yhceb_posobie

ТТНП (или фильтра) на линии. Наиболее эффективна в этом смысле установка ТТНП (или фильтра) в непосредственной близости от защищаемого оборудования, когда участок сети, находящийся в зоне защиты, оказывается малым по длине и обладает поэтому незначительной проводимостью относительно земли, не влияющей на ток нулевой последовательности. И, наоборот, размещение ТТНП в начале протяженной линии (в сети с изолированной нейтралью) приводит, как правило, к неселективности или отказу работы защитного отключения, поскольку ток нулевой последовательности может оказаться незначительным, несмотря на большой ток замыкания на землю.

В сети с заземленной нейтралью проводимость участка сети, находящегося вне зоны защиты, всегда достаточно велика (за счет проводимости заземления нейтрали источника тока), поэтому ТТНП можно размещать в любом месте линии, что не нарушит селективности работы устройства.

Положительные свойства этих УЗО обеспечили им широкое распространение как в нашей стране, так и за рубежом.

Достоинствами УЗО, реагирующих на ток нулевой последовательности, являются: возможность применения в сетях любых напряжений с различными режимами нейтрали; способность обеспечивать безопасность человека при прикосновении не только к корпусу, оказавшемуся под напряжением, но и к фазному проводу сети, находящемуся под рабочим напряжением; высокая степень надежности работы, т. е. малое количество ложных отключений; независимость работы устройства от значений сопротивления заземления и сопротивления нулевого проводника. Последнее достоинство имеет немаловажное значение в тех случаях, когда невозможно заземлить нейтраль трансформатора, корпуса электрооборудования или нулевой проводник через малое сопротивление или когда из-за отдаленности потребителя сопротивление нулевого защитного проводника оказывается выше нормированных значений.

Недостатки — нечувствительность к симметричным снижениям сопротивления изоляции, сложность конструкции устройства, предназначенного защищать человека от поражения током при прикосновении к токоведущей части, находящейся под напряжением. Однако симметричные снижения сопротивлений возможны сравнительно редко, а сложность конструкции при современном развитии техники не является большим препятствием к устройству этого типа УЗО.

13.12.10.6. Устройства, реагирующие на оперативный ток

Об изменениях сопротивлений изоляции проводов сети относительно земли и заземления оборудования, которые чаще всего обусловливают безопасность эксплуатации электроустановки, можно судить по значению тока, проходящего через эти сопротивления и получаемого от постороннего источника. В этом случае сопротивления

331

являются измеряемыми величинами, а ток, характеризующий их значение,— измерительным током. Его принято называть также оперативным током.

Очевидно, что оперативный ток может служить входной величиной устройства защитного отключения. В практике для этой цели применяют как постоянный, так и переменные токи различной частоты.

Назначение. УЗО, реагирующие на оперативный постоянный ток, предназначены для непрерывного автоматического контроля сопротивления изоляции сети, а также для защиты человека, прикоснувшегося к токоведущей части, от поражения током.

Следовательно, УЗО этого типа может служить самостоятельной мерой защиты от поражения током при прикосновении к незаземленному корпусу в период замыкания на него фазы или к токоведущей части, находящейся под напряжением. Оно может служить дополнительной защитой к заземлению.

Принцип действия — быстрое отключение сети от источника тока при снижении сопротивления ее изоляции относительно земли ниже некоторого предела, при котором ток Ih через человека, прикоснувшегося к токоведущей части (или напряжение прикосновения), достигает наибольшего длительно допустимого значения Ih.доп (или Uпр.доп).

Область применения устройств, реагирующих на оперативный постоянный ток,— сети до 1000 В с изолированной нейтралью. При этом корпуса защищаемых объектов могут быть заземлены или изолированы от земли. В сети с заземленной нейтралью эти схемы неприменимы из-за шунтирования сопротивления изоляции проводов малым сопротивлением заземления нейтрали, вследствие чего оперативный постоянный ток замыкается через это заземление. Кроме того, сети, в которых применяются рассматриваемые схемы, должны быть небольшой протяженности. Это обстоятельство диктуется тем, что в протяженных сетях вследствие сравнительно большой емкости проводов относительно земли и малого сопротивления изоляции, как правило, не удается обеспечить защиту от поражения при прикосновении к фазе.

Достоинствами УЗО, реагирующих на оперативный постоянный ток, являются возможность обеспечения высокой степени безопасности для людей благодаря ограничению тока, проходящего через человека, до необходимых пределов и возможность самоконтроля исправности, поскольку при обрыве цепей прохождение тока через реле прекращается, что и служит импульсом на отключение установки.

