PRAKTIKUM_BZhD-k_izdaniyu

Следовательно, зануление обеспечивает защиту от поражения электрическим током при замыкании на корпус за счет ограничения времени прохождения тока через тело человека и за счет снижения напряжения прикосновения.

Согласно ПУЭ ток однофазного короткого замыкания должен превышать не менее чем в 3 раза номинальный ток плавкой вставки или ток срабатывания автоматического выключателя с обратной зависимой от тока характеристикой. При защите сети автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитный расцепитель, коэффициент кратности тока выключателей с номинальным током до 100 А следует принимать равной 1,4, а для прочих - 1,25. Полная проводимость нулевого провода во всех случаях должна быть не менее 50 % проводимости фазного провода. Если эти требования по каким-либо причинам не удовлетворяются, отключение при замыкании на корпус должно обеспечиваться специальными защитами, например, защитным отключением.

Для соединения зануляемых частей электроустановок с глухозаземленной нейтралью служат нулевые защитные проводники.

Нулевой защитный проводник следует отличать от нулевого рабочего проводника, предназначенного для питания током электроприемников и являющегося частью цепи рабочего тока.

Нулевым защитным проводником называется проводник,

соединяющий зануляемые части потребителей (приемников) электрической энергии с заземленной нейтралью источника тока.

Назначение нулевого защитного проводника в схеме занулений

– это обеспечение достаточно малого сопротивления в цепи фаза- нуль и, соответственно, большего тока однофазного короткого замыкания, достаточногодля срабатывания защиты.

Сечение защитного зануляющего провода согласно ГОСТ 12.1.030-81. «Электробезопасность. Защитное заземление, зануление» должно быть не меньше сечения фазных жил, питающих электроприемник или электроприемники.

Нулевой рабочий проводник используют для питания током электроприемников и тоже соединяют с заземленной нейтралью, но через предохранитель. При использовании нулевых рабочих проводников в качестве нулевых защитных проводников установка разъединяющих приспособлений и предохранителей в цепях нулевых

рабочих проводников запрещается. В этом случае допускается применение выключателей, которые одновременно с отключением нулевых рабочих проводников отключают все провода, находящиеся под напряжением.

Повторное заземление нулевого провода.

В низковольтных системах электроснабжения с глухозаземленной нейтралью с целью повышения безопасности обслуживания электроустановок выполняется повторное заземление нулевого рабочего проводника.

Повторное заземление нулевого рабочего провода требуется предусматривать на концах воздушных линий и ответвлений от них длиной более 200 м, а также на воздушных линиях через каждые 250 м, кроме того, следует предусматривать повторное заземление нулевого рабочего провода на вводах воздушных линий в здания, в которых имеет место зануление частей электроустановок, в том числе на вводах воздушных линий в жилые дома при установке в них бытовых электроплит, насосов для перекачки воды, станков и других электроприемников, подлежащих занулению.

Надежность зануления определяется в основном надежностью нулевого защитного проводника. В связи с этим требуется тщательная прокладка нулевого защитного проводника, чтобы исключить возможность его обрыва. Кроме того, в нулевом защитном проводнике запрещается ставить выключатели, предохранители и другие приборы, способные нарушить его целостность.

При соединении нулевых защитных проводников между собой должен обеспечиваться надежный контакт. Присоединение нулевых защитных проводников к частям электроустановок, подлежащих занулению, осуществляется сваркой или болтовым соединением, причем, значение сопротивления между зануляющим болтом и каждой доступной прикосновению металлической нетоковедущей частью электроустановки, которая может оказаться под напряжением, не должно превышать 0,1 Ом. Присоединение должно быть доступно для осмотра.

Нулевые защитные провода и открыто проложенные нулевые защитные проводники должны иметь отличительную окраску: по зеленому фону желтые полосы.

