Защитные меры в электроустановках, страница 2

При использовании пятипроводной системы от нулевой точки источника питания отходят два нулевых проводника (рис.2.2, б) — рабочий и защитный. Нулевой рабочий проводник в совокупности с фазным служит для электропитания однофазных потребителей, а защитный — обеспечивает срабатывание максимальной токовой защиты при коротких замыканиях на корпус электроустановки, а также снижает напряжение на корпусе до момента отключения электроустановки от сети.

Рис. 2.2 Трехфлзные сегя е глухазаэемленпай аейтралью а — четырехпроводная сечь с алпафлэпым (0 и трехфаэпым (и) элекграпрлемпллами; нулелай проводник (5) лыпалпяат функции нулевого рабочего (4) л нулевого защитною (5) пролалникал; б — плтлправалнал сеть с алпафаэлым 0) л трехфаэным (И) электрапрлемликлмл; пу. левой рабочий проводник (4) служит ллл элелтраплтлллл алпафаэпых потребителей, нулевой защитный проводник (5) обеспечивает срабатывание максимальной токовой зашиты и выполняет функции заземляющего пралаянлкл При пятипроводной системе электроснабжения к элекгророзегке подводятся три проводника: нулевой рабочий и фазный проводники (для электропитания бытовых приборов, компьютеров и т.п.), а также нулевой защитный проводник, обеспечивающий срабатывание максимальной токовой защиты и снижение напряжения на металлических нетоковедущих частях, например корпусе электро- приемника. В настоящее время согласно ГОСТ Р 50571,в основу которого положены стандарты Международной электротехнической комиссии (МЭК 364), вводится буквенное обозначение электрических сетей и систем заземления.

В основе обозначений лежат первые буквы слов (во французском варианте МЭК 364): гегге (Т) — земля, гао(е (1) — изолированный, пемгег (Лг) — нейтраль, сапгЬ)пе (С) — совмещенный, лерагаге (б) — разделенный. Первая буква характеризует режим нейтрали, вторая — заземление открытых проводящих частей (ОПЧ) или корпуса электроустановки (табл.

2.1). Под ОПЧ понимаются нетоковедушие проводящие части электроустановки, доступные прикосновению, которые могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции токоведущих частей. Для обозначения сетей с заземленной нейтралью вводятся последующие буквы, обозначающие функции нулевых проводников: Е - используются раздельно нулевой рабочий ()у) и нулевой защитный (РЕ) проводники; С вЂ” используется общий нулевой проводник (РЕЬ)), выполняющий функции защитного и рабочего; С-5 — нулевой проводник (РЕ)7) в части сети разветвляется на рабочий (У) и защитный (РЕ).

Схемы электрических сетей с заземленной и изолированной нейтралами и их буквенные обозначения приведены на рис.2.3. Согласно принятой классификации схемы на (рис,2.2) относятся к системам ТУ вЂ” С и ТФ-Я соответственно, а схема на (рис.2.7, а) — к системе ТТ. Среди трехфазных электрических сетей с напряжением до 1000В наибольшее распространение в стране получили сети с системой заземления 7)(г — С.

Такие сети относительно дешевы, поскольку в отличие от систем ТР(-5 и Т() — СБ, их выполняют четырехпроводными. В то же время разделение функций нулевого проводника на нулевой рабочий ()(э) и нулевой защитный (РЕ) в системах ТУ-5 и ТФ вЂ” С вЂ” Я позволяет обеспечить более высокий уровень электробезопасности, а также обеспечить помехоустойчивость электронной техники, Поэтому в дальнейшем будет осуществляться реконструкция систем Т)т' — С путем перехода к системе Т)б — С вЂ” Б, а также созданием, по мере необходимости, систем ТИ вЂ” Б.

Система ТТ имеет ограниченное применение, поскольку как будет показано ниже она не обеспечивает срабатывание максимальной токовой защиты, а снижение напряжения на ОПЧ до допустимого не достигается уменьшением сопротивления заземлителя. Тем не менее систему ТТ рекомендуется применять для зданий с металлическим каркасом и металлической обшивкой с обязательным использованием устройств защитного отключения.

Система!Т применяется для производств, где недопустимы перерывы в работе при замыкании фазы на землю; во взрывоопасных зонах для исключения нскрообразования; в производствах с повышенной опасностью поражения электрическим током (торфяные и горные разработки, шахты и т.п.); для электропитания радиоэлектронной аппаратуры, чувствительной к электромагнитным наводкам. В дальнейшем для удобства изложения и упрощения индексации токов и напряжений вместо термина ОПЧ будем использовать термин корпус электроустановки или электроприемника, а наряду с буквенными обозначениями фазных н нулевых проводников — цифровые обозначения.