К недостаткам этих устройств относятся сравнительная сложность их, поскольку требуется источник постоянного тока, а также неселективность работы, что приводит к неоправданным отключениям исправной сети. Кроме того, эти УЗО не контролируют значение емкостной проводимости проводов сети относительно земли, поэтому при большой емкости, что может быть в разветвленных кабельных сетях, эффективность действия УЗО резко снижается.

332

13.12.10.7. Защита, реагирующая на напряжение фаз относительно земли (схема трех вольтметров)

Самая простая схема — схема трех вольтметров (рис. 13.13), которые включаются в звезду с заземленной нейтральной точкой, иногда эти вольтметры называют «земляными». Каждый вольтметр показывает напряжение относительно земли той фазы, к которой он подключен.

Проводимость исправной изоляции приблизительно симметрична и поэтому напряжение смещения нейтрали невелико и напряжения фаз относительно земли, которые показывают вольтметры, приблизительно равны фазным напряжениям источника.

Рис. 13.13. Схема трех вольтметров (заземленные вольт-

метры)

При глухом замыкании одной из фаз на землю (допустим, фазы А) напряжение поврежденной фазы А относительно земли стремится к нулю.

Напряжение исправленных фаз больше фазного и приближается к линейному. При исправной изоляции вольтметры показывают напряжение, приблизительно

равное фазному. В случае глухого замыкания на землю один из них показывает нуль, а два других — линейное напряжение.

Такая схема осуществляет самоконтроль, так как неисправный вольтметр показывает нуль, как и при замыкании на землю. По показаниям вольтметров можно судить лишь о наличии или отсутствии замыканий на землю, а не о величине сопротивления изоляции. При симметричном снижении сопротивлений изоляции вплоть до короткого замыкания вольтметры исправно будут показывать напряжения, равные фазному.

333

Очевидно, что схема трех вольтметров не измеряет сопротивления изоляции и не осуществляет контроля изоляции, а только обнаруживает замыкания на землю.

13.13.Компенсация емкостных токов

Вкабельных и разветвленных воздушных сетях емкость проводов относительно земли значительна. Например, емкость одной фазы кабеля напряжением 1000 В по отношению [свинцовой оболочке (земле) составляет 1 мкФ на 1 км длины кабеля:

Чем больше емкость изоляции, тем меньше ее емкостное сопротивление. Поэтому ток, проходящий через тело человека, случайно коснувшегося фазы, может быть смертельно опасным, несмотря на то, что активное сопротивление изоляции велико (Rиз=>∞). В этом случае активной электрической проводимостью изоляции фаз можно пренебречь.

С увеличением емкости фаз относительно земли ток поражения возрастает.

Емкостный ток однофазного замыкания на землю компенсируют индуктивной катушкой, включаемой между нулевой точкой источника питания и землей. Результирующий ток в месте замыкания равен сумме активной, ёмкостной и индуктивной составляющих. Когда индуктивность катушки настроена в резонанс с емкостью, индуктивная составляющая тока отстает от емкостной на 180°. Практически они находятся в противофазе и взаимно исключаются.

Рис. 13.14. Схема компенсации емкостного тока индуктивным: Lк — ин-

дуктивность компенсирующей катушки, С — емкость проводов.

334

Значение тока, проходящего через тело человека, случайно коснувшегося фазы сети с полной компенсацией, значительно меньше, чем в сети без компенсации емкостной составляющей тока замыкания.

Индуктивный ток регулируют изменением числа витков компенсирующей катушки или изменением индуктивности катушки подмагничивающим током, который, в свою очередь, изменяется (автоматически) в зависимости от емкости проводов относительно земли.

13.14. Защита от опасности при переходе напряжения с высшей стороны на низшую.

Повреждение изоляции в трансформаторе может привести не только к замыканию на корпус, но и к замыканию между обмотками разных напряжений. В этом случае на сеть низшего напряжения накладывается более высокое напряжение, на которое эта сеть не рассчитана. Наиболее опасен переход напряжения со стороны 6 или 10 кВ на сторону до 1000 В. Напряжение 35 кВ трансформируется в напряжение до 1000 В значительно реже (только собственные нужды подстанций).

В результате замыкания между обмотками сеть низшего напряжения оказывается под напряжением выше 1000 В, на которое изоляция самой сети и подключенного электрооборудования не рассчитана. Последствием этого случая могут быть повреждение изоляции, замыкание на корпус и появление опасных напряжений прикосновения и шага.

Если нейтраль с низшей стороны заземлена (рис. 13.15), при контакте между обмотками происходит замыкание на землю. Ток замыкания на землю определяется фазным напряжением и емкостной проводимостью фаз относительно земли.

Рис. 13.15. Переход высокого напряжения на сеть низкого напряжения с за-

земленной нейтралью: а — принципиальная схема; б — векторная диаграмма напряжений

335

Повторные заземления нулевого провода, включенные параллельно заземлению нейтрали, еще больше снижают напряжение относительно земли

сети низшего напряжения.

