Файл: Контрольная работа По дисциплине Электробезопасность и охрана труда Направление подготовки 13. 03. 02 Электроэнергетика и электротехника.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВО «Удмуртский государственный университет»

ИНСТИТУТ НЕФТИ И ГАЗА ИМ. М.С. ГУЦЕРИЕВА
Кафедра теплоэнергетики

Контрольная работа

По дисциплине: Электробезопасность и охрана труда

Направление подготовки 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

профиль «Электрохозяйство предприятий и организаций»

Выполнил студента группы ЗБ-13.03.02.01 ___________________ ФИО

Проверил Доцент Жуков Владимир Константинович

Должность ФИО

«___»___________2022г. _______________

Принял «___»___________2022г.

с оценкой ________________ ________________

подпись

Ижевск

2022

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

Электрические трансформаторные подстанции являются промежуточным звеном в системах передачи электроэнергии от электростанций к потребителям. Заземление - обязательная процедура при установке трансформаторной подстанции .

1. Искусственное заземление представляет собой организацию контура заземления, который состоит из вертикальных заземлителей, горизонтальных заземлителей и заземляющего проводника посредством которых выполняется подсоединение электроустановки в целом или отдельного оборудования. Горизонтальные заземлители соединяют между собой вертикальные заземлители. Заземляющий проводник соединяет контур заземления непосредственно с электрощитом оборудования. Размеры и количество этих заземлителей, расстояние между ними, удельное сопротивление грунта — все эти параметры напрямую влияют на сопротивление заземления.

---

2 Основным фактором, который определяет качество заземления трансформаторной подстанции является величина сопротивления растеканию тока. Чем ниже его значение, тем лучше. Снизить сопротивление растекания тока можно:

- наращивая площадь заземлителей, увеличивая их количество;

- уменьшая удельное электрическое сопротивление грунта, нагревая его или повышая концентрацию солей.

3 Согласно ПУЭ общее сопротивление заземляющего устройства, к которому подсоединяются нейтрали трансформатора должно быть не более 4 Ом при линейном напряжении 370 В или 220 В источников трехфазного и однофазного тока, соответственно. В этих требованиях удельное сопротивление грунта принимается менее 100 Ом * м. При более высоком значении удельного сопротивления грунта, допускается увеличение общего сопротивления заземляющего устройства, но не более, чем в 10 раз.

4 Как правило, замкнутый контур заземления, обустраиваемый для трансформаторной подстанции, представляет определенное количество вертикальных заземлителей (электродов), соединенных горизонтальным заземлителем между собой. В качестве горизонтального заземлителя, чаще всего, используют полосовую сталь. Обустраивать наружный контур заземления следует на расстоянии как минимум 1 м от фундаментной плиты, на которой устанавливается трансформаторная подстанция, либо от стены сооружения, в которой находится электроустановка.

5 Защитное заземление служит для снижения напряжения прикосновения до безопасной величины. Благодаря заземлению опасный потенциал «уходит в землю» тем самым, защищая человека от поражения электрическим током.

6 Точность теоретических расчетов всегда невысока, т. к. зависит в существенной степени от удельного сопротивления грунта. В связи с этим расчет обычно проводится по принципу достижения значения сопротивления заземления «не более чем». Поэтому в качестве исходных данных используются либо наибольшие величины удельного сопротивления грунта, либо их усредненные значения. Такой подход гарантирует необходимый «запас прочности» и позволит на практике достичь заведомо более низких значений сопротивления заземления.

Заземляющие и зануляющие устройства

Заземляющие (зануляющие) устройства содержат проводящие линии (проводники) и заземлители, соединенные определенным образом.

2.1 Заземление

Назначение, принцип действия, область применения. Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей, или ее эквивалентом, металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (индуктивное влияние соседних токоведущих частей, вынос потенциала, разряд молнии и т. п.).

---

Проводящие линии в заземляющих устройствах играют разную роль.

Для соединения открытых проводящих частей потребителя электроэнергии с глухозаземленной нейтральной точкой источника используется нулевой защитный проводник.

Нулевым защитным проводником (PE – проводник в системе TN – S) называется проводник, соединяющий зануляемые части (открытые проводящие части) с глухозаземленной нейтральной точкой источника питания трехфазного тока или с заземленным выводом источника питания однофазного тока, или с заземленной средней точкой источника питания в сетях постоянного тока.

Существуют два вида заземлителей – естественные и искусственные.

К естественным заземлителям относятся металлические конструкции зданий, надежно соединенные с землей.

В качестве искусственных заземлителей используют стальные трубы, стержни или уголок, длиной не менее 2,5 м, забитых в землю и соединенных друг с другом стальными полосами или приваренной проволокой. В качестве заземляющих проводников, соединяющих заземлитель с заземляющими приборами обычно используют стальные или медные шины, которые либо приваривают к корпусам машин, либо соединяют с ними болтами. Защитному заземлению подлежат металлические корпуса электрических машин, трансформаторов, щиты, шкафы.