гльс (., Ег еэ РЮ е Еэ Еэ и РЕ Ргггггх Рз РРРРРРРР. -лгу б) УРЬС-З гг Еэ Еэ Ю РЕ ег Еэ и РЕ (т Нукоаой рабочий ороаолккк(йэ) Нулааой зашиткмй ороаоакик или запит. 7~ кый проколках(РЕЭ Соаиошаккий кушюй зашкткнй и раба. чкй проаолккк (РЕЕ) 2.2. Расчет тока, проходящего через человека ири прикосновении и тоиоведуи(им частам в) б) Рис. 2лй Схемы электрических сетей с трвхфвзнымн н одивфвзными пптрвбнтвлями и рвзлнчнымн системами заземления а — сеть с заземленной нвйтрвлью и нулевым проводником (РЕР0, выполнлющим функции рабочего и защитного проводников- система Тэт'-С; б — сеть с заземленной нвйтрвлью н нулевым рабочим (М) и защитным (РЕ) прпводниками— система?Х-5; в — сеть с заземленной нойтрвлью и нулевым проводником (РЕК), рго вотвллющимой нв нулевой рабочий (М) н нулевой защитный (РЕ) проводники — система )лэ-С-Ю; г — сеть с заземленной нейтралью и йуловым рабочим проводником (М) и отдельной магистралью заземления (РЕ) — система 7Т; л — сеть с изолированной нейтралью и магистралью заземлении (РЕ) -сисгомв )Тг в — условные обозначения проводников Рассмотрим прикосновение человека, имеющего сопротивление )(з, к фазному проводу электрической сети с нейтралью заземленной через сопротивление з.

(рис.2.4), сопротивлениями изоляции фаз гь г, и )з н емкостями фаз от- (г, -ь со) ток через человека (2.1) с, гс Рнс. 2.5 Экаиаалентнаи схема сети ЕЕч 2.3.3ащиснные свойслева заземлении 'а ге вЕ аЕ 57 1с Рис2.4 Прикосновение человека к фазиому проводу носительно земли Сь Сг и Сз. Преобразовав схему на рис. 2.4 в схему (рис. 2.5), удобную для расчета методом эквивалентного генератора и считая сеть симмет- Ричной (г~ = гг = б = г, С~ = Сг = Сз = С), полУчим эквивалентные схемы сетей с различными режимами нейтрапи (рис.

2.6). Рнс. 2.6 Эквивалентные схемы симметричной сети в — с сопротивлением заземлнтеяя нейтраяи гс, б — с изояироеанной нейтралью; в — с мземге ни ой нейтрал ью Для сети с изолированной нейтралью (рис.2.6,6): Е,= У Е(„+'Г ' 1 где г = полное сопротивление провода относительно земли. ,1/+Е С Г Для коротких сетей, например воздушных, когда С = О, ток через человека определяется сопротивлением изоляции фазных проводов; Е Ф (Е Яь+Я ' Для кабельных сетей характеризующихся большими емкостями проводов относительно земли, когда г-ню, ток через человека: ' ~ЯУ Для сети с глухозаземленной нейтралью, когда сопротивление заземления нейтрали (гс) мало, ток через человека не зависит от сопротивления изоляции (рис.3, в), поскольку оно шунтируется сопротивлением ге.

Тогда; (Е (У Ея (2.3а) Таким образом, в сети с изолированной нейтралью ток через человека уменьшается с увеличением сопротивления изоляции (2.1), а в сети с заземленной нейтрапью ток Ея зависит только от сопротивления человека (2.3а). Ограничить ток через человека прн неблагоприятных параметрах сети можно, увеличив сопротивление цепи человека (1.1), а также применяя заземление. Рассмотрим защитные свойства заземления на примере трехфазных сетей с системами заземления ТТ и ЕТ(рис.2.7).

При замыкании фазы на заземленный корпус электроустановки, напряжение на нем ((Е „) окажется равным потенциалу заземлителя (йз,) и в любых случаях будет меньше фазного напряжения. Напряжение на заземленном корпусе определяется током замыкания (Е,) стекающим через заземлитель и сопротивлением заземлителя (г,), т.ег (2.5) (2.6) л ш ь п е(л) Рис. 2.8. Векторная диаграмма для сети с заземленной нейтралью при замыкании фазы 1 иа юмлю (2.8) (2 9) 13 (1з зл = (рз = "з гз .

(2.4) Величина 1, будет зависеть от режима нейтрали электрической сети (рис.2.7). Воспользовавшись формулами, аналогичными формулам (2.3а) и (2.2), получим для сети: с заземленной нейтралью (система ТТ): 1 Ф У '3+'е с изолированной нейтралью (система 1Т); 1 Ф У ' ""Г Рнс 2.7. Замыкание фазы на заземленный корпус а сети с заземленной нейтралью (а) и н сети с изолированной нейтралью (6) Поскольку сопротивление заземлителя нейтрали ге много меньше сопротивления изоляции г, то ток 1ь а следовательно, и напряжение на корпусе в сети с заземленной нейтралью будут намного больше, чем в сети с изолированной нейтралью. Кроме того, напряжение на корпусе будет зависеть от соотношения между сопротивлениями гс и гз.

Например, при уменьшении го относительно гз напряжение на корпусе, согласно формулам (2.4) и (2.5), возрастает. Ввиду указанных недостатков заземление как основная мера защиты, в сетях с заземленной нейтралью напряжением до 1000 В, не применяется. В сети с изолированной нейтралью ток замыкания на землю практически не увеличивается с уменьшением сопротивления заземлителя, поскольку г » г,. Поэтому в таких сетях заземление используется, как основная мера защиты и называется защитным заземлением. Следует отметить, что прикосновение к исправным фазам при замыкании на заземленный корпус опасно при любом режиме нейтрали.