Лабораторная работа №3
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ
Цель работы
Оценка эффективности защитного заземления в трехфазной сети с изолированной нейтралью и в трехфазной четырехпроводной сети с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000 В.
Содержание работы
1. Оценить эффективность защитного заземления в трехфазной сети с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В (система IT).
2. Оценить эффективность защитного заземления в сети с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В при двойном замыкании на корпуса электроустановок, имеющие раздельные заземляющие устройства.
3. Оценить эффективность защитного заземления в трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000 В (система TT).
Описание электрических сетей и систем заземления приведены в Приложении I к лабораторному практикуму.
Защитное заземление
Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с заземляющим устройством открытых проводящих частей электроустановок (например, корпусов электрооборудования), которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (индуктивное влияние соседних токоведущих частей, вынос потенциала и т.п.) в целях электробезопасности.
Замыкание на корпус — случайный электрический контакт между токоведущими частями и открытыми проводящими частями электроустановки, происходящий в результате повреждения изоляции.
Назначение защитного заземления — устранение опасности поражения электрическим током в случае прикосновения к корпусу и другим открытым проводящим частям электроустановки, оказавшимся под напряжением.
Область применения защитного заземления — трехфазные трехпроводные сети до 1000 В с изолированной нейтралью и выше 1000 В с любым режимом нейтрали.
Принцип действия защитного заземления — снижение напряжения между корпусом электроустановки, оказавшимся под напряжением, и землей до безопасного значения. Защитное заземление выполняется путем подсоединения корпуса электроустановки к заземляющему устройству, состоящему из искусственного или естественного заземлителей, выполненныхиз металла или других токопроводящих материалов и имеющим электрический контакт с грунтом.
Поясним это на примере сети до 1000 В с изолированной нейтралью. Если корпус электроустановки не заземлен и он оказался в контакте с фазным проводником, то прикосновение человека к такому корпусу равносильно прикосновению к фазному проводнику (рис.1). В этом случае ток, проходящий через человека, будет определяться по формуле (в комплексной форме):
, (1)
гдеUф— фазное напряжение сети, В; Rh, — сопротивление тела человека, Ом; z — комплекс полного сопротивления проводника относительно земли, Ом;
(2)
Здесь r и С — сопротивление изоляции и емкость проводников относительно земли соответственно; w — угловая частота, с -1 .
Рис.1. Прикосновение человека к изолированному от земли корпусу при замыкании на него фазного проводника
При малых значениях С уравнение (1) принимает вид:
, (3)
где Ih — ток в действительной форме, проходящий через человека, А.
Напряжение, под которым окажется человек, прикоснувшийся к корпусу (напряжение прикосновения), определяется формулой
Если же корпус электроустановки заземлен, то при замыкании на него фазного проводника (рис.2) через заземление пойдет ток Iз, значение которого зависит от r и сопротивления заземления корпуса rз и определяется выражением, подобным (3):
(4)
Рис.2. Принципиальная схема защитного заземления
в сети с изолированной нейтралью (система IT)
Напряжение корпуса относительно земли в этом случае будет равно
а напряжение прикосновения
где a1 — коэффициент напряжения прикосновения, учитывающий форму потенциальной кривой и расстояние до заземлителя; a2 — коэффициент напряжения прикосновения, учитывающий падение напряжения на сопротивлении основания, на котором стоит человек.
Ток через человека, касающегося корпуса при самых неблагоприятных условиях(a1 = a2 = 1), будет
(6)
Сопротивление заземляющего устройства выбирается таким, чтобы напряжение прикосновения не превышало допустимых значений. Для электроустановок напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью наибольшие допустимые значенияrз составляют 10 Ом при суммарной мощности генераторов или трансформаторов, питающих данную сеть не более 100 кВ×А; а в остальных случаях rз не должно превышать 4 Ом.
При двойном замыкании на землю в сети с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В, то есть замыкании двух фаз на два корпуса, имеющие раздельные заземлители (рис.3), эти и другие корпуса, присоединенные к указанным заземлителям, окажутся под напряжением относительно земли, равным: в установке 1 — Uз1= Iзrз1, в установке 2 — Uз2 = Iзrз2.
Рис.3. Двухфазное замыкание на корпуса электроустановок, имеющие раздельные заземлители
Сопротивление изоляции и емкости фазных проводников относительно земли в данном случае практически не влияют на значение тока замыкания на землю, цепь которого устанавливается через сопротивления заземленийrз1 и rз2. При этом Uз1 + Uз2 = Uл (Uл — линейное напряжение сети). При равенстве rз1 и rз2, Uз1=Uз2= 0,5Uл. Наличие таких напряжений на заземленных элементах установок является опасным для человека, тем более, что замыкание в сетях до 1000 В может существовать длительно.
Если же заземлители, или корпуса электроустановок 1 и 2 соединить проводником достаточного сечения или эти заземлители выполнить как одно целое, то двойное замыкание на заземленные корпуса превратится в короткое замыкание между фазными проводниками, что вызовет быстрое отключение установок максимально токовой защитой (предохранители, автоматические выключатели), т.е. обеспечит кратковременность опасного режима.