В процессе эксплуатации зануления сопротивление петли «фаза- нуль» может меняться, следовательно, необходимо периодически

контролировать значение этого сопротивления. Измерения сопротивления петли «фаза-нуль» проводят как после окончания монтажных работ, то есть при приемо-сдаточных испытаниях, так и в процессе эксплуатации в сроки, установленные в нормативно технической документации, а также при проведении капитальных ремонтов и реконструкций сети.

Расчет зануления сводится к определению условий, при которых оно надежно выполняет возложенные на него задачи - быстро отключает поврежденную установку от сети и в то же время обеспечивает безопасность прикосновения человека к зануленному корпусу в аварийный период

Цель расчета зануления - определить сечение защитного нулевого провода, удовлетворяющее условию срабатывания максимальной токовой защиты, при известных остальных параметрах сети и заданных параметрах автоматического выключателя или плавкой вставки. Принципиальная схема зануления представлена на рис. 9.6.

Рис. 9.6. Схема зануления установки

При замыкании на зануленный корпус электроустановки ток короткого замыкания Iк проходит через следующие участки цепи: фазный провод В, обмотки трансформатора Тр, нулевой проводник Н, а также по параллельной ветви: заземление нейтрали R0, участок грунта, повторное заземление Rп. Сопротивление петли «фаза-нуль» обычно не превышает 2 Ом, а сопротивление R0+ Rп, согласно ПУЭ, должно быть в пределах 7...28 Ом в зависимости от напряжения сети.

Поэтому ток Iз, протекающий через землю, много меньше тока Iн, проходящего по нулевому проводнику, и можно считать Iк = Iн. Тогда:

где Iном - номинальный ток срабатывания устройства защиты П; k - коэффициент кратности номинального тока.

Значение Iном определяется мощностью подключенной электроустановки и выбирается из условия несрабатывания при протекании рабочих токов электроустановки. Например, для электродвигателей ток Iном плавких вставок предохранителей должен в 1,6 - 3 раза превышать номинальные токи.

Расчетный ток короткого замыкания с учетом полного сопротивления петли «фаза-нуль» Zп:

где Uф - фазное напряжение сети; Zт - сопротивление трансформатора.

Значения Zт в зависимости от мощности трансформатора Р и схемы соединения обмоток «звезда-звезда» Y/Yн или «треугольник- звезда» ∆/Yн с четвертым нулевым защитным проводником с низкой стороны трансформатора приведены в табл. 6.

Таблица 9.6 Расчетные сопротивления трансформаторов при вторичном

напряжении 380/220 В

где Rф, Rн - активные сопротивления фазного и нулевого провода; xф, хн - внутренние индуктивные сопротивления фазного и нулевого проводов; хп - внешнее индуктивное сопротивление петли «фаза-нуль».

Для медных и алюминиевых проводников фаз по известным данным: сечению Sф (мм2), длине l (м) и удельному сопротивлению проводника ρ (Ом·мм2/м) (для меди ρ = 0,018, а для алюминия ρ =

Значение xф для медных и алюминиевых проводников мало, поэтому в формуле (7) им можно пренебречь.

Если нулевой защитный проводник выполнен из стали прямоугольного или круглого сечения, то Rн = rll, хп = xll, где rl и xl - активное и внутреннее индуктивное сопротивление I км проводника, значения которых указаны в табл. 7. Они зависят от его профиля и площади сечения Sн, а также от ожидаемой плотности тока в

При выборе сечения нулевого проводника следует обеспечить iн

= 0,5…2,0 А/мм.

Таблица 9.7 Значения rl и xl Ом/км, стальных проводников при

переменном токе (f= 50 Гц)

Материал и сечение разных проводников выбирают исходя из мощности потребителей энергии, а материал и сечение нулевого защитного проводника - должны удовлетворять условию:

где Zн и Zф - полные сопротивления соответственно нулевого и фазного проводника.

Внешнее индуктивное сопротивление хп , Ом, петли "фаза-нуль", если используется воздушная линия электропередачи и частота тока f = 50 Гц, можно определить по формуле:

где l - длина линии, км; D - расстояние между проводниками линии, м; d - диаметр проводников, м.

