Міністерство освіти і науки України Національний університет “Львівська політехніка”
Розрахункова робота з дисципліни: “Охорона праці” на тему: “Розрахунок занулення” Варіант №14 (4) ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Занулення здійснюється в чотирьохпровідникових мережах з глухозаземленою нейтраллю з напругою до 1000В. Зануленням називається навмисне з'єднання корпусів електрообладнання, які можуть випадково опинитись під напругою, з багаторазово заземленим нульовим провідником. 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 220В відповідно ССБТ [4]. 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. Розрахунок занулення Розрахувати занулення для чотирьохпровідної лінії 380/220, яка складається з 3-х дільниць:
,
виконаних з алюмінієвих проводів, площа січення яких відповідно
,
живиться від трансформатора потужністю 160 кв.А, 10/0.4 кВ зі схемою з’єднання обмоток “зірка зигзаг з нулем”. Розв’язок Необхідно знайти значення струму однозначного короткого замикання
і визначити
, вибрати тип запобіжника.
,
З табл.№1 знаходимо повний опір трансформатора
. Визначаємо опір фазного і нульового захисних провідників
на ділянці
;
.


Оскільки фазний провід алюмінієвий, приймаємо
.

; тому приймаємо
;


Оскільки фазний провід алюмінієвий, приймаємо
. Зовнішній індуктивний опір 1 км петлі фаза – нуль приймаємо
, тоді



Опір петлі проводів “фазний-нульовий”:
Струм короткого замикання
;

к
3 для плавк. запобіжника Вибираємо запобіжник НПИ 15 на Іном = 6 А (з таблиці №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: Основы техники безопасности в електроустановке, П.А.Долин, 1984г. Средства защиты в машиностроении. Расчет и проектирование. Справочник. 1989г. Охрана труда в электроустановках: Учебник для вузов./Под ред. Б.А. Князевского. 3-е изд., перераб. и доп. –М.: Энергоатомиздат, 1983 – 336с. ГОСТ 12.1.030-81, ССБТ "Электробезопасность. Защитное заземление, зануление".