Расчёт заземлительного устройства методом коэффициента использования

(для однослойных грунтов)

Обязательное условие - сопротивления расчетного заземляющего устройства не должно превышать нормированное R: Rобщ=Rгр*Rе/(Rгр+Rе)<=Rнзн, где Rгр - сопротивление контура, которое состоит из вертикальных и горизонтальных заземлителей; Rе- естественное сопротивление; Rнзн определяется по ПУЭ, нормированное сопротивление заземления. В сетях до 1 кВ – 4 Ом, в сетях свыше 1 кВ – не более 0,5 Ом.

Rгр=(Rв*Rг)/(Rв*hг+Rг*hв*n),

где Rв и Rг-сопротивления вертикальных и горизонтальных эаземлителей; hг и hв - коэффициенты использования горизонтальных и вертикальных заземлителей; n - количество вертикальных заземлителей (задаётся из условия равномерности) Rв=р/2пl(ln(2l/d)+0.5ln((4t+l)/(4t-l); р-удельное сопротивление грунта [Ом/м]; 1 - длина электрода (вертикального) [м]; d-диаметр вертикального электрода [ м ]. Если это полоса то: d=0,95В, В-ширина стороны уголка; t - коэффициент который даст расположение вертикального электрода t=tо+l/2; Rг=р/2пl*ln(2l²/bt); l - длина горизонтального заземлителя, l=1,05*а*n; а- расстояние между электродами; n - количество электродов; hг и hв -из справочных таблиц с учётом геометрических характеристик заземлителей.

Контроль защитного заземления - производится 1 раз в год путем выборочного вскрытия грунта и замера общего сопротивления вертикальных и горизонтальных заземлителей.

V Устройство защитного отключения (УЗО) - быстродействующая автоматическая защита, обеспечивает отключение повреждённого участка, применяется в сетях любого режима нейтрали и напряжения - реле реагирует на определённый параметр сети, усиливает сигнал и автоматически выключает электроустановку. Требования: 1) быстродействие <=0,2с; 2) высокая чувствительность; 3) надёжность; 4) селективность (отключение только повреждённых участков); 5) самоконтроль исправности.

VI Зануление - преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением, с нулевым защитным проводом. Применяется в Зхфазных, 4хпроводных сетях с глухозаземлённой нейтралью до 1кВ,

Принцип действия: превращение замыкания фазы в однофазное короткое замыкание, в результате которого сработает аппарат защиты и отключит повреждённый участок.

Условие срабатывания защиты: Iкз>=kIном aз, k-кратность тока, зависит от вида аппарата защиты. Если в качестве аппарата защиты используется:

1) предохранитель, то k=З-6

2) автоматический выключатель, k=1,25 -1,4.

Iном aз- номинальный ток срабатывания аппаратов защиты, оиределяется с учетом пусковых токов

КПД электроустановок; tном аз =Iпуск/2,5=(5до7)Iраб/2,5

Iраб=P/Ö3 Uном*h*cosф, А

h - КПД электроустановок; h*cosф=0,7-0,8

Iкз=Uф/(Zтр/3)+Zп

где Zтр- полное сопротивление трансформатора, выбирается из справочных данных, с учётом мощности трансформатора и схемы соединения обмоток; Zп - модуль полного сопротивления петли фаза-ноль

Zп=корень из (Rф+Rп)² +(Xф+Xп+Xн)²

где Rф, Rн - активные сопротивления фазного и нулевого проводников. Если в качестве проводников фазы и нуля применены цветные металлы, то R=pe/s, если нулевой защитный проводник из чёрных металлов или в виде трубы, то Rн рассчитывается по формулам через плотность тока. Хф, Хн -• внутреннее индуктивное сопротивление фазного и нулевого проводников. Если фаза и ноль выполнены в виде цветных металлов, то эти значения малы и ими пренебрегают Хф=0; Хп - внешнее индуктивное сопротивление петли фаза - ноль;

Хп=Хп'l;Хп¹- коэффициент, принимаемый в зависимости от расстояния между фазным и нулевым защитным проводником; l-длина нулевого защитного проводника. Если 1кз <<1ном А.3к., то защита не сработает, следовательно, необходимо пересчитать (уменьшить Zh). Напряжение прикосновения (т.е. напряжение на корпусе): Uк=1кзZн, где Zн - полное сопротивление нулевого проводника. Zн=корень из Rн²+(Xн+Xп)². Если проводник из цветного металла, то Zн=Rн.

Сопротивление тела человека 1кОм. Нулевой защитный проводник выполняется только лишь для создания тока однофазного короткого замыкания, поэтому в нём запрещается установка аппаратов защиты.

Нулевой рабочий проводник - применяется в однофазных сетях и служит не только для создания токов заземления, но и контура рабочих токов, т.е. в них разрешено использовать установку аппаратов защиты. Необходимость повторного заземления нулевого провода: 1) страхующая роль при обрыве нулевого проводника до места соединения корпуса с землёй; 2) уменьшение напряжения на корпусе за счёт создания дополнительного контура токов. При отсутствии повторного заземлителя: Uк=(Uф*2Rф)/3Rф=UфRн1/(Rф+Rн1)=160 В

При подключённом повторном заземлителе: Uк=UфR1/(Rп+R0)=Uф/2=110 В

Контроль зануления осуществляется 1 раз в 5 лет путем замера полного сопротивления петли фаза - ноль.

