Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электроснабжение городского хозяйства. Лабораторный практикум.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Тамбовский государственный технический университет»
А. В. КОБЕЛЕВ, М. Ю. АВДЕЕВА, А. Н. КАГДИН
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ
ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА
Утверждено Учёным советом университета
в качестве учебного пособия для студентов 3 курса
направления подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и
электротехника» очной и заочной форм обучения
Учебное электронное издание
Тамбов
Издательство ФГБОУ ВО «ТГТУ»
2018
1
УДК 621.311(075.8)
ББК
Á279.24я73
К55
Исполнительный директор АО «ОРЭС-Тамбов»
Доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВО «ТГТУ»
Рецензенты:
Ю. Н. Демин
Д. Ю. Муромцев
К55
Все права на размножение и распространение в любой форме остаются за разработчиком.
ISBN 978-5-8265-1912-7
Кобелев, А. В.
Электроснабжение городского хозяйства [Электронный ресурс] :
лабораторный практикум / А. В. Кобелев, М. Ю. Авдеева, А. Н. Кагдин. –
Тамбов : Изд-во ФГБОУ ВО «ТГТУ», 2018. – 1 электрон. опт. диск
(CD-ROM). – Системные требования : ПК не ниже класса Pentium II ;
CD-ROM-дисковод ; 22,0 Mb ; RAM ; Windows 95/98/XP
с экра
на.
; мышь. – Загл.
ISBN 978-5-8265-1912-7
Рассмотрены основные показатели качества электроэнергии, общие сведения о защитном заземлении и занулении, причины поражения электрическим
током и средства защиты. Приведён теоретический материал, предложены задания для лабораторных работ.
Предназначено для студентов 3 курса направления подготовки 13.03.02
«Электроэнергетика и электротехника» очной и заочной форм обучения.
УДК 621.311(075.8)
ББК
Нелегальное копирование и использование данного продукта запрещено.
© Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
«Тамбовский государственный технический
университет» (ФГБОУ ВО «ТГТУ»), 2018
Á279.24я73
2
ВВЕДЕНИЕ
Электроснабжение города – одна из важнейших составляющих его жизнедеятельности. Основной задачей электроснабжения является практическое
применение последних достижений научно-технического прогресса, повышение качества электроэнергии, интенсивное использование созданного ранее
производственного потенциала. При этом необходимо учитывать возрастающие
экологические требования к источникам электроэнергии и наряду с традиционными способами развивать экологически чистые (альтернативные) способы
производства электроэнерги
приливов, термальных источников.
Представленный лабораторный практикум предназначен для лабораторных
занятий и самостоятельной работы студентов направления 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника», изучающих курс «Электроснабжение», «Проектирование ВС ЭС зданий и сооружений». Для более глубокого освоения материала приведены основные теоретические положения. Каждый лабораторная
работа сн
дующие профессиональные компетенции: способность принимать участие
в проектировании объектов профессиональной деятельности в соответствии
с техническим заданием и нормативно-технической документацией, соблюдая
абжена контрольными вопросами.
Изучение данного матнриала позволит сформировать у студентов сле-
и с использованием энергии солнца, ветра, морских
различные технические, энергоэффективные и экологические требования;
способность демонстрировать базовые знания в области естественнонаучных
дисциплин, готовность выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникаю
ния основные законы естествознания.
щих в ходе профессиональной деятельности; применять для их разреше-
3
1. ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ПОРАЖЕНИЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ И МЕРЫ ЗАЩИТЫ
Основными причинами поражения человека электрическим током являются:
− прикосновение к токоведущим частям, а также приближение на не-
безопасное расстояние к токоведущим частям, под напряжением;
− появление напряжения на неизолированных частях электрического
оборудования, причиной которого может служить повреждение изоляции токоведущих частей, а также короткое замыкание на корпус оборудования;
− появление напряжения на токоведущих частях, отключенных от сети
для проведения профилактических ил
напряжения на токоведущие части);
− возникшее шаговое напряжение на поверхности земли (вокруг провода
под напряжением, замкнутого на землю).
Меры защиты от поражения электрическим током. Для защиты от
поражения электрическим током необходимо принимать следующие меры
безопасности:
− обеспеч
− защитное разделение сети;
− применение изоляции токоведущих частей;
− выравнивание потенциала, защитное заземление и зануление;
− защитное отключение;
− применение средств защиты (переносные приборы и приспособления);
ение недоступности токоведущих частей;
и ремонтных работ (ошибочная подача
− организация безопасной эксплуатации электроустановок.
«Правила устройства электроустановок» (ПУЭ) разделяют помещения
по классам опасности поражения электрическим током:
1) без повышенной опасности – сухие, беспыльные помещения с нор-
мальной температурой воздуха и с изолирующими (например, деревянными)
4
полами, т.е. в которых отсутствуют условия, свойственные помещениям
с повышенной опасностью и особо опасным;
2) с повышенной опасностью – обычные конторские помещения, инст-
рументальные лаборатории, а также некоторые производственные помещения,
в том числе цехи приборных заводов, размещённые в сухих, беспыльных
помещениях с изолирующими полами и нормальной температурой;
3) особо опасные – наличие одного из следующих условий:
− сырость (относительная вл
ажность воздуха длительно превышает 75%,
такие помещения называют сырыми);
− высокая температура (температура воздуха длительно превышает
+30 °С, такие помещения называются жаркими);
− токопроводящая пыль (по условиям производства в помещениях выде-
ляется токопроводящая технологическая пыль (например, угольная, металлическая и т.п.), в таком количестве, что она оседает на проводах, прони
кает внутрь
машин, аппаратов и т.п.; такие помещения называются пыльными с токопроводящей пылью);
− токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные,
кирпичные и другие);
− возможность одновременного прикосновения человека к имеющим
соединение с землёй металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к мет
аллическим корпусам электро-
оборудования – с другой.
