Курсовой проект
на тему «Расчет защитногозаземления и зануления»
Введение
Электроустановки различного класса напряжения потенциально являютсяисточниками опасности для людей в целом и для обслуживающего их персонала вчастности. Травматизм и смертность при их эксплуатации довольно велики. Однаков силу объективных причин их применение является неотъемлемой частью нашейжизни. С целью сокращения несчастных случаев разработана система правилэксплуатации электроустановок – ПУЭ. В этом документе нашли своё отражение, какобщие требования, так и специальные. Среди всех их внимание уделено и использованиюзащитных заземлений и занулений.
1.Необходимость проведения защитного заземления и зануления
Согласно ПУЭ[4, глава 1.7] для защиты людей от поражения электрическим током должна бытьприменена, по крайней мере, одна из следующих защитных мер: заземление,зануление, защитное отключение, разделительный трансформатор, малое напряжение,двойная изоляция, выравнивание потенциалов
Заземлением называетсяпреднамеренное электрическое соединение данной точки системы или установки, илиоборудования с локальной землей посредством заземляющего устройства.
Занулениемназывается преднамеренноеэлектрическое соединение нейтральной проводящей части (нейтрального проводника)в электроустановке до 1 кВ с заземленной нейтралью трансформатора наподстанции.
Нейтральныйпроводник– часть электроустановки, способная проводить электрический ток, потенциалкоторой в нормальном эксплуатационном режиме равен или близок к нулю.
Зачастую приэксплуатации электроустановок нетоковедущие части их оказываются поднапряжением. Величина его может быть различна в зависимости от причины.
Наиболеечастая причина – наведение напряжения от близко расположенных токоведущихчастей. В частности, например на корпус трансформатора наводится потенциал отпроходящих сквозь него магнитных потоков. Таким образом, не будучи запитаннымкорпус становится опасным для прикосновения. К таким же объектам можно отнестиещё и сетчатые ограждения на РУ, корпуса двигателей и генераторов, ячеек КРУ ишкафов КСО и другое оборудование.
Второйпричиной может стать замыкание на корпус одной или нескольких фаз. При этомкорпус оказывается под напряжением.
Такимобразом, нетоковедущие части электроустановок или элементы РУ оказываются поднапряжением, те имеют потенциал относительно земли не равный нулю. Понятно, чтопри соприкосновении с ним произойдёт поражение человека электрическим током,что проявляется в электрическом ударе и ожоге наружных и внутренних органов.Следствием электрического удара могут быть судороги мышц грудной клетки,прекращение деятельности органов дыхания, потеря сознания и расстройствосердечной деятельности со смертельным исходом.
Степеньпоражения определяется величиной тока, путем и длительностью прохождения черезтело человека. Величина тока зависит от напряжения прикосновения исопротивления всей электрической цепи в которую последовательно «включается»человек.
Напряжениеприкосновения Uприкопределяется разностью потенциалов в двух точках прикосновения тела человека вцепи замыкания. Электрическое сопротивление тела человека Rч зависит от площадисоприкосновения, состояния кожи, длительностью действия тока и рядом другихфакторов.
Таким образомток проходящий по телу человека определяется как Iч = Uприк \ Rч
При наличиизаземлителя эта зависимость может быть выражена следующей формулой
Iч = Iз * Rз \ Rч
где Rз – сопротивлениерастеканию тока заземлителя, определяемое сопротивлением почвы междузаземлителем и землёй.
/>
Рис. 1Распределение потенциала и растекание тока в земле от одиночного заземлителя
заземление зануление двигатель защитный
Следовательно,чем меньше сопротивление заземления, тем меньший ток пройдёт через телочеловека.
2.Перечень электроустановок подлежащих защитному заземлению или занулению
Необходимостьпроведения защитных мероприятий, а также устройство заземлителей илизанулителей любых электроустановок зависит от ряда факторов.
К ним впервую очередь относится:
– рабочеенапряжение электроустановки
– режимработы нейтрали электроустановки
Заземлениеили зануление электроустановок следует выполнять:
1) принапряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока – вовсех электроустановках.