В сети с глухозаземленной нейтралью (рис.4) при замыкании фазного проводника на корпус по цепи, образовавшейся через землю, будет проходить ток
,
гдеr — сопротивление заземления нейтрали, Ом.
Рис.4. Защитное заземление в сети с глухозаземленной нейтралью
(система ТТ)
Таким образом, напряжение корпуса относительно земли зависит от соотношения сопротивлений r и rз. При равенстве r и rз напряжение на заземленном корпусе будет
Это напряжение является опасным для человека, поэтому в сети напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью и системой TN защитное заземление не применяется. Вместо этого применяется защитное зануление.
В сетях с глухозаземленной нейтралью и корпусами, имеющими отдельное заземление (система TT) обязательным согласно ПУЭ является применение устройств защитного отключения на дифференциальном токе (см. Приложение к сборнику лабораторных работ)
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 9024 — 
| 7254 — 
или читать все.
91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.
Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно
Эффективность — заземление
Эффективность заземления , прежде всего, зависит от наличия высоких и стабильных токов утечки на землю, но также и от адекватной гальванической связи в эквипотенциальной сети и диаметра проводов, ведущих к контуру. Ввиду важности утечки тока на землю она должна рассчитываться с большой точностью. [1]
Эффективность заземления можно значительно увеличить за счет повышения удельной объемной электропроводимости нефтепродукта, если к нему добавить небольшое количество антистатических присадок, например, олеаты и нафтенаты кобальта и хрома для углеводородных моторных топлив. [3]
Эффективность заземления определяется его сопротивлением: чем ниже сопротивление заземления, тем лучше. Однако выполнить заземление с очень низким значением сопротивления трудно. Поэтому установлены нормы, которым должно удовлетворять сопротивление заземляющих устройств. Так, сопротивления рабочих заземлений должны быть 0 5 — 30 Ом, защитных заземлений s 8 — 45 Ом, а измерительных 100 Ом. Для достижения указанных значений сопротивления заземляющие устройства обычно выполняют в виде вертикальных или пластинчатых заземлителей, соединенных между собой металлической полосой или проволокой, привариваемой или припаиваемой к верхней части заземлителя. Указанные за-землители вбивают в грунт, размещая их в виде креста, круга, прямоугольника или просто в ряд. [4]
Термин эффективность заземления определен в стандартах США и означает, что динамические повышения напряжения остаются в пределах 80 % линейного напряжения и, следовательно, можно применять соответствующие вентильные разрядники. [5]
При двойном глухом замыкании на землю ( рис. 13.22) эффективность заземления резко снижается, так как ток замыкания на землю зависит от величины сопротивлений тех заземлений, которые участвуют в цепи замыкания. [6]
При двойном замыкании на землю ( рис. 4 — 21) эффективность заземления резко снижается, так как ток замыкания на землю зависит от величины сопротивлений тех заземлений, которые участвуют в цели замыкания. [7]
Следует отметить, что большую роль в снижении низкочастотной электрической составляющей электромагнитного поля видеомонитора играет эффективность заземления ( зануления) компьютера и его периферийных устройств, включая локальную сеть. [8]
Новое в предлагаемом способе — применение в качестве добавки маннита в количестве 0 005 — 0 1 % массы цемента, что позволяет увеличить эффективность заземления процесса схватывания при повышенных температурах по сравнению с известными аналогичными способами. [9]
Итак, критерий селекции при выполнении неравенства ( 8) равен отношению сопротивлений нуля и единицы и не зависит от других параметров, причем для эффективности заземления необходимо увеличивать высо-коомность матрицы и коэффициент формы. [10]
Большая высота над землей повышает поражаемость опор, троса и проводов прямыми ударами молнии, увеличивает время пробега электромагнитной волны по опоре, снижая тем самым эффективность заземления как меры ограничения потенциала на опоре. Значительная длина пролета увеличивает время пробега волны по тросу, задерживая отвод по нему тока молнии и повышая ток через опору, а также потенциал на ней. [11]
Напряжение на неповрежденных фазах зависит от величины сопротивления заземления в точке короткого замыкания и отношения реактивных сопротивлений нулевой и прямой последовательностей в месте присоединения разрядника, которое в свою очередь определяется режимом заземления нейтрали электросети. Эффективность заземления нейтрали характеризуется коэффициентом заземления, который рассчитывается по формулам ( 10 — 34) и ( 10 — 35) для заданной схемы электросети в местах установки разрядников или другого электрооборудования. [12]
Огневые сварочные работы внутри резервуаров для сжиженного газа должны проводиться в соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, Госгортехнадзора СССР. Резервуар до начала электросварки должен быть заземлен, эффективность заземления проверяют по приборам. [13]
Разделение веществ на группы в зависимости от их электропроводности условно и не вполне достаточно. Оно не учитывает условий электризации и не позволяет выявлять влияние на эффективность заземления проводящих оснований или толщины диэлектрических покрытий. [14]
Лабораторная работа №1
По дисциплине:Безопасность жизнедеятельности
(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
Выполнили: студент гр. ГС-12-2 _________ /Корушев В.С,/
_________ /Арятиков И.С,/
_________ /Козлов Г.А./
Проверил: ассистент ____________ /Истомин Р.С./
(должность) (подпись) (Ф.И.О.)