VI Защита от перехода напряжения с высокой стороны в сеть низкого. Основа защитной меры - практически создание глухого замыкания па землю, в результате чего срабатывает аппарат защиты на высокой стороне. Если на низкой стороне сеть с глухозаземленной нейтралью, то практически малое сопротивление заземления нейтрали обеспечивает режим глухого замыкания на землю. Если низкая сторона выполнена с изолированной нейтралью, то режим глухого замыкания достигается с помощью установки пробивного предохранителя между нейтральной точкой и землей.

VII Двойная изоляция - на слой рабочей изоляции токоведущих частей или нетоковедущих частей накладывается второй слой изоляции. Используется в ручном электроинструменте, монтерском инструменте.

Организационные мероприятия электробезопасности.

Весь электротехнический персонал делится на две группы; а) административно - технический персонал (начальник смены, главный инженер и т.д.); б) оперативный персонал (мастер, дежурный персонал). Все лица электротехнического персонала должны иметь квалификационную группу. Первая квалификационная группа присваивается после проведения инструктажа (срок действия квалификационного удостоверения 1 год). Вторая группа присваивается после обучения (8-12 ч.) и сдачи экзаменов (выпускники ВУЗов). Третья группа дает возможность работать в электроустановках до 1 кВ. Четвертая группа дает разрешение работать в установках свыше 1кВ. Знания проверяются ежегодно комиссией по ТБ.

В состав комиссии входят представитель отдела охраны труда, начальник цеха, представитель комиссии охраны труда профсоюзное комитета. Оперативный персонал может иметь на группу ниже, чем административный персонал при выполнении той же работы. Пятая квалификационная группа присваивается главному инженеру, главному энергетику, и сдаётся экзамен в отраслевом министерстве. Эта квалификационная группа даёт право работать в электрических сетях свыше 1 кВ и право выдачи нарядов. Наряд - письменное распоряжение на работу в электроустановках, в котором указываются условия производства работ, место и порядок проведения этих работ, время начала и окончания работ, состав бригады и отмечается ежедневный допуск к работе. Лицами, ответственными за допуск к работе являются: 1) лицо, выдающее наряд - ответственный руководитель; 2) лицо, подготавливающее рабочее место и допускающее к работе; 3) производитель работ - бригадир электромонтёров; 4) члены бригады. Заполняется наряд в четырех экземплярах, срок действия наряда 1 месяц. Существует два вида работ в электроустановках: 1) работа с полным снятием напряжения; 2) работа без снятия напряжения. Оговариваются особые условия проведения работ- Работа по наряду считается законченной, если полностью выполнен весь объём работ, указанных в наряде, убраны временные заземлители и отраждения, покрашены все нетоковедущие части. Наряд закрывается подписями ответственного руководителя работ и производителя работ (ставится дата). Работа по устным распоряжениям работа, связанная с заменой источников света, покраской кожухов, сушкой трансформаторов.

Использование электрозащитных средств. Все они разделяются на изолирующие, ограждающие, вспомогательные. Все изолирующие средства де-

лятся на 2 группы: 1) основные изолирующие средства, надёжно защищающие человека от токоведущих частей (проверяются и>Прцб на 6-15%, ставится клеймо). Основные изолирующие средства: а) свыше 1кВ- указатели напряжения, штанги, клещи, монтёрский инструмент; б) до 1кВ- диэлектрические перчатки (проверяются напряжением до 6кВ). Дополнительные изолирующие средства: диэлектрическая обувь, диэлектрические ковры, различные подставки и стремянки на фарфоровых изоляторах. Ограждающие: сетчатые ограждения, до 1кВ - сплошные ограждения. Сетчатые применяются для подстанций высокого напряжения и снабжены системой блокировок, К ограждающим средствам относятся: временные заземления (медные), различные плакаты, которые бывают: предупреждающими, запрещающими, разрешающими, напоминающими (заземлено). Вспомогательные средства сами по себе не защищают от электрического тока , но дают косвенное предохранение от действия электрического тока (рукавицы, предохранительный пояс и т.д.).

Вопросы для самопроверки:

1 Назовите виды электротравм.

2 Приведите факторы, влияющие на исход поражения человека электрическим током.

3 Малые напряжения, контроль и профилактика повреждения изоляции - принцип действия и эффективность.

4 Защитное заземление, где применяется, каков принцип действия, назовите системы защитного заземления.

5 Приведите виды естественных и искусственных заземлитслей.

6 Область применения и принцип действия эануления.

7 Приведите преимущества и недостатки устройства защитного отключения.

8 Кто имеет право на работу в электроустановках напряжением до и выше 1 кВ?

9 Как разделяются электрозащитные средства?

10 Приведите основные и дополнительные изолирующие средства, ка­ковы сроки их испытания?

11 Что такое наряд на работу в электроустановках, кто имеет право на оформление наряда?

12 Перечислите организационные мероприятия электробезопасности.

13 Какие виды инструктажа вы знаете?

14 Приведите примеры ограждающих электрозащитных средств.