Защитные меры в электроустановках, страница 4

3.5, а, б). Например, при извест- 1, ном напряжении (уз в т. 3, напряжение в т. 2 11з = 11з — ', где 1з и 19 — длины проз волов от нулевой точки до точек 2 и 3 соответственно. Рис.э.б. Короткое замы мине Фазы на злнуленный коРпус 3 ари отсутствии поаторнопз злземлитела в — принципиальная схема; б — распределение напряжения по нулевому проводу Если нулевой провод оборван (рис.3.6, а), т.е. (хн = оз), то напряжение на поврежденном корпусе при наличии повторного заземления будет ниже фазного и„„,=ио гл, (3.9) '9 Н Н но корпуса подключенные до места обрыва (рис.3.6, 6) в этом случае окажутся под напряжением 6 Ц,=им з =и„.„, =ио —" н з-н„ з пэ пс пемссг ца ге Рнс. 3.6. Короткое замыкание фазы иа корпус электроустановки 3 с оборванимм нуло вым проволом а — принципиальная схема; б — распределение напряжения по нулевому проводу до и после места обрыва Следует отметить, что имеющее место в этом случае замыкание на заземленный через повторный заземлитель корпус 3, приведет к протеканию в фазном проводе тока 1ь значительно меньшего, чем ток короткого замыкания.

Поэтому максимальная токовая защита не сработает и корпуса электроустановок будут находиться под напряжением. При наличии всех элементов цепи зануления (нулевого проводника и повторного заземлителя) распределение напряжения вдоль нулевого провода имеет вид прямой между двумя точками с координатами, соответствующими напряжению на поврежденном корпусе (3.7) и напряжению на нулевой точке относительно земли (рис. 3.7): ив=и, (3.! !) у' +гаго+г' Рис. 3.7. Короткое замыкание фазы иа занулеииый корпус электроустановки 3 а — принципиальная схема; б — распределение напряжения по нулевому проводу Сдвиг графика (рис.3.7, б) относительно нуля обусловлен направлением обхода контура 2 при определении напряжений на элементах эквивалентной схемы (рис,3.4). 3.3.

Сопротивление контакта в месте подключения нулевого проводника Практическое применение зануления базируется на выполнении ряда требований к электрической сети. Так сопротивления нулевого защитного и фазного проводников должны соответствовать неравенству х„< 2хф При использовании для электропитания однофазных потребителей, нулевого проводника одновременно н в качестве рабочего и в качестве защитного проводников: гя = гс,. При монтаже и эксплуатации оборудования необходимо следить, чтобы сопротивление контакта (г„) в месте подключения нулевого провода к корпусу электроустановки (рис.3.8) не превышало О,! Ом. сг е(гя) Сг Рис. 3.9. Влияние сопротивления контакта в месте подключения нуле- вого провода к корпусу электроуста- новки а — экаиаалситиая схема цепи заиуле- иия; б — распределение напряжения по ну- левому проводу (Уе' — напряжение на корпусе электроустановки); е — зависимость тока короткого замы- кания от солротивяения контакта б) )к Гц г)цояя ге гц гц е) (3.15) 22 2) Рнс.э.а.

Сопротивление контакта (Р„) в месте подключенпа нуле)юге провода к корпусу электроустановки а — принципиальная схема; о — экаиваяситиая сХема Рассмотрим как влияет на характеристики зануления изменение сопротивления контакта. Для простоты проведем анализ схемы без повторного заземления (рис.3.9, а). Напряжение на корпусе в этом случае будет равно напряжению т. В' относительно земли (рис.3.9, а): Ув' = Т„ ( г„ + г„ ). Ток короткого замыкания в этом случае уменьшится до величины 1 = (3.13) г, +г„+г, а напряжение на корпусе возрастет (рис, 3.9, б) до величины У (г„-~г„) (га†ге +г„+г„' Если г„будет превышать 0,1 Ом, т. е, будет сравнимо или больше сопро- тивлений нулевого и фазного проводников, которые имеют значения 0,01 - 0,1 Ом, то максимальная токовая защита может не сработать и корпуса электроус- тановок будут находиться под напряжением (рис.3.9, б).

Максимальная токовая защита может также не сработать, если вместо за- нуления корпуса электроустановки исполюовать его зазеьпение (система ТТ, рис.2.7). В этом случае ток, протекающий по контуру «заземлитель корпуса - зазем- литель нейтрали- обмотка трансформатора- замкнувшийся фазный провод» и равный при допущении г, «(ге+ г,), ге «(г с ° г,), У 1 "а+", будет намного меньше тока короткого замыкания.