Если в сети низшего напряжения заземление нейтрали недопустимо, то нейтраль соединяют с землей на низкого напряжения через пробивной предохранитель. Он состоит из двух электродов, разделенных слюдяной прокладкой, с отверстиями. Один электрод соединяется с нейтралью, другой — с заземлением (рис. 13.16а). При недоступности нейтрали или отсутствии ее (соединение треугольником) пробивной предохранитель соединяется с фазой (рис. 13.16, б).

Рис.13.16. Схема включения пробивного предохранителя: а – в нейтраль обмот-

ки низкого напряжения; б – на фазу со стороны низкого напряжения

При переходе напряжения с высшей стороны на низшую пробивной предохранитель оказывается под высоким напряжением. Воздушные промежутки в отверстиях слюдяной прокладки пробиваются, электроды замыкаются, и нейтраль или фаза оказывается заземленной. Пробивные предохранители применяются при высшем напряжении более 3000 В.

Если высшее напряжение ниже 1000 В, пробивной предохранитель не срабатывает, поэтому вторичные обмотки понизительных трансформаторов для питания, ручного электроинструмента и ручных ламп малым напряжением заземляются, как показано на рис. 13.17, или зануляются. В случае замыкания между обмотками человек может попасть под напряжение, равное сумме падения

336

Рис. 13.17. Защита от опасности перехода высокого напряжения на сторону низкого в сети напряжением до 1000 В: о - заземление одного из концов вторичной обмотки; б - заземление средней точки; в - трансформатор с заземленным экраном

напряжения на заземлителе (напряжение относительно земли) и вторичного (малого) напряжения трансформатора: Uпр = Uз + Uм , где Uм — малое вторичное напряжение. В самом неблагоприятном случае эти напряжения могут совпасть по фазе, и тогда они складываются арифметически: Uпр макс = Uз + Uм.

Большая степень безопасности обеспечивается при заземлении средней точки обмотки малого напряжения (рис. 13.17, б). В случае замыкания между обмотками наибольшее напряжение, под которое может попасть человек, не превышает Uпр макс

= U3+ 1/2Uм.

Кроме заземления или зануления вторичной обмотки применяется заземленный экран или экранная обмотка (13.17, в). Экран располагается между обмотками трансформатора так, чтобы при повреждении изоляции обмотка высшего напряжения могла иметь контакт только с экраном. Обмотка низшего напряжения остается изолированной. Переход напряжения с высшей стороны на низшую в трансформаторе с экраном невозможен, если обмотка низшего напряжения не имеет случайного контакта с экраном.

337

13.15. Понятие о действующих электроустановках. Требования к персо-

налу

Действующими электроустановками считаются такие установки или их участки, которые находятся под напряжением полностью или частично или на которые в любой момент может быть подано напряжение включением коммутационной аппаратуры. По условиям электробезопасности электроустановки разделяются на электроустановки напряжением до 1000 В включительно и электроустановки напряжением выше 1000 В.

Обслуживание действующих электроустановок, проведение в них оперативных переключений, организация и выполнение ремонтных, монтажных или наладочных работ и испытаний осуществляются специально подготовленным электротехническим персоналом, находящимся в составе энергетической службы предприятия, организации, учреждения.

Электротехнический персонал должен ясно представлять себе технологические особенности своего предприятия и соблюдать трудовую и производственную дисциплину, знать и выполнять Правила ТЭ эксплуатации электроустановок потребителей, инструкции и требования других нормативных документов.

Ответственность за выполнение Правил ТЭ эксплуатации электроустановок потребителей электротехническим персоналом на каждом предприятии определяется должностными инструкциями и положениями, утвержденными в установленном порядке руководством данного предприятия (или вышестоящей организацией). На предприятии приказом (или распоряжением) администрации из числа инженерно-технических работников (ИТР) энергослужбы назначается лицо, отвечающее за общее состояние электрохозяйства предприятия (далее — лицо, ответственное за электрохозяйство) и обеспечивающее выполнение Правил ТЭ эксплуатации электроустановок потребителей. Приказ или распоряжение о назначении лица, ответственного за электрохозяйство, издается после проверки знаний правил и инструкций и присвоения ему соответствующей группы по электробезопасности: V — в электроустановках напряжением выше 1000 В, IV — в электроустановках напряжением до 1000 В.

Лицо, ответственное за электрохозяйство предприятия, обязано обеспечить: надежную, экономичную и безопасную работу электроустановок; разработку и внедрение мероприятий по экономии электрической энергии; организацию и своевременное проведение планово-предупредительного ремонта и профилактических испытаний электрооборудования, аппаратуры и сетей; обучение, инструктирование и периодическую проверку знаний персонала энергослужбы; своевременную проверку средств защиты и противопожарного инвентаря и т. д.

