Расчет тока однофазного КЗ, напряжений прикосновения и смещения нейтрали.

При трехфазном замыкании ток Iк протекает только по линейным проводникам, имеющим сопротивление Zл:

, где Zт1 – сопротивление прямой последовательности питающего трансформатора.

Расчетная схема однофазного замыкания на землю (на корпус) (рис.6.3) включает в себя сопротивления трансформатора Zт, фазного провода Zл, защитного зануляющего провода Zpe, повторного заземления Ra и заземления нейтрали Rn. Учитывая , что Ra+Rn >>Zpe , можно записать выражение для тока к.з.:

где

Zт - полное сопротивление трех последовательностей трансформатора, зависящее от его мощности и схемы соединения обмоток.

Рис.6.3. Однофазное КЗ в сети TNS, расчетная схема.

 

Падение напряжения на проводнике РЕ U_PE = I_К ·Z_PE приложено к цепи Ra+Rn. Сопротивление Rn включено между нейтралью и землей, напряжение на Rn - это напряжение смещения нейтрали:

Если повторное заземление расположено поблизости от места КЗ, то напряжение на Ra - это напряжение косвенного прикосновения:

6.3. Система TT – нейтраль и корпуса присоединены к разным заземляющим устройствам.

Ток замыкания на землю в сетях ТТ невелик и для его обнаружения необходимо устанавливать устройства защитного отключения (УЗО), действующие обычно на токе нулевой последовательности или на дифференциальном (разностном токе).

В зависимости от чувствительности I_Δn все УЗО делятся на три группы: высокой (I_Δn ≤ 30 мА ) , средней (30 < I_Δn ≤ 300 мА) и низкой (300 мА < I_Δn ) чувствительности.

В зависимости от отключающей способности различают:

- УЗО или дифференциальный выключатель – аппарат, реагирующий только на ток утечки (замыкания на землю) и имеющий невысокую отключающую способность;

- дифференциальный автоматический выключатель, имеющий высокую отключающую способность, где УЗО выступает в роли расцепителя утечки в дополнение к тепловому и электромагнитному.

6.3.1. Характеристика и свойства сети ТТ:

- нейтраль глухо заземлена;

- корпуса соединены между собой и заземлены;

- автоматическое отключение при однофазном замыкании не может быть обеспечено максимально - токовой защитой (МТЗ) от коротких замыканий (КЗ), так как ток замыкания невелик, он ограничен двумя сопротивлениями заземляющих устройств (корпусов и нейтрали источника), включенными последовательно;

- необходима установка УЗО, хотя бы одного в голове сети, а лучше на всех отходящих линиях [10, 1.7.59];

- косвенное прикосновение опасно, однофазные замыкания должны автоматически отключаться;

- прямое прикосновение всегда опасно, так как напряжение прикосновения равно фазному напряжению сети.

Рис.6.4. Сеть ТТ.

Преимущества:

- простота проектирования и эксплуатации, т.к. нет необходимости проверять сопротивление петли «фаза-ноль» с целью обеспечить срабатывание МТЗ, достаточно лишь периодически проверять исправность УЗО;

- не требуется постоянный эксплуатационный надзор;

- меньшая по сравнению с TN опасность вызвать пожар и порчу оборудования, т.к. ток однофазного замыкания невелик.

Недостатки:

- низкая степень бесперебойности электроснабжения, т.к. отключение питания происходит при однофазном замыкании на корпус (60 –85% всех повреждений в сети);

- обязательное применение УЗО, которые имеют достаточно высокую стоимость.

В настоящее время ПУЭ допускают применение системы TT "только в тех случаях, когда условия электробезопасности в системе TN не могут быть обеспечены" [10, 1.7.59].