Міністерство освіти і науки України Національний Університет «Львівська політехніка»
РОЗРАХУНОК ЗЛІТ УЛ ЕН11Я
Мат од ичн і вказ івк и
до практичної роботи :і курсу "Охорона праці в галун" для інженерно-технічних спеціальностей
Затверджено на засіданні кафедри "Охорона праці" Протокол №6 від 14.02.2002р.
Львів НУ "ЛП" - 2002
Методичні вказівки до практичної роботи "Розрахунок занулення" з курсу "Охорона праці в галузі" для студентів інженерно-технічних спеціальностей.Ю.В. Кіт., Л.А. Катренко Львів, вид-во Національного Університету «Львівська політехніка», 2002р., -11 стор.
В методичних вказівках наведено алгоритм розрахунку занулення у відповідності з вимогами електробезпеки.
Призначено для студентів інженерно-технічних спеціальностей.
Укладачі: КітЮ.В., к.т.н.,доц., Катренко Л.А., к.х.н.; доц.
Відповідальний за випуск: Левуш С.С., д.х.н., проф.
Рецензенти: Яцюк P.A. к.т.н., доц.
Мота Я.В., к.т.н., доц.
з
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
С: > кІн.
Коефіцієнт кратності к визначається в залежнсті від типу запобіжника: для теплових автоматів і топких вставок к >3', Для вибухонебезпечних приміщень Іс > 4.
Опір заземлення нейтралі джерела струму К0 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 ІК., > .
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'єднанні 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 у? 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 можтивих 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 на відключаючу здатність
Мета розрахунку занулення полягає у визначенні умов, при яких воно надійно і швидко відключає иошкодженну 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 А,задовільняєумові:
де к - коефіцієнт кратності номінального струму / , А плавної вставки запобіжника або вставки струму спрацювання автоматичного вимикача А.
Модуль струму короткого замикання, А, вираховується за приблизною формулою:
деі- модулі повного опору обмоток джерела живлення і повного опору петлі фаза - нуль.
Повний опір петлі фаза - нуль визначається фаза - нуль:
де- активний опір петлі фаза - нуль.
Значення для провідників із кольорових металів
(мідь, алюміній) визначають по відомим данимхічення 5*, мм2, довжини / і матеріалу провідників. Активний опір визначається:
де- питомий опір провідника (для міді 0,018, а для алюмінія 0,028 . (Січення нульового захисного провідника
приймається з умови, що, тобто якщо
фазні і нульові захисні провідники виконані з одного металу, то
- січення фазного провідника,), якщо з різних металів, наприклад, фазний з міді, а нульовий захисний з алюмінію, то
Значеннязалежить від потужності трансформатора і схеми з'єднання його обмоток, а також від конструктивного виконання трансформатора (табл.№1).
Значення і для мідних і алюмінієвих провідників
порівнянно малі (біля 0,0156 Ом/км), тому ними можна знехтувати.
Значенняможна визначити за формулою (для ліній прокладених в повітрі)
В - віддаль між проводами сі-діаметр
В наближенних розрахунках зовнішній індуктивний питомий опірдля внутрішньої проводки складає
для повітряних ліній (при віддалі між проводами, що відповідають нормам).
Приклад розрахунку Розрахувати занулення для чотирьохпровідної лінії 380/220,
яка складається з 2-х дільниць:, виконанних з
мідних проводів, площа січення яких відповідно і живиться від трансформатора
потужністю 400 кВА; 6/0,4 кВ зі схемою з'єднання обмоток "зірка
зигзаг з нулем".
Розв'язок
Необхідно знайти значення струму однозначного короткого замиканняі визначити , вибрати тип запобіжника.
З табл.№1 знаходимо повний опір трансформатора.
Визначаємо опір фазного і нулевого захисних провідників на ділянці
Оскільки фазний провід мідний, приймаємо
250
6-10
0,312
0,09
20-35
0,305
0,13
400
6-10
0,195
0,056
20-35
0,191
-
630
6-10
0,129
0,042
20-35
0,121
-
1000
6-10
0,081
0,027
20-35
0,077
0,032
1600
6-10
0,054
0,017
Оскільки фазний провід мідний, приймаємо Зовнішній індуктивний опір 1 км петлі фаза - нуль приймаємо
Ом
, тоді
Опір петлі проводів "фазний-нульовий" на першій ділянці:
на другій ділянці:
Ця напруга на корпусі не повинна перевищувати допустиму напругу дотику (42 В, а в особливо несприятливих умовах 12 В)
Таблиця 2
Значення / для деяких типів запобіжників.
- 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 Яп - опір повторного заземлення, Ом - опір нейтралі трансформатора, Ом.
Завдання:
Провести розрахунок занулення на відключаючу здітність для чотирьохпровідної лінії 3 80/220
Таблиця 3.
Варіанти завдань.
Література:
Основи техники безопасности в електроустановке, П. А.Долин, 1984г.
Средства защиты в машиностроениию 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".