, горизонтали, с левой стороны, с

правой стороны и т.д.

191

._ 7. При обслуживании электроустановок применяют индивидуальные защитные средства.

Для защиты от поражения электрическим током или ожога электрической дугой используют различные защитные средства как основные (изолирующие штанги, клещи),

так и дополнительные, усиливающие действие основных (диэлектрические перчатки,

боты, галоши, коврики); различного рода указатели напряжения; временные заземления;

устройства для работы на высоте и плакаты по электробезопасности. Действующие

«Правила техники безопасности при обслуживании электроустановок потребителей» содержат конкретные указания, какие защитные средства должны применяться в тех или иных условиях в целях безопасности обслуживания. Мероприятия безопасности,

предусмотренные для электрических установок, можно разделить на две группы. К

первой группе относятся мероприятия, конструктивно связанные с электрическими установками и обеспечивающие безопасность последующей эксплуатации их, например различного рода ограждения, защитные кожухи для оборудования, устройства блокировки, сигнализации, защитного заземления и отключения и т. д. Вторую группу составляют мероприятия организационного и технического характера, выполняемые дополнительно в процессе эксплуатации существующих электрических установок. К ним относятся приемы безопасной работы и различные защитные и другие средства, которые применяются при обслуживании электрических установок.

Меры безопасности могут совпадать с общими техническими мероприятиями,

направленными на обеспечение безаварийной нормальной эксплуатации электрических установок. Например, изоляция электрических установок, проводов,

электрооборудования, установление наименьших сечений проводов, двойной подвес проводов и т. п., — все мероприятия, имеющие целью предупредить возможность аварий, связанных с замыканием на землю из-за неудовлетворительной изоляции,

обрыва проводов или повреждения изоляторов, — одновременно обеспечивают также безопасное содержание и обслуживание таких устройств.

8. Степень опасности и вероятность поражения электрическим током в значительной мере зависят также от режима нейтрали сети. Как было показано выше, двухфазное включение человека в сеть трехфазного тока напряжением до 1000 в представляет

192

непосредственную опасность электротравмы с летальным исходом независимо от режима нейтрали сети. т.е. от того, будет ли нейтраль сети заземлена или нормально изолирована. При однофазном включении человека в электроустановку режим нейтрали сети имеет решающее значение. Если нейтральная точка сети заземлена наглухо,

непосредственно на землю, то человек, находящийся в контакте с гоковедущими частями одной фазы. подвергается воздействию фазного напряжения (Л/>, которое по отношению к линейному междуфазному будет в √/3 раза меньше.

Однако при напряжениях, обычно применяемых в силовых и осветительных установках и особенно в сетях 380/220 в, человек, касаясь токоведущих частей одной фазы и не будучи изолирован от земли, окажется под воздействием напряжения и тока, достаточных, чтобы вызвать летальный исход.

Если же нейтраль сети будет нормально изолирована, то человек, не изолированный от земли в нормальном состоянии сети, подвергнется воздействию только части междуфазного напряжения, если изоляция сети находится в хорошем состоянии, а емкость сети недостаточна, чтобы вызвать утечку тока через емкостную проводимость. Таким образом, однофазное включение в сеть с изолированной нейтралью при хорошем состоянии изоляции может быть безопасным при напряжениях, при которых однофазное включение в сеть с заземленной нейтралью могло оказаться смертельным для человека.

Однако если сеть разветвлена, то результативная величина сопротивления изоляции сети уменьшится и соответственно возрастет напряжение, иод воздействием которого окажется человек.

И, наконец, если один из проводов сети с изолированной нейтралью имеет полное,

замыкание на землю (пол), то в условиях хорошо проводящей земли или пола однофазное включение по степени опасности может быть равноценным двухфазному включению.

Чтобы избежать этого и сохранить преимущества в отношении безопасности сетей с изолированной нейтралью, необходимо обеспечить: 1) постоянно действующий контроль за состоянием изоляции и целостью пробивных предохранителей с автоматическим отключением участков, где произошло замыкание, на землю; 2) автоматически регулируемую компенсацию емкостных токов утечки.

193

При соблюдении этих условий сети с изолированной нейтралью найдут широкое применение как наиболее безопасные, особенно в производствах с повышенными требованиями безопасности—химических, взрывоопасных, а также при торфоразработках,

лесозаготовках, в шахтах и т. п.

