Допускаемые перегрузки трансформаторов

В течение суток и в различное время года нагрузка трансфор­матора не остается постоянной, а это в свою очередь сказывается на температурном режиме работы трансформатора.

Превышение температуры обмоток над температурой охлаж­дающего воздуха колеблется от 60° С до некоторого меньшего зна­чения, что уменьшает износ изоляции обмоток и увеличивает срок службы трансформатора. Поэтому в эксплуатации допускается та­кая перегрузка трансформатора, чтобы его срок службы был не менее 20—25 лет. Перегрузки трансформаторов делят на нормальные и аварийные.

Таблица 21

Величина допустимых перегрузок трансформаторов

Коэффициент загрузки*	Величина допустимой перегрузки трансформаторов, %, при дли- • тельности перегрузки, ч
(определяется по суточ-
ному графику)
	2	4	6	8	10	12
0,5	28	24	20	16	12	7
0,6	23	20	17	14	10	6
•0,7	17,5	15	12,5	10	7,5	г" э
0,75	14	12	10	8	6	4
0,8	11,5	10	8,5	7	5,5	3
0,85	8	7	6	4,5	3	2
0,9 '	4	3	2	-— —	~ • -"	— *-

* Коэффициентом загрузки называется отношение средней нагрузки трансформатора за сутки к его номинальной мощности ,

Длительные эксплуатационные перегрузки всех типов силовых трансформаторов в зависимости от коэффициента загрузки допу­скаются в размерах, указанных в табл. 21.

Чтобы определить допустимую перегрузку трансформатора зи­мой за счет его недогрузки летом, устанавливают следующее-пра­вило: если максимум среднего суточного графика нагрузки в летние месяцы меньше номинальной мощности трансформатора, то в зимние месяцы допускается перегрузка трансформатора в размере 1 % на каждый процент недогрузки летом, но в общем не более чем на 15% номинальной нагрузки. Общая допустимая перегрузка трансформатора подсчитывается с учетом коэффициента загрузки и летний.недогрузки, но не должна превышать 30% номинальной. Кроме того, в процессе эксплуатации допускаются аварийные перегрузки силовых трансформаторов всех типов с естественным масляным охлаждением на время, необходимое для ввода резерва, независимо от величины предшествующей нагрузки, температуры окружающей среды и места установки трансформатора в следую­щих размерах и продолжительностью Перегрузка по току, % .... 30 45 60 75 100 200 Длительность перегрузки, мин, 120 80 45 20 10 1,5

Аварийные перегрузки сухих трансформаторов допускаются в следующих размерах и длительностью:

Перегрузка по току, % , 20 30 40 50 60

Длительность перегрузки, мин ..... 60 45 32 18

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГАЗОВОЙ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Для выявления внутренних повреждений в трансформаторах устанавливают чувствительную газовую защиту, которая работает на сигнал или на отключение. Правильную работу газовой защиты обеспечивают специальной установкой трансформаторов, которые монтируют таким образом, чтобы крышка имела подъем по на­правлению к газовому реле не менее чем на 1 —1,5% высоты транс­форматора, а маслопровод от трансформатора к расширителю — не менее чем на 2—4%. Газовая защита работает на сигнал при попадании в трансформатор воздуха, медленном опускании уровня масла из-за снижения температуры или наличия течи масла, а также при повреждениях трансформатора, которые сопровожда­ются выделением небольшого количества газов. При внутреннем повреждении трансформатора с сильным газообразованием газо­вая защита работает на отключение.

Кроме того, может быть ложная работа газовой защиты в слу­чае сквозных коротких замыканий, сопровождаемых толчком мас­ла через газовое реле, а также из-за неисправности вторичных цепей, которые в местах подсоединения к газовому реле обычно разъедаются маслом, чтобы предотвратить это явление, для вторич­ных цепей применяют маслостойкую изоляцию.

Эксплуатационный персонал станций и подстанций может су­дить о характере повреждения в трансформаторе и причинах дей­ствия тазовой защиты по анализу газа в газовом реле. Если газ в реле без запаха и цвета и не горит, это означает. что б трансформаторе имеется воздух. Если газ горит, это указы­вает на внутреннее повреждение трансформатора, который должен быть немедленно выведен в ремонт. Характер повреждения в транс­форматоре можно определить также по цвету газа (табл. 22).