2) приноминальных напряжениях выше 42 В, но ниже 380 В переменного тока и выше 110 В,но ниже 440 В постоянного тока – только в помещениях с повышенной опасностью,особо опасных и в наружных установках.
К помещениямс повышенной опасностью необходимо отнести те помещения, где есть
– токопроводящаяпыль
– токопроводящиеполы
– высокаятемпература более 350
– относительнаявлажность более 75%
3) во взрывоопасныхпомещениях при всех напряжениях.
К последнимможно отнести аккумуляторные на подстанциях, в кислородных, водородных и другихцехах различных предприятий.
Cогласно ПУЭ [4, глава 1.7]кчастям, подлежащим занулению или заземлению относятся:
1) корпусаэлектрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников и т.п.
2) приводыэлектрических аппаратов;
3) вторичныеобмотки измерительных трансформаторов
4) каркасыраспределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов, а также съемные илиоткрывающиеся части, если на последних установлено электрооборудованиенапряжением выше 42 В переменного тока или более 110 В постоянного тока;
5)металлические конструкции распределительных устройств, металлические кабельныеконструкции, металлические кабельные соединительные муфты, металлическиеоболочки и броня контрольных и силовых кабелей, металлические оболочкипроводов, металлические рукава и трубы электропроводки, кожухи и опорныеконструкции шинопроводов, лотки, короба, струны, тросы и стальные полосы, накоторых укреплены кабели и провода (кроме струн, тросов и полос, по которымпроложены кабели с заземленной или зануленной металлической оболочкой илиброней), а также другие металлические конструкции, на которых устанавливаетсяэлектрооборудование;
6) металлическиеоболочки и броня контрольных и силовых кабелей и проводов напряжением до 42 Впеременного тока и до 110 В постоянного тока, проложенных на общихметаллических конструкциях, в том числе в общих трубах, коробах, лотках и т.п.Вместе с кабелями и проводами, металлические оболочки и броня которых подлежатзаземлению или занулению;
7)металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников;
8)электрооборудование, размещенное на движущихся частях станков, машин имеханизмов.
Рядтребований отражает условия безопасной работы электроустановки дляобслуживающего персонала, однако существуют требования, которые напрямуюзависят от условий работы электроустановки. Так например, несоблюдениетребования по заземлению вторичной обмотки трансформатора тока приведет влучшем случае изменению класса точности [5, глава 4], что отрицательно скажетсяна показаниях приборов или работы релейной защиты включенных в цепьтрансформатора тока. В худшем случае это приведет к неисправности аппарата.
Нетребуется преднамеренно заземлять или занулять:
1) корпусаэлектрооборудования, аппаратов и электромонтажных конструкций, установленных назаземленных (зануленных) металлических конструкциях, распределительныхустройствах, на щитах, шкафах, щитках, станинах станков, машин и механизмов,при условии обеспечения надежного электрического контакта с заземленными илизануленными основаниями
2)конструкции, при условии надежного электрического контакта между этимиконструкциями и установленными на них заземленным или зануленнымэлектрооборудованием. При этом указанные конструкции не могут быть использованыдля заземления или зануления установленного на них другого электрооборудования;
3) арматуруизоляторов всех типов, оттяжек, кронштейнов и осветительной арматуры приустановке их на деревянных опорах ВЛ или на деревянных конструкциях открытыхподстанций, если это не требуется по условиям защиты от атмосферныхперенапряжений.
При прокладкекабеля с металлической заземленной оболочкой или неизолированного заземляющегопроводника на деревянной опоре перечисленные части, расположенные на этойопоре, должны быть заземлены или занулены;
4) съемныеили открывающиеся части металлических каркасов камер распределительныхустройств, шкафов, ограждений и т.п., если на съемных (открывающихся) частях неустановлено электрооборудование или если напряжение установленногоэлектрооборудования не превышает 42 В переменного тока или 110 В постоянноготока
5) корпусаэлектроприемников с двойной изоляцией;
6)металлические скобы, закрепы, отрезки труб механической защиты кабелей в местахих прохода через стены и перекрытия и другие подобные детали, в том числепротяжные и ответвительные коробки размером до 100 см/>, электропроводок, выполняемыхкабелями или изолированными проводами, прокладываемыми по стенам, перекрытиям идругим элементам строений.