9. Исключительно важное значение для безопасной, безаварийной и экономичной работы электроустановок промышленных предприятий имеет исправное состояние изоляции электрооборудования и сетей. Только исправная изоляция выполняет свою защитную функцию от чрезмерных токов утечки, от возможности поражения током, от коротких замыканий и связанных с ними пожаров и взрывов.

Согласно действующим «Правилам устройства электроустановок» силовые и осветительные электропроводки должны иметь сопротивление изоляции участков между двумя предохранителями или за последним предохранителем и землей не менее 0,5 Мом.

При эксплуатации, если сопротивление изоляции электропроводок не удовлетворяет установленным нормам и снизилось до 50% от нормального, сеть должна быть демонтирована и заменена новой, вполне удовлетворяющей нормам. Во избежание чрезмерных токов утечки для всех видов электрооборудования установлены нормы либо сопротивления изоляции, либо испытательного напряжения для проверки электрической прочности.

«Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей» предусматривают сроки периодического контроля состояния изоляции, измерения сопротивления изоляции и испытания электрической прочности повышенным напряжением кабелей,

электропроводки, электрооборудования и т. д.

Значение каждого из указанных мероприятий определяется конкретными условиями, и

применение их регламентируется указанными выше правилами. Очевидно, что правильное отношение к этим требованиям и мероприятиям возможно только при достаточных знаниях и опыте персонала.

194

10. Также эффективной защитой от поражения электрическим током является использование заземлений и занулений. Заземлением какой-либо части электроустановки называется преднамеренное электросоединение этой части с заземляющим устройством.

Различают защитное и рабочее заземление. Рабочим является заземление, при котором заземляется какая-либо точка электроустановки, находящейся под напряжением, т.к. это необходимо для нормальной работы электроустановки.

Рабочее заземление в большинстве случаев защитных функций не выполняет. Назначение рабочего заземления состоит в обеспечении надежной работы защиты при замыкании фазы на корпус или землю и предотвращения при этом повышения напряжения неповрежденных фаз относительно земли.

Повышение напряжения в сетях напряжением до 1 кВ приводит к большей опасности поражения током, а в сетях напряжением 110 (220) кВ — к повреждению изоляции между неповрежденными фазами и заземленными частями.

В электроустановках напряжением до 1 кВ, питаемых через трансформаторы, нулевая точка обмотки низшего напряжения или одна из его фаз должна быть присоединена наглухо к заземлителю. В случае пробоя изоляции между обмотками высшего и низшего напряжении заземление пулевой точки снижает потенциал относительно земли обмотки низшего напряжения и в этом случае рабочее заземление выполняет защитные функции.

Широко рабочее заземление используется в схемах управления взрывобезопасных пускателей и станций управления, где обеспечена искробезопасность цепей управления и заземляющая жила кабеля используется в качестве обратного провода.

Защитным называется заземление части электроустановки с целью обеспечения электробезопасности, т.е. металлическое соединение с заземляющим устройством элементов электроустановки.

Назначение защитного заземления состоит в том, чтобы между защищаемым электрооборудованием и землей обеспечить электрическое соединение с достаточно

195

малым сопротивлением, снизив тем самым напряжение прикосновения во время замыкания на корпус электрооборудования до безопасной величины. С этой целью

потенциально опасные части электрооборудования должны быть надежно присоединены к заземляющему устройству.

Опасные напряжения прикосновения могут возникать также между корпусами электрооборудования и металлическими частями зданий, сооружений, трубопроводами,

станинами оборудования. Поэтому для уравнивания потенциала во всех помещениях и наружных установках, где имеется заземление или зануление, перечисленные конструкции должны быть присоединены к сети зануления или заземления. Если же такие

конструкции используются в качестве заземления или зануления, то должна быть обеспечена непрерывность электрической цепи. При отсутствии таковой осуществляют соединения гибкими перемычками из стального троса.

Заземление и зануление электроустановок следует выполнять всегда при напряжении 380В

и выше в сетях переменного тока и 440В в сетях постоянною тока, а при напряжении выше

42В переменною тока и 110В постоянного тока — только в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках. При напряжениях меньших 42 и 110В

заземление и зануление не требуется, за исключением взрывоопасных

установок.

Защитное заземление может быть эффективным в том случае, если ток замыкания на землю не увеличивается с уменьшением сопротивления заземления. Это возможно в сетях с изолированной нейтралью, где при глухом замыкании на землю или на заземленный корпус ток практически не зависит от величины сопротивления заземления.