Таблица 22

Определение характера повреждения в трансформаторе по цвету газа

Цвет г а

Повреждение

Бело-серый

Желтый

Черный

Бумаги или электрокартона

Д'ерева

Масла

Зажигая газ, огонь следует подносить сбоку, немного выше от­верстия крана. Чтобы избежать взрыва газов, запрещается подносить огонь к открытым отверстиям расширителя и трансформатора.

При работе газовой зашиты на сигнал и наличии резервного трансформатора последний включают в работу, после чего повреж­денный трансформатор осматривают, чтобы выяснить причины работы газовой защиты.

Если периодически из масля трансформатора выделяются не­горючие газы, их проверяют на содержание водорода и метана. В случае постепенного увеличения содержания этих газов транс­форматор необходимо вывести в ремонт, поскольку такое явление указывает на разложение масла дугой. При опускании уровня масла из-за понижения температуры доливают масло в трансфор­матор. Во избежание ложной работы газовой защиты при доливке масла ее оставляют включенной только на сигнал до тех пор, пока не прекратится выделение воздуха из масла. При срабатывании газовой защиты необходимо проверить температуру вспышки мас­ла, если будет установлено, что защита работает не из-за попада­ния, воздуха в трансформатор.

Если при отключении трансформатора газовой зашитой будет установлена правильность ее сигнала о том, что имеется внутрен­нее повреждение аппарата. не допускается включать его под на­пряжение без осмотра и испытания выемной части.

ПОНЯТИЕ О РЕМОНТЕ И ПРОФИЛАКТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЯХ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Текущие ремонты силовых трансформаторов (без выемки сер­ дечника) с их отключением производят в зависимости от условий эксплуатации в соответствии с местными инструкциями, но не реже одного раза в год,

Текущий ремонт трансформаторов заключается в чистке изо­ляторов, крышки; осмотре всех контактных соединений, расшири­теля, выхлопной трубы; проверке газовой защиты и т. д. Продол­жительность, ремонта обычно не более 6—8 ч.

Капитальные ремонты силовых трансформаторов с. выемкой сердечника выполняют через б лет после введения в эксплуатацию и в дальнейшем по мере необходимости в зависимости от резуль­татов их измерений и осмотров.

Капитальный ремонт производят с. выемкой сердечника и сопро­вождают внутренним осмотром трансформатора. При этом ремон­те тщательно осматривают магнитопровод, проверяют затяжку стяжных болтов, обмотку, контактные соединения, изоляцию; чис­тят бак, расширитель; заменяют все прокладки; осуществляют все­возможные профилактические испытания согласно нормам и т, д. Срок капитального ремонта, трансформатора определяется, его мощностью и колеблется от 1 до 10 суток,

При капитальном ремонте, а также при монтаже новых, транс­форматоры испытывают в соответствии с «Объемами и нормами испытаний электрооборудования». Кроме того, выполняют профи­лактические испытания между капитальными ремонтами в сроки, установленные местными инструкциями,

Во время испытаний измеряют сопротивление изоляции обмо­ток, тангенс угла диэлектрических потерь и определяют коэффици­ент абсорбции. Если результаты испытаний указывают на увлаж­нение изоляции, трансформатор сушат. Изоляцию доступных стяж­ных болтов и ярмовых балок испытывают переменным напряжени­ем. 1 кВ в течение 1 мин, Нарушение изоляции этих элементов может вызвать тяжелые последствия в эксплуатации, так как ведет к образованию короткозамкиутого контура в магнитопроводе и «.пожару» стали.

Измеряя сопротивление обмоток трансформатора при всех по­ложениях переключателя ответвлений, можно обнаружить плохие контакты и обрывы в обмотке, а также проверить правильность подключения выводов обмоток к переключателю. Эту же цель пре­следуют, измеряя коэффициент трансформации трансформатора на всех ответвлениях. При переходе от ответвления к ответвлению со­противление обмотки и коэффициент трансформации должны изме­няться каждый раз на одинаковую величину.

Измерение тока холостого хода трансформатора позволяет об­наружить витковые замыкания в обмотках и повреждение магнитопровода. Ток холостого хода в этом случае возрастает.

При новом включении необходимо также проверить группу соединений трансформатора и произвести его фазировку.