В зависимостиот режима работы нейтрали предъявляются свои требования к способу и устройствузащитных мероприятий.
Вэлектроустановках выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью сечениязаземляющих проводников должны быть выбраны такими, чтобы при протекании по нимнаибольшего тока однофазного КЗ температура заземляющих проводников непревысила 400 °С (кратковременный нагрев, соответствующий времени действияосновной защиты и полного времени отключения выключателя).
Вэлектроустановках до 1 кВ и выше с изолированной нейтралью проводимостьзаземляющих проводников должна составлять не менее 1/3 проводимости фазныхпроводников, а сечение – не менее приведенных в табл. 1.
Не требуетсяприменения медных проводников сечением более 25 мм/>, алюминиевых – 35 мм/>, стальных – 120 мм/>. Впроизводственных помещениях с такими электрическими магистралями заземления изстальной полосы должны иметь сечение не менее 100 мм/>. Допускается применениекруглой стали того же сечения.
Таблица 1. Наименьшиесечения заземляющих и нулевых защитных проводников Сталь Наименование Медь Алюминий в зданиях в наружных установках в земле Неизолированные проводники:
сечение, мм/> 4 6 - - - диаметр, мм - - 5 6 10 Изолированные провода:
сечение, мм/> 1,5 2,5 - - -
Заземляющие и нулевые жилы кабелей и многожильных проводов в общей защитной оболочке с фазными жилами: сечение, мм/> 1 2,5 - - - Угловая сталь: толщина полки, мм - - 2 2,5 4 Полосовая сталь:
сечение, мм/> - - 24 48 48 толщина, мм - - 3 4 4 Водогазопроводные трубы (стальные): толщина стенки, мм - - 2,5 2,5 3,5 Тонкостенные трубы (стальные): толщина стенки, мм - - 1,5 2,5 Не допускается
Вэлектроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью с целью обеспеченияавтоматического отключения аварийного участка проводимость фазных и нулевыхзащитных проводников должна быть выбрана такой, чтобы при замыкании на корпусили на нулевой защитный проводник возникал ток КЗ, превышающий не менее чем:
в 3 разаноминальный ток плавкого элемента ближайшего предохранителя;
в 3 разаноминальный ток нерегулируемого расцепителя или уставку тока регулируемогорасцепителя автоматического выключателя, имеющего обратно зависимую от токахарактеристику.
При защитесетей автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитныйрасцепитель (отсечку), проводимость указанных проводников должна обеспечиватьток не ниже уставки тока мгновенного срабатывания, умноженной на коэффициент,учитывающий разброс (по заводским данным), и на коэффициент запаса 1,1. Приотсутствии заводских данных для автоматических выключателей с номинальным токомдо 100 А кратность тока КЗ относительно уставки следует принимать не менее 1,4,а для автоматических выключателей с номинальным током более 100 А – не менее1,25.
Полнаяпроводимость нулевого защитного проводника во всех случаях должна быть не менее50% проводимости фазного проводника.
Вэлектроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью в целях удовлетворениятребований, нулевые защитные проводники рекомендуется прокладывать совместноили в непосредственной близости с фазными.
Использованиеметаллических оболочек трубчатых проводов, несущих тросов при тросовойэлектропроводке, металлических оболочек изоляционных трубок, металлорукавов, атакже брони и свинцовых оболочек проводов и кабелей в качестве заземляющих илинулевых защитных проводников запрещается. Использование для указанных целейсвинцовых оболочек кабелей допускается лишь в реконструируемых городскихэлектрических сетях 220/127 и 380/220 В.
3. Устройствозащитного заземления и зануления
Какотмечалось, заземлением называется преднамеренное электрическоесоединение данной точки системы или установки, или оборудования с локальнойземлей посредством заземляющего устройства.