Эксплуатацию электроустановок должен осуществлять специально подготовленный электротехникой персонал, который подразделяется на:

338

административно-технический, организующий и принимающий непосредственное участие в оперативных переключениях, ремонтных, монтажных и наладочных работах в электроустановках; этот персонал имеет права оперативного, ремонтного или оперативно-ремонтного персонала;

оперативный, осуществляющий оперативное управление электрохозяйством предприятия, цеха, а также оперативное обслуживание электроустановок (осмотр, проведение работ в порядке текущей эксплуатации, проведение оперативных переключений, подготовку рабочего места, допуск и надзор за работающими);

ремонтный, выполняющий все виды работ по ремонту, реконструкции и монтажу электрооборудования. К этой категории относится также персонал специализированных служб (испытательных лабораторий, служб автоматики и контрольно-измерительных приборов и т. д.), в обязанности которого входит проведение испытаний, измерений, наладки и регулировки электроаппаратуры и т. п.;

оперативно-ремонтный — ремонтный персонал небольших предприятий (или цехов), специально обученный и подготовленный для выполнения оперативных работ на закрепленных за ним электроустановках ;

электротехнологический персонал производственных цехов и участков, не входящих в состав энергослужбы предприятия, осуществляющий эксплуатацию электротехнологических установок и имеющий группу по электробезопасности II и выше. В своих правах и обязанностях приравнивается к электротехническому и подчиняется в техническом отношении энергослужбе предприятия.

Электротехнический персонал, имеющий по электробезопасности П-У группу включительно, должен быть: старше 18 лет; годен по состоянию здоровья; прошедший подготовку и проверку знаний; имеющий удостоверение на допуск к работам в электроустановках.

Учащимся и студентам, не достигшим 18-летнего возраста, разрешается находиться в действующих электроустановках только под постоянным надзором лица из электротехнического персонала с группой по электробезопасности не ниже III — в установках напряжением до 1000 В и не ниже IV — в установках напряжением выше 1000 В.

Медицинское освидетельствование электротехнического персонала осуществляется при приеме на работу и периодически в установленные сроки. От медицинского освидетельствования распоряжением по предприятию освобождается административнотехнический персонал, не принимающий непосредственного участия в оперативных переключениях, ремонтных, монтажных и наладочных работах в электроустановках и не организующий их.

До назначения на самостоятельную работу или при переходе на другую работу (должность), связанную с эксплуатацией электроустановок, а также при перерыве в

339

работе в качестве электротехнического персонала свыше одного года персонал обязан пройти производственное обучение на новом месте работы.

Персоналу предоставляется срок, достаточный для приобретения практических навыков, ознакомления с оборудованием, аппаратурой и одновременного изучения в необходимом для данной должности объеме: Правил ТЭ эксплуатации электроустановок потребителей; Правил устройства электроустановок; производственных (должностных и эксплуатационных) инструкций; инструкций по охране труда; дополнительных правил, нормативных и эксплуатационных документов, действующих на данном предприятии.

Обучение проводится по утвержденной программе под руководством опытного работника из электротехнического персонала данного предприятия или вышестоящей организации.

Прикрепление обучаемого к обучающему его работнику с указанием срока обучения оформляется приказом или распоряжением в установленном порядке. Обучаемый может производить оперативные переключения, осмотры или иные работы в электроустановке только с разрешения и под надзором обучающего. Ответственность за правильность действий обучаемого и соблюдение им Правил ТЭ, а также правил техники безопасности несут обучающий и сам обучаемый.

По окончании производственного обучения обучаемый должен пройти проверку знаний в квалификационной комиссии.

При переходе на другое предприятие, переводе на другую работу в пределах одного предприятия или при перерыве в работе менее одного года лицу из электротехнического персонала, успешно прошедшему проверку знаний, решением комиссии может быть присвоена та группа по электробезопасности, которая у него была.

После проверки знаний работник из оперативного и оперативно-ремонтного персонала проходит стажировку на рабочем месте продолжительностью не менее 12 рабочих дней под руководством опытного работника, после чего допускается к самостоятельной оперативной работе. Допуск к стажировке и самостоятельной работе осуществляется для инженерно-технических работников распоряжением по предприятию, для рабочих — распоряжением по цеху.

Периодическая проверка знаний персонала производится в следующие сроки: один раз в год — для электротехнического персонала, непосредственно обслуживающего действующие электроустановки или проводящего в них наладочные, электромонтажные, ремонтные работы или профилактические испытания, а также для персонала, оформляющего распоряжения и организующего эти работы; один раз в три года — для ИТР, не относящихся к предыдущей группе.

Лица, допустившие нарушение ПТЭ, должны подвергаться внеочередной проверке знаний.

340