Защитное заземление применяется также в сетях с большими токами замыкания на землю,т.е. в сетях напряжением выше 1 кВ с заземленной нейтралью. При этом замыкание на землю является коротким замыканием, которое отключает максимальная токовая защита.

Защитное заземление применяется в сетях с изолированной нейтралью напряжением до

1кВ, а в сетях выше 1 кВ — как при изолированной, так и при заземленной нейтрали. В

196

последнем случае замыкание на корпус приводит к срабатыванию максимальной токовой защиты.

11. Защитное зануление - преднамеренное электрическое соединение нейтральной проводящей части (нейтрального проводника) в электроустановке до 1 кВ с заземленной нейтралью трансформатора на подстанции. Основное назначение зануления - обеспечить срабатывание максимальной токовой защиты при замыкании на корпус. Зануление применяется в сетях напряжением до 1 кВ с заземленной нейтралью. Применение зануления в электроустановках с изолированной нейтралью запрещено, поскольку поврежденные линии при замыкании одной из фаз на заземленные части или на землю защитой не отключаются. При этом напряжение неповрежденных фаз по отношению к земле возрастает до линейного, а напряжение нейтрали и всех зануленных частей близко к фазному, что значительно повышает опасность поражения обслуживающего персонала.

При занулении корпуса электрооборудования соединяются не с заземлителями, а с нулевым проводом (рис.1). Зануление превращает замыкание на корпус в короткое замыкание

(однофазное), в результате срабатывает максимальная токовая защита и селективно отключает поврежденный участок. При этом снижается потенциал на корпусе,

появившийся в момент замыкания на землю. При замыкании на корпус ток проходит по цепи: внутренне сопротивление трансформатора — фазный провод — нулевой провод.

Рис.1 Принципиальная схема защитного зануления

В настоящее время наиболее широко применяются следующие типы систем заземления электрических сетей: ТТ, ГТ, ТМ. В зависимости от устройства нулевого рабочего и нулевого защитного проводников различают следующие три типа системы ТМ:

197

система ТМ-8 - нулевой рабочий и нулевой защитный проводники работают раздельно по всей системе;

система ТМ-С-8 - функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводников объединены в одном проводнике в части сети;

система ТМ-С - функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводников объединены в одном проводнике по всей сети.

Используемые на рисунках буквенные обозначения имеют следующий смысл.

Первая буква - характер заземления источника питания:

Т - непосредственное присоединение одной точки токоведущих частей источника питания к земле;

I - все токоведущие части изолированы от земли или одна точка заземлена через сопротивление.

Вторая буква - характер заземления открытых проводящих частей электроустановки:

Т - непосредственная связь открытых проводящих частей с землей, независимо от характера связи источника питания с землей;

N - непосредственная связь открытых проводящих частей с точкой заземления источника питания (в системах переменного тока обычно заземляется нейтраль).

Последующие буквы (если таковые имеются) - устройство нулевого рабочего и нулевого защитного проводников:

S - функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников обеспечиваются раздельными проводниками.

С - функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников объединены в одном проводнике (РЕМ-проводник).

Обозначения, принятые на рисунках:

198

_ нулевой рабочий проводник (N)

нулевой защитный проводник (РЕ)

совмещенный нулевой рабочий и защитный проводник (РЕК)

Далее приведены непосредственно схемы заземления.

Система ТТ. Питающая сеть системы ТТ имеет точку, непосредственно связанную с землей, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к заземлителю,

электрически независимому от заземлителя нейтрали источника питания.

и*

1 - заземление источника питания; 2

- открытые проводящие части; 3 - заземление

корпусов

оборудования

Система 1Т. Питающая сеть системы 1Т не имеет непосредственной связи токоведущих частей с землей, а открытые проводящие части электроустановки заземлены.

199

1 - сопротивление; 2 - заземление источника питания; 3 - открытые проводящие части; 4 -

заземление корпусов оборудования;

Система ТN. Питающие сети системы ТN имеют непосредственно присоединенную к земле точку. Открытые проводящие части электроустановки присоединяются к этой точке посредством нулевых защитных проводников. ТN - S (нулевой рабочий и нулевой защитный проводники работают раздельно)

1 - заземление источника питания; 2 - открытые проводящие части

TN-С-S (в части сети нулевой рабочий и нулевой защитный проводники объединены)

1- заземление источника питания; 2 - открытые проводящие части

200