Различают 3вида заземлений
– защитное,гарантирующее безопасное обслуживание электроустановок
– рабочее,обеспечивающее нормальную работу электроустановок в выбранных режимах
– грозозащитное,которое служит для защиты от атмосферных перенапряжений.
ПУЭ [4, глава1.7] регламентирует следующие значения сопротивлений защитных заземляющихустройств.
Таблица 2. Допустимые сопротивлениязаземляющего устройства в электроустановках до и выше 1000 В
Наибольшие допустимые значения />, Ом Характеристика электроустановок
/>
Для электроустановок напряжением выше 1000 В и расчетным током замыкания на землю /> А
/>
Для электроустановок напряжением выше 1000 В и расчетным током замыкания на землю />А
/>
При условии, что заземляющее устройство является общим для электроустановок напряжением до и выше 1000 В и расчетном токе замыкания на землю />А
/> В электроустановках напряжением 660/380 В
/> В электроустановках напряжением 380/220 В
/> В электроустановках напряжением 220/127 В
В качествепоследнего, называемым заземлителем, используются различные устройства. Ихусловно можно разделить на естественные и искусственные. Отличие состоит в том,что устройство первых не требуется, так как они уже существуют независимо отзаземляемой электроустановки.
В качествеестественных заземлителей рекомендуется использовать:
1)проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, заисключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывчатых газов исмесей;
2) обсадныетрубы скважин;
3)металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся всоприкосновении с землей;
4)металлические шунты гидротехнических сооружений, водоводы, затворы и т.п.;
5) свинцовыеоболочки кабелей, проложенных в земле. Алюминиевые оболочки кабелей недопускается использовать в качестве естественных заземлителей.
Если оболочкикабелей служат единственными заземлителями, то в расчете заземляющих устройствони должны учитываться при количестве кабелей не менее двух;
6)заземлители опор ВЛ, соединенные с заземляющим устройством электроустановки припомощи грозозащитного троса ВЛ, если трос не изолирован от опор ВЛ;
7) нулевыепровода ВЛ до 1 кВ с повторными заземлителями при количестве ВЛ не менее двух;
8) рельсовыепути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездные пути приналичии преднамеренного устройства перемычек между рельсами.
Заземлителидолжны быть связаны с магистралями заземлений не менее чем двумя проводниками,присоединенными к заземлителю в разных местах. Это требование нераспространяется на опоры ВЛ., повторное заземление нулевого провода иметаллические оболочки кабелей.
В качествеестественных заземлителей недопустимо использование теплотрасс, трубопроводов сгорючими веществами такими как бензин, природным газом, нефтью и др.
Использованиеестественных заземлителей уменьшает капиталовложения в установки, упрощаетмонтаж оборудования и тд.
Если поопределенным причинам, такими как: невозможность использования естественныхзаземлителей, для повышения надёжности заземления, используют искусственныезаземлители.
– стальныетрубы от 2 м с толщиной стенки от 3.5 мм
– полосовуюили угловую сталь толщиной не менее 4 мм
– прутковуюсталь диаметром 10 мм длиной 10 метров и более
Устройствозащитного заземления
Применениезащитного заземления чаще всего требуется на РУ подстанций. Для этого поконтуру подстанции вбиваются в землю вертикальные электроды. В их качествевыступают чаще всего стальные стержни. Затем они опоясываются горизонтальнымзаземлителем, в качестве которого служит стальная полоса. Способ соединения ихсварка. Места соединения рекомендуется проливать битумом для уменьшениякоррозии. При необходимости число вертикальных электродов, равно как игоризонтальных увеличивают. Это определяется в результате расчета (см. п 5.1),который сводится к определению сопротивления растеканию тока заземлителя. Онозависит от проводимости грунта, конструкции заземлителя и глубины егозаложения. Проводимость грунта характеризуется его удельным сопротивлением –сопротивлением между противоположными сторонами кубика грунта со стороной 1 см.Оно зависит от характера и строения грунта, его влажности, глубины промерзания.Так при промерзании грунта его удельное сопротивление возрастает.
