Глава 3.Электробезопасность электроустановок Термины и определения
Под электроустановкой понимается «совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии».
Электрическая сеть — это совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории. С целью большего акцентирования внимания под этим термином будем подразумевать более узкое понятие — устройство, состоящее из источника и приемников электроэнергии и линий связи между ними.
Приемником электрической энергии (электроприемником) называется аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии.
Потребителем электрической энергии называется электроприемник или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории.
Виды электрических сетей переменного тока
В зависимости от требуемых технико-экономических показателей и ограничений, обусловленных необходимостью обеспечения условий электробезопасности, применяют различные виды электрических сетей. Трехфазная сеть с заземленной нейтралью (рисунок 3.1, а). Применяется в основном в высоковольтных линиях передачи электроэнергии. Здесь источником является вторичная обмотка трансформатора подстанции (электростанции), а приемником — первичная обмотка понижающего трансформатора, питающего данный производственный объект. Напряжение в сети – выше 1000 В. Различают сети с эффективно заземленной нейтралью и с компенсированной нейтралью. В первом случае сопротивление заземления нейтрали Z0 не должно превышать 0,5 Ом. Во втором случае между нейтралью обмотки трансформатора 0 и землей включается индуктивный реактор. В последние годы стали находить применение сети с резистированной нейтралью — с заземлением через высокоомный резистор (2 — 4 кОм).
Трехфазная четырехпроводная сеть с глухим заземлением нейтрали (рисунок 3.1, б). Глухозаземленной называется нейтраль обмотки трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (например, через трансформатор тока).
Сеть имеет три фазных провода и выведенный из нейтрали обмотки трансформатора нулевой провод N. Благодаря наличию последнего в этой сети обеспечивается возможность подключения электроприемников ZНЛ и ZНФ не только к линейному напряжению Uл, но и к фазному UФ. To есть здесь, не применяя трансформаторов, потребитель получает для своих нужд два напряжения (127/220, 220/380, 380/660 В), при этом нулевой провод N называют рабочим, если он используется для питания электроприемников. Благодаря экономии на трансформаторах эти сети получили наиболее широкое применение.
Стандартом ГОСТ Р 50571.2-94 «Электроустановки зданий» регламентировано применение как четырехпроводных, так и пятипроводных сетей с глухим заземлением нейтрали. В первых нулевой рабочий проводник N используется также в качестве нулевого защитного РЕ (система заземления типа TN-C, где С — combine, то есть объединенный), Пятипроводные сети содержат два нулевых проводника - рабочий и защитный (система заземления типа TN-S, где «S» - separe, то есть раздельный).
Трехфазная сеть с изолированной нейтралью (рисунок 3.1, в). В этой сети нейтраль источника электроэнергии (генератора или трансформатора) изолирована от земли. Нагрузка - трехфазная или однофазная - подключается к линейным проводам. Применяется в тех случаях, когда предъявляются повышенные требования к безопасности, надежности питания приемников электроэнергии при эксплуатационных повреждениях электрической изоляции или к их помехозащищенности. Диапазон напряжений: 36 В – 35 кВ.
Если в сети есть приемники электроэнергии постоянного тока, получающие питание через управляемые или неуправляемые полупроводниковые выпрямительные мосты (рисунок 3.1, г), то такую сеть называют сетью двойного рода тока. В такой сети цепи переменного и постоянного тока имеют между собой гальваническую связь. Здесь характеристики, влияющие на условия безопасности, существенно отличаются от характеристик обычных сетей переменного тока. Мощность полупроводникового выпрямителя практически не имеет значения для перевода сети переменного тока в качество сети двойного рода тока, так как в вопросах обеспечения условий электробезопасности оперируют значениями токов в диапазоне 10-100 мА (если в сети имеется хотя бы один маломощный выпрямитель, например, в магнитном пускателе для питания катушки контактора, то ее следует классифицировать как сеть двойного рода тока). Отметим, что понятие сеть двойного рода тока фигурирует только в технической литературе.
Двухпроводная сеть, изолированная от земли (рисунок 3.1, д). Такие сети, так же как и предыдущие, применяются для обеспечения условий электробезопасности. Источниками электроэнергии в них обычно являются обмотки понижающих трансформаторов напряжением от 6 до 220 В.