Для грубых расчетов используют формулу хп = 0,6l , что соответствует D = 1 м. Для уменьшения значения хп нулевой защитный проводник следует прокладывать рядом с фазным. Если нулевой проводник является четвертой жилой кабеля или металлической трубой, в которой расположены фазные проводники, то хп мало по величине и им можно пренебречь в формуле (7).

Если источник питания и линия электропередачи заданы, то необходимо выбрать соответствующий автоматический выключатель, используя приведенные выше рекомендации. Если автоматический выключатель задан, тогда необходимо определить сечение нулевого провода. В обоих случаях проводится расчет на срабатывание выключателя. Если в результате расчета условие (5) выполняется, то расчет окончен, а если нет, то его повторяют, выполнив одно из

мероприятий: изменяют параметры выключателя; утолщают нулевой защитный проводник; измеряют параметры фазных проводников.

Задание 9.2.7. Рассчитать параметры зануления распределительного щитка лаборатории, к которому подведена линия от понижавшего трансформатора 10/0,4 кВ. Определить либо параметры нулевого защитного проводника из стали (например, вариант 1), удовлетворяющие условию срабатывания максимальной токовой защиты при заданных параметрах устройства защиты; сечение нулевого проводника выбирать в пределах, указанных в табл. 7, либо подобрать параметры устройства защиты (например, вариант 2); номинальные токи вставок автоматических выключателей - 20...80 А, номинальные токи плавких вставок предохранителей - в пределах 40... 160 А. Варианты остальных исходных данных приведены в табл. 8.

Порядок выполнения работы:

Ознакомиться с методикой расчета Выбрать и записать в отчет исходные данные варианта (табл. 8)

Рассчитать параметры нулевого защитного проводника, либо параметры устройства защиты (по вариантам).

Таблица 9.8 Варианты заданий к практической работе по теме

«Расчет защитного зануления»

Контрольные вопросы:

Какие технические меры используются для защиты человека от поражения электрическим током?

Как устроено и работает защитное заземление? Какова область применения защитного заземления? Какие виды защитных заземлений применяются?

Какое допустимое сопротивление заземляющего устройства в установках мощностью до 100 кВА?

В чем состоит расчет сопротивления заземления и для чего он проводится?

Что такое защитное зануление?

В чем заключается принцип действия зануления? Где применяется защитное зануление?

Что такое нулевой защитный проводник? Что такое нулевой рабочий проводник?

Для чего и как выполняется повторное заземление нулевого провода?

Чем определяется надежность зануления?

В чем состоит расчет зануления и для чего он проводится?

Практическое занятие № 10 КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ БЕЗОПАСНОСТИ ЭРГАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

10.1. Необходимые теоретические сведения

Дерево отказов представляет собой графическое представление причинных взаимосвязей, полученных в результате прослеживания опасных ситуаций в системе в обратном порядке (от конечного нежелательного события до начальных), чтобы отыскать возможные причины их возникновения. При построении дерева отказов используются определенные понятия и правила, а также графическая символика. Одним из основных понятий является событие - в нашем случае событие - это авария. травма, отказ какого-либо устройства, элемента. Частота этих событий связана с

вероятность появления события в потоке за отрезок времени от t до t+ t.

Теория вероятностей определяет случайное событие как исход опыта. Для удобства рассуждений в нашем случае можно трактовать опыт как отрезок t на интервале времени, в течение которого наблюдалось состояние системы. Обычно на производстве таким интервалом времени является год, выраженный в часах (1800 рабочих часов) или, с учетом количества работающих, в человеко-часах.

Табличные значения вероятностей отказов различных устройств даются обычно за определенное количество часов и при расчетах вероятностей по дереву отказов необходимо приводить исходные данные к единому интервалу оценивания. Вероятности отказов оборудования и безошибочности выполнения действий оператором приведены в табл. Г1 и Г2 прил. Г.