Розрахунок занулення на відключаючу здатність до практичної роботи з курсу Охорона праці в галузі, НУ «ЛП»
« Назад
Розрахунок занулення на відключаючу здатність до практичної роботи з курсу “Охорона праці в галузі” 1. Теоретичні відомості Зануленням називається умисне електричне з'єднання відкритих провідних частин електрообладнання, які можуть випадково опинитись під напругою, із заземленою нейтраллю джерела трифазного струму за допомогою нульового провідника. Занулення здійснюється в чотирьохпровідникових мережах з глухозаземленою нейтраллю з напругою до 1000В. Принцип дії занулення – перетворення замикання на корпус в однофазне замикання, при якому спрацьовує захист (топкі вставки, автомати) і електропристрій вимикається, при цьому. Коефіцієнт кратності k визначається в залежності від типу запобіжника: для теплових автоматів і топких вставок ; для вибухонебезпечних приміщень. Опір заземлення нейтралі джерела струму повинен бути 2, 4, 6 Ом при трьохфазній напрузі джерела 660, 380 і 220 В відповідно ССБТ. Ці вимоги продиктовані умовою, щоб повний опір кола "фаза-нуль" забезпечував в аварійній ситуації струм короткого замикання. При короткому замиканні фази на корпус до спрацьовування захисту на всіх елементах ланцюга занулення з'явиться напруга. Внаслідок того, що в контурі протікання струму короткого замикання (джерело струму, кола "фаза-нуль", нульовий захисний дріт) знаходяться елементи, які мають певний індуктивний і активний опір то за місцем замикання на всіх металевих частинах електрообладнання, які під’єднані до нульового дроту, може утворитися небезпечна напруга, наприклад, в мережі 380/220В вона може досягти 147В [3]. При розриві нульового захисного дроту напруга відносно землі нульового дроту і приєднаних до нього корпусів електроприладів може досягнути фазної напруги. Повторні заземлення призначаються для зниження цієї напруги як при суцільному (цілому), так і з неполадками (має розрив) нульовому дроті. Тобто, основні вимоги до нульового дроту є малий активний опір і відсутність можливих точок від'єднання або розриву. У ролі нульових захисних провідників ПУЕ рекомендують використовувати неізольовані або ізольовані провідники, а також металеві конструкції будівель, підкранові рельси, стальні труби електропровідників і т.п. Рекомендується використовувати нульові робочі дроти одночасно і як нульові захисні. При цьому нульові робочі дроти повинні мати достатню провідність (не менше 50% провідності фазного дроту) і не повинні мати запобіжників і вимикачів. Згідно ПУЕ повторному заземленню піддаються лише нульові робочі провідники повітряних ліній (велика імовірність розриву нульового дроту). При цьому повторне заземлення виконують на відстані більше 200м, а також на вводах повітряних ліній в електроустановки, які підлягають зануленню. Опір повторних заземлювачів згідно ССБТ [4] не повинен перевищувати 15, 30, 60 Ом відповідно для 220, 380 і 660В трьохфазної напруги джерела.
2. Розрахунок занулення на відключаючу здатність Мета розрахунку занулення полягає у визначенні умов, при яких воно надійно і швидко відключає пошкоджену електроустановку від мережі і одночасно забезпечує безпеку дотику людини до занулених частин установки в аварійний період. При замиканні фази на занулений корпус електроустановка автоматично відключається, якщо значення струму однофазного короткого замикання (тобто між фазним і нульовим захисними провідниками) Ік, , задовольняє умові: де к – коефіцієнт кратності номінального струму плавноївставки (к ≥3). Ін – номінальний струм плавкої вставки найближчого запобіжника. Модуль струму короткого замикання, вираховується за приблизною формулою: де і – модулі повного опору обмоток джерела живлення (трансформатора) і повного опору петлі фаза – нуль. Повний опір петлі фаза нуль (по якій протікає стум короткого замикання) визначається: де Zф і Zн – модулі повного опору фазного і нульового проводів; Rф і Rн - активні опори фазного і нульового провідників. Хф1, Хн1– внутрішній індуктивний опір фазного та-нульового проводів; Хф, Хн – їх зовнішній індуктивний опір. Внутрішній індуктивний опір провідників з кольорових металів можна вважати дуже малим. Внаслідок цього для провідників з кольорових металів вираз (3) може мати вигляд де Хп – зовішний індуктивний опір петлі фаза-нуль. В наближених розрахунках внутрішній індуктивний питомий опір для внутрішньої проводки складає 0,3 Ом/км і 0,6 Ом/км для повітряних ліній (при віддалі між проводами, що відповідають нормам). Тому де l – довжина. Значення R для провідників із кольорових металів (мідь, алюміній) визначають за відомими даними: площа перерізу S, , довжини l і матеріалу провідників. Активний опір визначається: де - питомий опір провідника (для міді 0,018, а для алюмінію 0,028 ). Площа перерізу нульового захисного провідника , приймається з умови, що , тобто якщо фазні і нульові захисні провідники виконані з одного металу, то (де Sф – січення фазного провідника, ), якщо з різних металів, наприклад, фазний з міді, а нульовий захисний з алюмінію, то . При розрахунку Sн використовуємо найбільше із значень Sф, а довжину lн приймаємо рівною найменшому із значень lф. Значення Zт залежить від потужності трансформатора і схеми з’єднання його обмоток, а також від конструктивного виконання трансформатора (таблиця 1). В результаті розрахунку обираємо один із стандартних запобіжників (таблиця 2). Напруга на корпусі буде максимальною при струмі короткого замикання Ця напруга на корпусі не повинна перевищувати допустиму напругу дотику (42 В, а в особливо несприятливих умовах 12 В) - допустима напруга дотику; Для зниження напруги корпусу необхідно зменшити опір нульового провідника (збільшити його січення або прокласти паралельно кілька провідників) або застосувати повторне заземлення нульового провідника. При наявності повторного заземлення нульового захисного провідника напруга відносно землі на корпусі обладнання: де - опір повторного заземлення, Ом - опір нейтралі трансформатора, Ом.
Література:
З повагою ІЦ "KURSOVIKS"!
|