Обязательным является испытание масла из трансформатора' и его маслонаполпенных вводов, как указано в § 62. Состояние вводов оценивают, измеряя тангенс угла диэлектрических потерь. При текущих ремонтах трансформатор испытывают в.объемах, установленных местными инструкциями.

Меры защиты от поражений электрическим током

Вопросы организации эффективной профилактики электротравматизма неразрывно связаны с вопросами устройства и эксплуатации электроустановок и требуют исключительного внимания.

Единые научно обоснованные правила устройства и технической эксплуатации должны отражать все требования к правильному устройству и организации безопасной эксплуатации электрических сетей, установок, оборудования. В настоящее время такими общеобязательными правилами являются «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ), «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей». Ниже приведены основные мероприятия, обеспечивающие электробезопасность на промышленных предприятиях.

1. Электрические сети, установки, оборудование должны быть выполнены так, чтобы токоведущие части их, находящиеся под напряжением, были недоступны для случайного прикосновения.

Недоступность токоведущих частей достигается или надлежащей их изоляцией, применением различного рода защитных ограждений, кожухов и т. п., или расположением токоведущих частей на недоступной высоте в тех случаях, когда нельзя использовать изоляцию или ограждение.

Защитные ограждения токоведущих частей выполняются конструктивно по-разному в зависимости от напряжения и окружающей среды. Технические мероприятия по электробезопасности на электроустановках напряжением выше 1000 в значительно отличаются от технических мероприятий по электробезопасности на электроустановках напряжением до 1000 в. Электробезопасность на электроустановках, расположенных в сухих помещениях с нормальными условиями труда, обеспечивается иными средствами, чем в сырых или взрывоопасных помещениях и т. д.

Выбор средств для предупреждения случайного прикосновения к токоведущим частям производится с учетом местных условий.

Защитные ограждения должны удовлетворять своему назначению, иметь достаточную механическую прочность и должны быть изготовлены из несгораемого или трудно­сгораемого материала. В производственных помещениях при напряжении до 1000 в защитные ограждения необходимо закреплять так, чтобы их было невозможно снять без инструмента или приспособлений; они должны быть сплошными, конструктивно связанными с оборудованием или иметь вид ящиков, шкафов, запирающихся на замок.

В производственных помещениях с повышенной опасностью или в особо опасных помещениях (а при напряжении выше 1000 в независимо от категории произволе!вен­ного помещения) сетчатые ограждения не допускаются; предусматривается соответствующая блокировка.

Во всех случаях необходимо учитывать, что изоляция является одним из главных факторов, обеспечивающих электробезопасность; она должна соответствовать своему назначению и условиям эксплуатации, полностью удовлетворяя требованиям ПУЭ. В отдельных случаях требуется и применяется повышенная изоляция. Во всех случаях должны быть выдержаны также соответствующие изоляционные расстояния по воздуху от токоведущих частей до защитных ограждений, кожухов и других укрытий.

При расположении незащищенных токоведущих частей на условно недоступной высоте или вблизи мест эпизодически или периодически выполняемой работы, изоляционные расстояния от частей, находящихся под напряжением, до человека, выполняющего работу, должны быть приняты с учетом всех возможных положений человека при работе и размеров используемого им инструмента. Это необходимо во избежание

электропоражения через перекрытие дугой, а также при прикосновении (непосредственно или через инструмент).

2. Эффективной защитой от поражения электрическим током является применение различного рода блокировок. Если опасный участок электроустановки огражден решеткой с открывающимися дверцами, устраивают механические или электрические блокировки. Когда дверцы защитного ограждения открываются, напряжение с токоведущих частей электроустановки автоматически снимается при помощи блокировки (т. е. отключается), и опасность поражения током устраняется.

Блокировка является единственно надежным средством защиты от проникновения в опасную зону, где находится установка, в которой невозможно обеспечить недоступность токоведущих частей для случайного прикосновения. Благодаря применению блокировки при приближении человека к опасной зоне такой установки происходит автоматическое снятие напряжения со всех элементов установки, угрожающих жизни человека. Таким образом, блокировка аппаратов и всякого рода ограждений делает неопасными эксплуатацию и обслуживание электроустановок. Она обеспечивает падежное и быстродействующее отключение оборудования, частей установок, случайно оказавшихся под напряжением, или участков сетей, находящихся в предаварийном состоянии (ухудшение изоляции, увеличение токов утечки, приближающееся к состоянию замыкания на землю или двухфазного замыкания и т. д.).

