Добавлен: 09.01.2024
Просмотров: 184
Скачиваний: 3
Задача №1
РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ СЕТИС ЗАЗЕМЛЕННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ(аварийный режим)В данной задаче необходимо: начертить схему трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью и подключенным оборудованием.Требуется:-
Определить напряжение на корпусе оборудования при замыкании фазы на корпус:
-
Определить ток короткого замыкания и проверить, удовлетворяет ли он условию ПУЭ для перегородки плавкой вставки предохранителя:
-
Определить потенциал корпусов при замыкании фазы на корпус и обрыве нулевого провода (до и после места обрыва). -
Определить ток, проходящий через тело человека, касающегося оборудования при замыкании фазы на корпус:
-
Определить напряжение прикосновения на корпус установки при замыкании одной из фаз на землю (дать схему). -
Рассчитать заземляющее устройство, состоящее из n индивидуальных заземлителей, так чтобы Rз не превышало 4 Ом. -
Сформулировать выводы.
Исходные данные к задаче 1Rп = 4 ОмZп = 0,8 ОмZн = 0,5 ОмRзм = 100 Омℓ = 4,0 мd = 0,03 мt =2,0 м = 0,65вид грунта - Торфρ = 25 Ом×мUф = 220В.Рис. 1. Схема зануления.A, B, C, – фазные провода, N – нулевой рабочий проводник, PE – нулевой защитный проводник, ПП1, ПП2, ПП3 – плавкие предохранители, ЭУ – электроустановка.R0 – сопротивление заземления нейтрали, Rп – сопротивление повторного заземления.Решение:1. Определим ток короткого замыкания , АУсловие ПУЭ (Правила устройства электроустановок) для перегорания плавкой вставки предохранителя:Iк.з. ≥ 3 IНгде IН – ток плавкой вставки (номинальное значение тока, при котором происходит срабатывание элемента защиты), проверить для IН = 20; 30; 50; 100 А.IH1 = 20 A; .≥ 3 ∙ 20 А; .≥60 А; > 60 A, > 3 IН1; защитное устройство сработает.IH2 = 30A; .≥ 3 ∙ 30 А;.≥90 А; > 90 A, . > 3 IН2; защитное устройство сработает.IH3 = 50 A; .≥ 3 ∙ 50 А; .≥150 А; >150 A, . > 3 IН3; защитное устройство сработает.IH4 = 100 A; .≥ 3 ∙ 100А; .≥ 300 А;
<300 A, 
< 3 IН4; защитное устройство не сработает.
2. Определим напряжение корпуса относительно земли:
а) без повторного заземления
Uз= × Zн , В
Uз = 
× 0,8 = 343,75 В
б) с повторным заземлением нулевого провода
×
В
R0 = 4 Ом.
×4=187,5 В
3. При обрыве нулевого провода и замыкании фазы на корпус напряжения корпусов отноительно земли:
А. без повторного заземления нулевого провода для
а) корпусов, подключенных к нулевому проводу за местом обрыва,
U1 = UФ ,U1 = 220 В.
б) корпусов, подключенных к нулевому проводу перед местом обрыва,
U 2 = 0.
Б. с повторным заземлением нулевого провода для:
в) корпусов, подключенных к нулевому проводу за местом обрыва,
В 
В
г) корпусов, подключенных к нулевому проводу перед местом обрыва,
В
В
4. Ток через тело человека в указанных случаях будет определяться следующим образом:
а) 
А
б) 
А
в)
А
г)
А
где Rh – сопротивление тела человека (обычно принимают Rh = 1000 Ом).
а) 
А
б)
А
в)
= 0,11 А
г)
= 0,11 А
5. Напряжение прикосновения на корпусе зануленного оборудования при случайном замыкании фазы на землю (без повторного заземления нулевого провода)
В
где R0 – сопротивление заземления нейтрали, R0 = 4 Ом;
RЗМ – сопротивление в месте замыкания на землю фазного провода.
В
Рис. 2. Схема замыкания фазы С на землю.
A, B, C, – фазные провода, N – нулевой рабочий проводник, PE – нулевой защитный проводник,
ПП1, ПП2, ПП3 – плавкие предохранители, ЭУ – электроустановка.
R0 – сопротивление заземления нейтрали.
6. Сопротивление одиночного заземлителя, забитого в землю на глубину t
Ом,
где ρ – удельное сопротивление грунта, Ом
м (ссопротивление образца грунта объемом 1 м3);
ℓ - длина трубы, м;
d – диаметр трубы, м;
t – расстояние от поверхности земли до середины трубы, м.
=2,573 Ом
Необходимое число заземлителей при коэффициенте экранирования ηэ,
где RЗ – требуемое сопротивление заземляющего устройства. RЗ = 4 Ом.
=0,989
7. Выводы.
1. Так же как не всякое заземление обеспечивает безопасность, не всякое зануление пригодно для обеспечения безопасности. Зануление должно быть выполнено так, чтобы ток короткого замыкания в аварийном участке достигал значения, достаточного для расплавления плавкой вставки ближайшего предохранителя или отключения автомата. Для этого сопротивление цепи короткого замыкания должно быть достаточно малым.
Если отключения не произойдет, то ток замыкания будет длительно протекать по цепи и по отношению к земле возникнет напряжение не только на поврежденном корпусе, но и на всех зануленных корпусах (так как они электрически связаны). Это напряжение равно по величине произведению тока замыкания на сопротивление нулевого провода сети или зануляющего проводника и может оказаться значительным по величине и, следовательно, опасным особенно в местах, где отсутствует выравнивание потенциалов.
Чтобы предупредить подобную опасность, необходимо точно выполнять требования ПУЭ к устройству зануления.
Для надежного отключения аварийного участка необходимо, чтобы ток в короткозамкнутой цепи значительно превосходил номинальный ток плавкой вставки, т. е. Iк.з.≥ 3 IН. Расчеты тока короткого замыкания показали, что Iк.з = 
. Следовательно номинальный токплавкой вставки Iн должен быть ≤ 20 А.
2. Повторное заземление нулевого провода снижает напряжение на корпусе в момент короткого замыкания, особенно при обрыве нулевого провода. UЗ = 343,75 В,UЗП = 187,5 В.
3. При обрыве нулевого провода и замыкании на корпус
| | корпусов, подключенных к нулевому проводу за местом обрыва | корпусов, подключенных к нулевому проводу перед местом обрыва | ||
| без повторного заземления нулевого провода | с повторным заземлением нулевого провода | без повторного заземления нулевого провода | с повторным заземлением нулевого провода | |
| напряжения корпусовотносительно земли | 220 В | 110 В | 0 В | 110 B |
| ток, проходящий через тело человека, касающегося оборудования | 0,22 А | 0,11 А | 0 А | 0,11 А |