Заземление значительно снижает напряжение, под которое может попасть человек. Это объясняется тем, что проводники заземления, сам заземлитель и земля имеют некоторое сопротивление. При повреждении изоляции ток замыкания протекает по корпусу электроустановки, заземлителю и далее по земле к нейтрали электроустройства, вызывая на их сопротивлении падение напряжения, которое хотя и меньше 220 В, но может быть ощутимо для человека. Для уменьшения этого напряжения необходимо принять меры к снижению сопротивления заземлителя относительно земли, например, увеличить количество исскуственных заземлителей.

2.2 Зануление

Назначение, принцип действия, область применения. Зануление - это преднамеренное электрическое соединение открытых проводящих частей электроустановок с глухозаземленной нейтральной точкой генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности.

---

Зануление приводит к тому, что замыкание любой из фаз на корпус электроустановки превращается в короткое замыкание этой фазы с нулевым рабочим проводом. Ток в этом случае возникает значительно больший, чем при использовании защитного заземления. Быстрое и полное отключение поврежденного оборудования (с помощью автоматов защиты) — основное назначение зануления.

Нулевой рабочий проводник (N) служит для питания электроустановок и имеет одинаковую с другими проводами изоляцию и достаточное сечение для прохождения рабочего тока.

Нулевой защитный проводник (PE) служит для создания кратковременного тока короткого замыкания для срабатывания защиты и быстрого отключения поврежденной электроустановки от питающей сети. В качестве нулевого защитного провода могут быть использованы стальные трубы электропроводок и нулевые провода, не имеющие предохранителей и выключателей.

Принцип действия зануления. При замыкании фазного провода на зануленный корпус электропотребителя образуется цепь тока однофазного короткого замыкания (то есть замыкания между фазным и нулевым рабочим (защитным) проводниками). Ток однофазного короткого замыкания вызывает срабатывание максимальной токовой защиты, в результате чего происходит отключение поврежденной электроустановки от питающей сети. Кроме того, до срабатывания максимальной токовой защиты происходит снижение напряжения поврежденного корпуса относительно земли, что связано с защитным действием повторного заземления нулевого защитного проводника и перераспределением напряжений в сети при протекании тока короткого замыкания.

В чем отличие зануляющего проводника от нулевого рабочего проводника?

Зануляющий проводник предназначен только для зануления. В нормальном эксплуатационном режиме ток по нему не проходит.

В сетях с глухозаземленной нейтралью нулевой провод обязательно следует заземлить, причем в нескольких местах. Основное заземление нулевого провода – на питающей подстанции, повторные – на линии электропередачи и на вводах в помещения.

Зануленное оборудование потребителей обычно заземлять не нужно. Нулевой провод сети надежно заземлен и поэтому оборудование, присоединенное к нему, в дополнительном заземлении не нуждается.

Зануление выполняют соединяя корпуса электрооборудования с нулевым проводом сети. При этом каждый корпус должен быть присоединен к нулевому проводу сети отдельным проводником.

Зануление должно обеспечить надежное автоматическое отключение участка сети, на котором произошло замыкание. Благодаря занулению любое замыкание на корпус превращается в короткое замыкание и поэтому аварийный участок сразу же отключается автоматом или предохранителями.

---

2.3 Отличие заземления от зануления

Отличие заземления от зануления значительное. Зануление согласно ПУЭ – это преднамеренная защита, которая используется исключительно в промышленных целях и не должна практиковаться на бытовом уровне.

Но все же, очень часто, в квартирах делается зануление. По всем прогнозам, такая система далека от совершенства и совсем не безопасна. Почему же тогда прибегают к такой крайней мере? Отчасти из-за недостатка знаний в этой области, или из-за безвыходной ситуации.

Во время ремонта квартиры многие делают полный или частичный электромонтаж не только с целью удобства расположения розеток и выключателей, но и для замены изношенной электропроводки. Так же, современный человек желает сделать свое жилье более безопасным, поэтому, пожелания заказчика сводятся к тому, чтобы в доме было зануление.

В трехфазной системе, т.е. по системе заземления TN-C-S или TN-S. в домах зануление не применяют (необходимость использования УЗО)

2.4 Таблицы используемые для расчет защитного заземления трансформаторной подстанции

Таблица 1 – Значения удельных сопротивлений грунтов

№ п/п	Наименование грунта	Уд. сопротивление Ом*м
1.	Песок	700
2.	Супесь	300
3.	Суглинок	100
4.	Глина	40
5.	Садовая земля	40
6.	Глина (слой 7-10 м) или гравий	70
7.	Мергель, известняк, крупный песок с валунами	1000-2000
8.	Скала, валуны	2000-4000
9.	Чернозем	20
10.	Торф	20
11.	Речная вода (на равнинах)	10-100
12.	Морская вода	0,2-1

---