Цель работы:исследование эффективности действия защитного заземления в электроустановках в сетях с изолированной нейтралью.
Защитное заземление — это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.
Цель защитного заземления — снизить до безопасной величины напряжение относительно земли на металлических частях оборудования, которые не находятся под напряжением, но могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции электроустановок. В результате замыкания на корпус заземленного оборудования снижается напряжение прикосновения и, как следствие,- ток, проходящий через тело человека, при его прикосновении к корпусам.
Применяется также заземление электрооборудования, зданий и сооружений для защиты от действия атмосферного электричества.
Защитное заземление применяется в трехфазных трехпроводных сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью, а в сетях напряжением 1000 В и выше — с любым режимом нейтрали.
Заземляющее устройство — это совокупность заземлителя и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем.
Различают естественные и искусственные заземлители.
Для заземляющих устройств в первую очередь должны быть использованы естественные заземлители:
§ водопроводные трубы, проложенные в земле;
§ металлические конструкции зданий и сооружений, имеющие
§ надежное соединение с землей;
§ металлические оболочки кабелей (кроме алюминиевых);
§ обсадные трубы артезианских скважин.
Запрещается в качестве заземлителей использовать трубопроводы с горючими жидкостями и газами, трубы теплотрасс.
Естественные заземлители должны иметь присоединение к заземляющей сети не менее чем в двух разных местах.
В качестве искусственных заземлителей применяют:
§ стальные трубы диаметром 3-5 см, толщиной стенок 3,5 мм,
§ полосовую сталь толщиной не менее 4 мм;
§ угловую сталь толщиной не менее 4 мм;
§ прутковую сталь диаметром не менее 10 мм, длиной до 10 м и более.
Для искусственных заземлителей в агрессивных почвах (щелочных, кислых и др.), где они подвергаются усиленной коррозии, применяют медь, омедненный или оцинкованный металл.
В качестве искусственных заземлителей нельзя применять алюминиевые оболочки кабелей, а также голые алюминиевые проводники, так как в почве они окисляются, а окись алюминия — это изолятор.
Каждый отдельный проводник, находящийся в контакте с землей, называетсяодиночным заземлителем, или электродом. Если заземлитель состоит из нескольких электродов, соединенных между собой параллельно, он называетсягрупповым заземлителем.
Для погружения в землю вертикальных электродов предварительно роют траншею глубиной 0,7-0,8 м, после чего забивают трубы или уголки с помощью механизмов. Стальные стержни диаметром 10-12 мм заглубляют в землю с помощью специального приспособления, а более длинные — с помощью вибратора. Верхние концы погруженных в землю вертикальных электродов соединяют стальной полосой методом сварки.
Устройство защитного заземления может быть осуществлено двумя способами:контурным расположением заземляющих проводников ивыносным.
При контурном размещении заземлителей обеспечивается выравнивание потенциалов при однофазном замыкании на землю. Кроме того, благодаря взаимному влиянию заземлителей уменьшается напряжение прикосновения и напряжение шага в защищаемой зоне. Выносные заземления этими свойствами не обладают. Зато при выносном способе размещения есть выбор места для заглубления заземлителей.
В помещениях заземляющие проводники следует располагать таким образом, чтобы они были доступны для осмотра и надежно защищены от механических повреждений. На полу помещений заземляющие проводники укладывают в специальные канавки. В помещениях, где возможно выделение едких паров и газов, а также с повышенной влажностью заземляющие проводники прокладывают вдоль стен на скобах в 10 мм от стены.
Каждый корпус электроустановки должен быть присоединен к заземлителю или к заземляющей магистрали с помощью отдельного ответвления. Последовательное включение нескольких заземляемых корпусов электроустановок в заземляющий проводник запрещается.
Сопротивление заземляющего устройства представляет собой сумму сопротивлений заземлителя относительно земли и заземляющих проводников.
Сопротивление заземлителя относительно земли есть отношение напряжения на заземлителе к току, проходящему через заземлитель в землю.
Величина сопротивления заземлителя зависит от удельного сопротивления грунта, в котором заземлитель находится; типа размеров и расположения элементов, из которых заземлитель выполнен; количества и взаимного расположения электродов.
Величина сопротивления заземлителей может изменяться в несколько раз в зависимости от времени года. Наибольшее сопротивление заземлители имеют зимой при промерзании грунта и в засушливое время.
Наибольшее допустимое значение сопротивления заземления в установках до 1000 В: 10 Ом — при суммарной мощности генераторов и трансформаторов 100 кВА и менее, 4 Ом — во всех остальных случаях.
Указанные нормы обосновываются допустимой величиной напряжения прикосновения, которая в сетях до 1000 В не должна превышать 40 В.
В установках свыше 1000 В допускается сопротивление заземления R3
Дата добавления: 2016-11-02 ; просмотров: 1266 | Нарушение авторских прав