4. УСТРОЙСТВО ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ, РЕАГИРУЮЩЕЕ НА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ТОК Защитное отключение это мера защиты от поражения электрическим током при замыкании фазы на корпус, при снижении сопротивления изоляции электроустановок ниже установленного предела, а также в случае прикосновения человека к токоведущим частям электроустановок. Отключение электроустановки должно осуществляться в пределах времени, соответствующего допустимым токам и напряжениям прикосновения (рис. 3.2), Устройства защитного отключения (УЗО), реализующие вышеперечисленные функции могут применяться как в сетях с изолированной, так и с заземленной нейтралями. Наибольшее распространение получили УЗО-Д, основанные на использовании в качестве датчика информации о возникновении опасных ситуаций дифференциального трансформатора тока (ДТТ).

В ДТТ первичной обмоткой являются проводники питающей линии, проходящие непосредственно через окно цилиндрического магнитопровода, либо образующие на нем несколько витков. В последнем случае увеличивается значение тока, наводимого во вторичной обмотке, также намотанной на этот магнитопровод. Действие УЗО, установленного на участке линии, питающей однофазную электроустановку, не имеющую зануления показано на рис.

4.!. В нормальном режиме рабочие токи в фавном проводнике (14) и нулевом рабочем проводнике (1„), протекая через первичные обмотки ДТТ, наводят направленные навстречу друг другу магнитные потоки (Фе) и (Ф„). Поскольку в этом случае ток 14 равен току 1„, то и магнитные потоки Фе и Ф„будут равны и взаимно скомпенсированы, а ток во вторичной цепи ДТТ (1„) будет отсутствовать В случае прикосновения человека к фазе ток 14 будет разветвляться (рис.

4.2) на ток 1„и ток, протекающий через человека (1ь). Контур протекания тока 1„ обозначен на рисА.1 пунктиром. Поскольку при этом токи 1е и 1„,а соответственно магнитные потоки Фе,Ф„будут различаться, то во вторичной обмотке ДТТ появится ток 1, пропорциональный разностному (дифференциальному) току 1л: скую цепь за время, не превышающее допустимое значение для заданного напряжения прикосновения (рис.3.2). 1 Рнс.

4.!. Действие устронства защит.- ного отключении в случае прикосновении человека к фазнаму проводнику 1 — дифференциальный трансформатор тока с кольцевым магнитопроводом: 2 — блок сравнение с уставкой; 3 — отключающий механизм 1 Таким образом, в приведенном примере обеспечивается безопасность человека при прямом прикосновении к токоведущим частям.

При такой схеме электропитания однофазных потребителей (на рис. 4.! показана система ТХ-С., в которой нулевой защитный проводник отсутствует) не обеспечивается защита при симметричном снижении сопротивления изоляции и при коротких замыканиях на корпус электроустановки. Поэтому для питания однофазных электро- приемников в жилых и общественных зданиях следует использовать трехпроводные линии: фазный и нулевой рабочие проводники и нулевой защитный проводник (система Т1т'-С-Б, рис. 4.3).

ге Рис. 4.3. Подключение однофазного пот- ребителя через УЭО к сети с нулевым за- щитным проводником Рнс. 4.2. Эквивалентная схема лли случаа прикосновении человека к фазному проводнику 2В 25 1, =1 — 1,', л 4 ь ° Зная коэффициент трансформации к„можно поставить в соответствие ток через человека й,„дифференциальный ток 1в и ток во вторичной обмотке 1: 1ь= 1, =к,! Для обеспечения безопасности человека, УЗО должно срабатывать при значении дифференциального тока, т.е. уставке, соответствующей протеканию через человека тока меньшего предельно допустимого уровня. Эта функция в УЗО реализуется в блоке сравнения 2 с уставкой (рис.

4.1), выполненном на пороговых элементах. В случае превышения порогового значения подается сигнал на отключающий механизм 3 (рис. 4. )), который разрывает силовую электриче- 5,Эле«трнческое разделение сетей и, 1 ь 13 (5.1) д ь, 1 рли 1т ти.с Таблица 4.1 Основные па ам ы УЗО Наименование Номинальное значение Номинальный ток на зки 1,, А ! 6,25,40,63 10,30,100 1500 1О не более 30 гь Кроме того, необходимым условием обеспечения безопасности в сетях с нулевыми рабочими и защитными проводниками (система 7Ф-С-Б) является устранение гальванических контактов нулевого рабочего проводника с заземленными корпусами электроустановок и нулевым защитным проводником.

УЗО характеризуется следующими параметрами: 1. Номинальный ток нагрузки (1„) — значение тока, которое УЗО может пропускать в продолжительном режиме работы. 2. Номинальный отключающий дифференциальный ток (1,„) — значение дифференциального тока, которое вызывает отключение УЗО при заданных условиях эксплуатации. 3. Номинальный неотключающий дифференциальный ток (1ь„е) — значение дифференциального тока, которое не вызывает отключение УЗО при заданных условиях эксплуатации. 4. Включающая и отключающая способность (коммутационная способность) (1 ) — действующее значение ожидаемого тока, который УЗО способно вкдючить, пропускать в течение своего времени размыкания и отключить при заданных условиях эксплуатации без нарушения его работоспособности.