Приустройстве заземления на подстанции также необходимо обратить внимание и наустройство входа и въезда в подстанцию. Здесь нужно закладывать две-тристальные полосы в форме козырька с постепенным заглублением на 1,5–2 м,чем достигается снижение напряжения шага. В местах перекрещивания заземляющихпроводников с кабелями, трубопроводами, железнодорожными путями, в местах ихввода в здания и в других местах, где возможны механические повреждениязаземляющих защитных проводников, эти проводники должны быть защищены. [1, с. 102]
Устройствозануления.
Применениеданной защиты требуется чаще всего помещениях с большим количествомэлектроприемников, так как заземление на месте каждого из них бываетневозможным в силу объективных причин. Для этого, например в цехе [3, с. 155],прокладываются магистральные защитные проводники из полосовой стали, сечениекоторой указано ранее. В наружных установках заземляющие и нулевые защитныепроводники допускается прокладывать в земле, в полу или по краю площадок,фундаментов технологических установок и т.п. Затем зануляемые части приемниковподключаются к магистрали. Ответвления от магистралей к электроприемникам до 1кВ допускается прокладывать скрыто непосредственно в стене, под чистым полом ит.п. с защитой их от воздействия агрессивных сред. Такие ответвления не должныиметь соединений. Способ прокладки их зависит от помещения в котором онивыполняются.
В помещенияхсухих, без агрессивной среды, заземляющие и нулевые защитные проводникидопускается прокладывать непосредственно по стенам.
Во влажных,сырых и особо сырых помещениях и в помещениях с агрессивной средой заземляющиеи нулевые защитные проводники следует прокладывать на расстоянии от стен неменее чем 10 мм.
Самамагистраль выводится к месту устройства заземления.
Недопускается использовать в качестве нулевых защитных проводников нулевые рабочиепроводники, идущие к переносным электроприемникам однофазного и постоянноготока. Для зануления таких электроприемников должен быть применен отдельныйтретий проводник, присоединяемый во втычном соединителе ответвительной коробки,в щите, щитке, сборке и т.п. к нулевому рабочему или нулевому защитномупроводнику.
Также можнопривести и дополнительные требования к устройству цепи заземляющих и нулевыхзащитных проводников:
– в их недолжно быть разъединяющих приспособлений и предохранителей.
– нулевыезащитные проводники линий не допускается использовать для зануленияэлектрооборудования, питающегося по другим линиям.
– допускаетсяиспользовать нулевые рабочие проводники осветительных линий для зануленияэлектрооборудования, питающегося по другим линиям, если все указанные линиипитаются от одного трансформатора, и исключена возможность отсоединения нулевыхрабочих проводников во время работы других линий. В таких случаях не должныприменяться выключатели, отключающие нулевые рабочие проводники вместе с фазными.
– заземляющиеи нулевые защитные проводники должны быть предохранены от химическихвоздействий.
– использованиеспециально проложенных заземляющих или нулевых защитных проводников для иныхцелей не допускается.
4. Расчет защитного заземления и зануления
Расчет защитного заземления
Рассчитать заземляющее устройствотрансформаторной подстанции напряжением 10/0,4 кВ. Подстанция понижающая, имеетдва трансформатора с изолированными нейтралями на стороне 10кВ и сглухозаземленными нейтралями на стороне 0,4 кВ; размещена в отдельном кирпичномздании. Предполагаемый контур искусственного заземлителя вокруг здания имеетформу прямоугольника длиной 15 м и шириной 10 м.
Таблица 3. Исходные данные к расчету№ вар. U, кВ Контур заземлителя
Re, Ом
/>, км
/>, км
/>, м d, мм
Lг, м Сечение полосы (размеры), мм
to, м
/>, Ом∙м
/>, Ом∙м длина, м ширина, м 19 10 15 15 34 165 160 2,5 12 60 40х4 0,5 120 176
В качестве естественного заземлителя будетиспользована металлическая технологическая конструкция, частично погруженная вземлю; ее расчетное сопротивление растеканию, с учетом сезонных изменений,составляет Rв=34 Ом. Ток замыкания на землю неизвестен, однако известна протяженностьлиний 10 кВ – кабельных />км, воздушных/>км.