Блокировка имеет большое значение при механизации и автоматизации производственных и технологических процессов, создавая наиболее безопасные, благоприятные и культурные условия труда.

3. Для защиты от опасности поражения электрическим током в случае перехода

напряжения на металлические конструктивные части электрических сетей, установок и оборудования используют специальные устройства — защитное заземление и защитное отключение.

При помощи устройств защитного заземления или защитного отключения в случае повреждения электрической изоляции сетей, проводов, электромашин, аппаратуры и перехода напряжения на конструктивные части (броню кабеля, грубы электропроводки, корпусы электродвигателей, аппаратуры и т. д.) возникающее на них «напряжение прикосновения» или вблизи места замыкания «шаговое напряжение» ограничиваются до безопасной для человека величины или автоматически отключается поврежденное электрооборудование.

4. Для питания ручных переносных приемников тока (инструментов с электроприводом, переносных электроламп, ремонтного освещения, стационарных ламп местного освещения) применяется напряжение 12 или 36 В, в зависимости от условий и степени опасности производимой при этом работы.

По опытам, проведенным в экспериментально-биологической лаборатории Ленинградского института охраны труда ВЦСПС, установлено, что человек при пропускании через него электрического тока напряжением 30—35 кВ не всегда может самостоятельно отключиться от контактов из-за судорожного сокращения мышц. Эти опыты показывают, что электрический ток низкого напряжения оказывает вредное влияние на организм и что безопасным может считаться лишь весьма малое напряжение, порядка до 12 в переменного тока.

Однако область применения малого напряжения, 12— 36 в, очень невелика, так как уменьшение эксплуатационного напряжения связано с увеличением силы тока, сечений проводов и токоведущих частей электрических машин и аппаратов. Поэтому такое напряжение применяется только для приборов и аппаратов небольших мощностей — переносных ламп, местных светильников, специальных электроплит, ручного электрифицированного инструмента при работах в опасных и особо опасных условиях. Однако во всех случаях применения питания через понижающие трансформаторы с вторичным напряжением 12—36 в необходимо обеспечить невозможность перехода

напряжения сети из первичной обмотки (высшего напряжения) во вторичную обмотку (низшего напряжения),

питающую электроприемники, для чего корпус трансформатора должен быть заземлен и удален на расстояние не менее 5 м от места использования .электроприемников. Для большей безопасности рекомендуется на вторичной стороне трансформатора применять хорошо изолированные провода, а для переносных электроприемников — изолирующие шланговые провода; при работах в различных металлических резервуарах, на токопроводящих конструкциях понижающие трансформаторы следует устанавливать вне емкостей или конструкций, а корпусы их соединять с этими объектами для выравнивания потенциала на корпусе трансформатора и на конструкции (емкости).

5. Если питание электроприемников не может быть осуществлен непосредственно от сети, в ряде случаев целесообразно, а в условиях особой опасности необходимо применятьразделительные трансформаторы.

Например, при работах на открытом воздухе, на строительных площадках и в других условиях применяют механизмы и электроинструменты, для работы которых требуется ток напряжением, значительно превышающим 36 в. Разделительные трансформаторы, обеспечивая необходимое электропитание переносных электроприемников при необходимых напряжениях в установках до 1000 в и одновременно изолируя от непосредственного контакта с общей сетью, защищают от токов утечки в общей сети, имеющихся в ней повреждений изоляции, наличия емкостной проводимости, замыканий на землю, всех тех условий, которые являются необходимой предпосылкой для элек­тропоражения. Эти трансформаторы правильно было бы назвать «защитными» и предъявить определенные требования к их конструкции. Совершенно правильно указано в ПУЭ, что трансформаторы,

предназначенные для изолирования электроприемников от первичной сети и сети заземления, должны удовлетворять специальным техническим условиям в отношении их повышенной надежности конструкции и испытательных напряжений.

От разделяющих трансформаторов разрешается питание только одного электроприемника с защитной плавкой вставкой предохранителя или током уставки автомата на первичной стороне не более 15А. Вторичное напряжение разделяющих трансформаторов разрешается не выше 380 В. Заземление вторичной обмотки разделяющего транс­форматора и питающихся от него электроприемников запрещается. Корпус трансформатора должен быть заземлен.