Особо опасными является большая часть производственных помещений,
в том числе все цеха машиностроительных заводов, испытательные станции,
гальванические цеха, мастерские и т.п. К таким же помещениям относятся и
участки работ на земле под открытым небом или под навесом.
Недоступность токоведущих частей электроустановок для случайного
прикосновения может быть обеспечена рядом способов: изоляцией
токоведущих част
ей, размещением их на недоступной высоте, ограждением
и др.
5
Защитное разделение сети. В разветвлённой электрической сети, т.е.
обладающей большой протяжённостью, вполне исправная изоляция может
иметь малое сопротивление, а ёмкость проводов относительно земли –
большую величину. Эти обстоятельства являются крайне нежелательными
по условиям безопасности, так как в таких сетях напряжением до 1000 В
с изолированной нейтралью утрачивается защитная роль изоляции проводов и
усиливается угроза поражения человека током в случае прикосновения его
к проводу сети (или к како
му-либо предмету, оказавшемуся под фазным
напряжением).
Этот существенный недостаток может быть устранён путём так называемого защитного разделения сети, т.е. разделения разветвлённой (протяжённой)
сети на отдельные небольшие по протяжённости и электрически не связанные
между собой участки.
Разделение осуществляется с помощью специальных раздели
тельных
трансформаторов. Изолированные участки сети обладают большим сопротивлением изоляции и малой ёмкостью проводов относительно земли, благодаря
чему значительно улучшаются условия безопасности.
Применение пониженного напряжения. При работе с переносным ручным
электроинструментом – дрелью, гайковертом, электрическим зубилом и т.п.,
а также ручной переносной лампой человек имеет длительный контакт с корпусами этого оборудования. В результате для него резко повышает
ся опасность
поражения током в случае повреждения изоляции и появления напряжения
на корпусе, особенно, если работа производится в помещении с повышенной
опасностью, особо опасном или вне помещения.
Для устранения этой опасности необходимо питать ручной инструмент и
переносные лампы пониженным напр
яжением не выше 36 В.
Кроме того, в особо опасных помещениях при особо неблагоприятных
условиях (например, работа в металлическом резервуаре, работа сидя или лежа
на токопроводящем полу и т.п.) для питания ручных переносных ламп требуется ещё более низкое напряжение – 12 В.
6
2. ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ЗАЩИТНЫЕ МЕРЫ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ
Защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение
с землёй или её эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые
могут оказаться под напряжением.
Целью защитного заземления является максимальное снижение разности
потенциалов между землёй и нетоковедущими частями (корпус, кожух и т.п.)
оборудования, которое не находится под напряжением, но может оказаться
ввиду повреждения изоляции токоведущих частей.
Электроустановки в отношении мер э
лектробезопасности разделяются на:
− электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с глухозаземлённой
или эффективно заземлённой нейтралью;
− электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной
или заземлённой через дугогасящий реактор или резистор нейтралью;
− электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземлённой
нейтралью;
− электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях с изолированной
нейтралью.
Для электроустановок напряжением до 1 кВ приняты следующие обоз
на-
чения:
− система – система TN, в которой нейтраль источника питания глухо
заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены
к глухозаземлённой нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников;
− система TN-C – система TN, в которой нулевой защитный и нулевой
рабочий проводн
ики совмещены в одном проводнике на всём её протяжении
(рис. 2.1);
− система TN-S – система TN, в которой нулевой защитный и нулевой
рабочий проводники разделены на всём её протяжении (рис. 2.2);
7
а) б)
Рис. 2.1. Система TN-C переменного (а) и постоянного (б) тока:
нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике:
1– заземлитель нейтрали (средней точки) источника питания;
2 – открытые проводящие части; 3 – источник питания постоянного тока
а)
б)
Рис. 2.2. Система TN-S переменного (а) и постоянного (б) тока:
нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены:
1 – заземлитель нейтрали источника переменного тока; 1–1 – заземлитель вывода
источника постоянного тока; 1–2 – заземлитель средней точки источника
постоянного тока; 2 – открытые проводящие части; 3 – источник питания
8
а)
б)
Рис. 2.3. Система TN-C-S переменного (а) и постоянного (б) тока:
нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены
в одном проводнике в части системы: 1 – заземлитель нейтрали источника
переменного тока; 1–1 – заземлитель вывода источника постоянного тока;
1 – 2 – заземлитель средней точки источника постоянного тока;
2 – открытые проводящие части; 3 – источник питания
− система TN-C-S – система TN, в которой функции нулевого защитного
и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то
её части, начиная от источника питания (рис. 2.3);
− система IT – система, в которой нейтраль источника питания изолирована
от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопро-
тивление, а открытые проводящие части электроус
тановки заземлены (рис. 2.4);
9
а)
б)
Рис. 2.4. Система IT переменного (а) и постоянного (б) тока:
открытые проводящие части электроустановки заземлены;
нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена
через большое сопротивление: 1 – сопротивление заземления нейтрали источника
питания (если имеется); 2 – заземлитель; 3 – открытые проводящие части;
4 – заземляющее устройство электроустановки; 5 – источник питания
− система TT – система, в которой нейтраль источника питания глухо
заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при
помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземлённой нейтрали источника (рис. 2.5).
Первая буква – состояние нейтрали источника питания относительно земли:
T – заземлённая нейтраль;
I – изолированная нейтраль.
Вторая буква – состояние открытых проводящих частей относительно
земли:
T – открытые проводящие части за
землены, независимо от отношения
к земле нейтрали источника питания или какой-либо точки питающей сети;
10