Заземлитель предполагается выполнить извертикальных стержневых электродов длиной />м,диаметром d=12 мм,верхние концы которых соединяются с помощью горизонтального электрода – стальнойполосы длиной Lг=50 м, сечением 4х40 мм, уложенной в землю на глубине
to = 0,8 м.
Расчетные удельные сопротивления грунта,полученные в результате измерений и расчета равны:
для вертикального электрода длиной 5 м /> Ом∙м;
для горизонтального электрода длиной 50 м /> Ом∙м.
/>
Рис. 2. Предварительная схема контурныхискусственных заземлителей подстанции: (n=10 шт., а=5 м, LГ=50 м)
Проводим расчет заземлителя в однородной землеметодом коэффициентов использования по допустимому сопротивлению [2].
Расчетный ток замыкания на землю на стороне снапряжением U=6кВ, [2, с. 204]:
/>А
Требуемое сопротивление растеканию заземлители,который принимаем общим для установок 10 и 0,4 кВ, [2, табл. 1]:
/>Ом
Требуемоесопротивление искусственного заземлители [2, с. 207]:
/>Ом
Тип заземлителя выбираем контурный, размещенныйпо периметру прямоугольника длиной 15 м и шириной 10 м вокруг зданияподстанции. Вертикальные электроды размещаем на расстоянии а=5 м один отдругого.
Из предварительной схемы следует, что в принятомнами заземлителе суммарная длина горизонтального электрода LГ=50 м, а количествовертикальных электродов n=LГ/a= 50/5 = 10 шт., рис. 1а.
Уточняем параметры заземлителя путем проверочногорасчета.
Определяем расчетное сопротивление растеканиювертикального электрода
[2. с. 90, табл. 3.1]:
/>Ом
d =12 мм =0,012 м – диаметр электрода,
/>м.
Определяем расчетное сопротивление растеканиюгоризонтального электрода [4, с. 90, табл. 3.1.]:
/>Ом,
где
В=40 мм=0,04 м – ширина полосы,
t=t0=0,8 м – глубина заложения электрода.
Для принятого нами контурного заземлителя приотношении />и n=10 шт. по таблице 4определяем коэффициенты использования электродов заземлителя:
/> – коэффициентиспользования вертикальных электродов,
/> – коэффициентиспользования горизонтального электрода.
Находим сопротивление растеканию принятого намигруппового заземлителя, [2, с. 181]:
/>Ом
Это сопротивление R=3,9 Ом больше, чемтребуемое RИ=0,778 Ом, поэтому принимаем решение увеличить в контурезаземлителя количество вертикальных электродов.
Решение этой задачи представим в виде таблицы
Таблица 4. Расчет защитного заземленияЧисло вертикальных электродов Длина горизонтальных электродов Rг
/>
/> R 10 50 6,7 0,34 0,56 3,896681 28 210 1,98 0,24 0,43 1,773492 54 450 1,018 0,38 0,2 1,298128 88 770 0,634 0,372 0,197 0,816924 97 855 0,578 0,362 0,191 0,748988
Это сопротивление R=0,748 меньше требуемого RИ=0,753 но так как разницамежду ними невелика и она повышает условия безопасности, принимаем этотрезультат как окончательный.
Итак, окончательная схема контурного групповогозаземлителя состоит из 97 вертикальных стержневых электродов длиной 5 м,диаметром 12 мм, с расстоянием между ними равным 5 м игоризонтального электрода в виде сетки длиной 855 м, сечением 4х40 мм,заглубленных в землю на 0,8 м.
Расчет зануления.