6. Звуковая и световая сигнализация, применяемая во многих случаях, одновременно, служит эффективным средством предотвращения электротравматизма.

Зеленая лампочка, например, сигнализирует о снятии с электроустановки напряжения, красная — о подаче опасного напряжения на данный участок электроустановки. Звонок или сирена и красная лампочка обычно предупреждают о появлении опасного напряжения на электроустановке. Существенную помощь в предупреждении электротравм оказывает также маркировка. Поражение током происходит иногда из-за того, что пострадавший потерял ориентировку во время работ в электроустановке (при ремонте, испытаниях и даже при осмотрах).

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

._ 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 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.

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.

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 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 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

I '- Современные схемы заземления

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:

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:

_ 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.

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)

Но 1

1 1 С

^

4. / V

/ 9 г

/ -Ч П_|

и{. v

' / 7 /

А/ Ли р„ „,

^.^ <

1 Т

ПГ 1 ь» 1 Т<

/

/ г. < '"" / К г

.•_

ч»

Л

1 Г

4 .

^ г

К

ч — 1

\

1 1

I

\

1

^

.,1Ч_| 1.

^

2_

1 Ш^н ^^ V

и х^_

N

\

» 2 N

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

ТN-С (нулевой рабочий и нулевой защитный проводники объединены по всей сети)

и с	) (
/ 3 С
4. V Ч РЕМ с	Г Т
	/			*	>	ч			к	Ч
Ь	^ Н	_	—	—	-н	1 Г	—	,—	— <	1 — ,
	1									»
	1					' !
ЧМш чнв •V	и. \Х					^ и.	\	2 ^^^щ	1	. 1

1 - заземление источника питания; 2 - открытые проводящие части

Классификация помещений по электробезопасности

V- Электропомещения - помещения или отгороженные (например, сетками) части помещения, в которых расположено электрооборудование, доступное только для квалифицированного обслуживающего персонала. Согласно правилам устройства электроустановок они классифицируются на:

\. Сухие помещения - помещения, в которых относительная влажность воздуха не превышает 60%. При отсутствии в таких помещениях условий, указаных в 5-7, они называются нормальными.

2. Влажные помещения - помещения, в которых относительная влажность воздуха более 60%, но не превышает 75%.

3. Сырые помещения - помещения, в которых относительная влажность воздуха превышает 75%.

4. Особо сырые помещения - помещения, в которых относительная влажность воздуха близка к 100% (потолок, стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой).

5. Жаркие помещения - помещения, в которых под воздействием различных тепловых излучений температура превышает постоянно или периодически (более 1 сут.) +35°С (например, помещения с сушилками, обжигательными печами, котельные).

6. Пыльные помещения - помещения, в которых по условиям производства выделяется технологическая пыль, которая может оседать на токоведущих частях, проникать внутрь машин, аппаратов и т. п.

Пыльные помещения разделяются на помещения с токопроводящей пылью и помещения с токонепроводящей пылью.

7. Помещения с химически активной или органической средой - помещения, в которых постоянно или в течение длительного времени содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, образуются отложения или плесень, разрушающие изоляцию и токоведущие части электрооборудования.

7. В отношении опасности поражения людей электрическим током различаются:

1. помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность .

2. помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием в них одного из следующих условий, создающих повышенную опасность:

• сырость или токопроводящая пыль;

• токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т.п.);

• высокая температура;

• возможность одновременного прикосновения человека к металлоконструкциям зданий, имеющим соединение с землей, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования (открытым проводящим частям), с другой.

3) особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность:

• особая сырость;

• химически активная или органическая среда;

• одновременно два или более условий повышенной опасности;

4) территория открытых электроустановок в отношении опасности поражения людей электрическим током приравнивается к особо опасным помещениям.

1. помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность .

2. помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием в них одного из следующих условий, создающих повышенную опасность:

• сырость или токопроводящая пыль;

• токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т.п.);

• высокая температура;

• возможность одновременного прикосновения человека к металлоконструкциям зданий, имеющим соединение с землей, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования (открытым проводящим частям), с другой.

3) особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность:

• особая сырость;

• химически активная или органическая среда;

• одновременно два или более условий повышенной опасности;

4) территория открытых электроустановок в отношении опасности поражения людей электрическим током приравнивается к особо опасным помещениям.