Требуется проверить обеспечена ли отключающаяспособность зануления в сети, при нулевом защитном проводнике – стальной полосесечением 30x4 мм.Линия 380/220 В с медными проводами 3х6 мм2 питается or трансформатора 100 кВА,6/0,4 кВ со схемой соединения обмоток «треугольник – звезда с нулевым проводом»(/>). Двигатели защищеныпредохранителями I1ном=30 А (двигатель 1) и I2ном=20 А (двигатель 2). Коэффициент кратности токаК=3.
Решение
Решение сводится к проверке условия. (2, с. 233,ф. 6.3):
/>,
где
/> – ток однофазногокороткого замыкания, проходящий по петле фаза-нуль;
/> – наименьший допустимыйток по условию срабатывания защиты (предохранителя);
/> — номинальный ток плавкойвставки предохранителя.
Выполнение этого условия обеспечит надежноесрабатывание защиты при коротком замыкании (КЗ) фазы на зануленный корпусэлектродвигателя, т.е. соединенный нулевым защитным проводником сглухозаземленной нейтральной точкой трансформатора.
– Определяем наименьшие допустимые значениятоков для двигателей 1 и 2:
/>А;
/>А
– Находим полное сопротивлениетрансформатора
/>Ом [2, табл. 6.5]
– Определяем на участке />м />км активное /> и индуктивное />сопротивления фазногопровода; активное /> и индуктивное />сопротивления нулевогозащитного провода и внешнее индуктивное сопротивление />петли фаза-нуль:
Согласно паспортным данным кабеля марки АПВ 4х6 [6]:
Rуд = 5,21 ом/км
Xуд, ом/км=0.1 ом/км
/>Ом,
/> Ом
Принимаем />=0Ом
Находим ожидаемую плотность тока в нулевомзащитном проводе – стальной полосе сечением
/>мм2;
/>А/мм2
По [2, табл. 6.6] для />А/мм2и />мм2 находим:
/>Ом/км – активноесопротивление 1 км стального провода,
/>Ом/км – внутреннееиндуктивное сопротивление 1 км стального провода.
Далее находим /> и/> для />м />км:
/>Ом; />Ом
Определяем /> для/>м />км:
/>Ом
/> Ом/км – внешнееиндуктивное сопротивление 1 км петли фаза-нуль, величина которого принятапо рекомендации [2, с. 240].
– Определяемна всей длине линии /> активное />и индуктивное /> сопротивления фазногопровода; активное /> и индуктивное />сопротивления нулевогозащитного провода и внешнее индуктивное сопротивление /> петли фаза-нуль:
/>Ом
/>Ом
Аналогично предыдущему принимаем:
/>=0 Ом
Ожидаемая плотность тока в нулевом защитномпроводе:
/>А/мм2
По [2, табл. 6.5] для />А/мм2и />мм2 находим:
/>Ом/км
/>Ом/км
Далее находим /> и/> для />:
/>Ом;
/>Ом
Определяем /> для/>:
/>Ом,
где />Ом/кмпринято по рекомендации [2, с. 240] как и в предыдущем случае.
/>
Рис. 3Схема сети к расчету зануления
– Находим действительные значения тоководнофазного короткого замыкания, проходящих по петле фаза-нуль по формуле [2, с. 235,ф. 6.8]:
/>
для следующих случаев:
а) при замыкании фазы на корпус двигателя 1
/>А
б) при замыкании фазы на корпус двигателя 2:
/>А
– Вывод:поскольку действительные значения токов однофазного короткого замыкания />А и />А превышают соответствующиенаименьшие допустимые по условиям срабатывания защиты токи />А и />А, нулевой защищенныйпровод выбран правильно, т.е. отключающая способность системы зануленияобеспечена.
Литература
1.Бургсдорф В.В., Якобс А.И. Заземляющие устройстваэлектроустановок. М: Энергоатомиздат, 1987.
2.Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках: Учеб.пособие для вузов 2-ое изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 448 с.
3.Постников Н.П., Рубашов Г.М. Электроснабжение промышленныхпредприятий. Учебник для вузов. – Л., Стройиздат, 1980. – 376 с.
4. ПУЭ 2002 г.
5. ПТЭЭ 2002 г.
6. www.electroshield.ru