Материал: Электробезопасность

21. Почему в сети с изолированной нейтралью не рекомендуется использовать в качестве защитной меры зануление корпусов электроустановок?

В этой сети зануление обеспечит отключение поврежденной установки так же надежно, как и в сети с заземленной нейтралью. С этой точки зрения режим нейтрали как бы не имеет значения. Однако при замыкании фазы на землю, что может быть результатом обрыва и падения на землю провода, замыкание фазы на неизолированный от земли корпус и т.п., земля приобретает потенциал фазы и между зануленным оборудованием, имеющим нулевой потенциал, и землей возникает напряжение, близкое по значению к фазовому напряжению сети. Оно будет существовать до отключения всей сети вручную или до ликвидации замыкания на землю, т.к. максимальная токовая защита при этом повреждении не сработает. Поэтому в сети с изолированной нейтралью не рекомендуется в качестве защитной меры зануление корпусов электроустановок.

22. Почему в сети с глухозаземленной нейтралью заземление корпусов - неэффективная мера защиты от поражения человека электрическим током?

Rз » Ro Uпр »U/2.

23. Почему в сети с глухозаземленной нейтралью нельзя делать заземление корпусов без их зануления?

Пусть мы имеем схему без нулевого защитного проводника, роль которого выполняет земля. Будет ли работать такая схема? При замыкании фазы на корпус по цепи, образовавшейся через землю, будет проходить ток:

, где U_ф – фазовое напряжение сети, r₀, r_к – сопротивления заземления нейтрали и корпуса.

Сопротивления обмоток источника тока и проводов малы по сравнения с r₀ и r_к, поэтому их в расчет не принимаем.

В результате протекания тока через сопротивление r_к в землю на корпусе возникает напряжение относительно земли U_к, равное падению напряжения на сопротивлении r_к :

.

Ток I_з может оказаться недостаточным, чтобы вызвать срабатывание максимальной токовой защиты, т.е. установка может не отключиться. Н-р: I_З=27,5 А (U_ф=220В, r₀ = r_к =4Ом)

Если ток срабатывания больше I_З (в примере 27,5), то отключения не произойдет и корпус будет находиться под напряжением U=110В до тех пор, пока не отключат вручную. Безусловно, такое положение не допустимо, поскольку при этом возникает угроза поражения током людей, прикоснувшихся к корпусу поврежденного оборудования или к металлическим предметам, имеющим соединение с корпусом. Чтобы устранить эту опасность, надо обеспечить быстрое автоматическое отключение установки, т.е. увеличить ток, проходящий через защиту, что достигается уменьшением сопротивления цепи этого тока путем введения в схему нулевого защитного проводника соответствующей проводимости.

24. Нарисовать векторную диаграмму напряжений относительно земли при замыкании одной фазы на землю в сети с глухозаземленной нейтралью и показать возможные напряжения прикосновении человека к зануленному корпусу электроустановки.

25. Показать на схеме, как формируется опасный потенциал на зануленных корпусах приборов, когда для зануления используется рабочий нулевой провод.

При занулении корпуса через нулевой рабочий провод, то при пробое изоляции в приборе при условии, что у нас познакомленная нейтраль картина будет следующая:

Видно, что через человека, когда он прикоснется к

корпусу, ток по нему практически не пойдет, потому как есть путь с гораздо меньшим сопротивлением фаза – корпус -через зануление на нейтраль.

Применять же зануление через рабочий нулевой провод при изолированной нейтрали вообще нельзя, так как через человека при любом прикосновении к корпусу прибора будет нести опасность, так как на корпусе будет находится потенциал равный Uоо1, который определяется смещением нейтрали относительно земли. Если же человек прикоснется к корпусу будет образовываться цепь нейтраль-корпус-земля.

26. Показать на схеме, как формируется опасный потенциал на зануленных корпусах в случае обрыва нулевого провода.

Таким образом получается, что при прикосновении к корпусу прибора, на человека действует напряжение нулевого провода. В нормальном состоянии оно равно 0, но при обрыве как видно выше оно становится равно напряжению фазы, что ведет к критическим последствиям.

27. Порядок расчета системы зануления.

Цель расчета зануления - определить сечение нулевого провода, удовлетворяющее условию срабатывания максимальной токовой защиты.

Установка защиты определяется мощностью подключенной электроустановки.

Расчет зануления

1. Выбор Iном ТЗ

- Iном установки

- Iпуск=k1 Iном , k1 =1.2 –для активной нагрузки,

k1 = 5 – 6 –электродвигатель

- Выбирают устройство ТЗ Iном ТЗ ³ Iпуск

2. Расчет тока замыкания

-

- Iкз>k Iном принимают k >1.25 … 3

2. выбор провода

При этом по условиям механической прочности S >Smin , мм2 :

28. Защита от перехода высокого напряжения на сторону низкого напряжения. Назначение, область применения, способы реализации.

Защита в сетях с изолированной нейтралью

- осуществляется путем заземления одного полюса вторичной обмотки трансформатора

Защита в сетях с глухим заземлением нейтрали

- путем зануления одного полюса вторичной обмотки понижающего трансформатора

29. Уравнивание и выравнивание потенциалов. Назначение, области применения, способы реализации.

Уравнивание потенциалов - электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства их потенциалов.

Правила выполнения системы уравнивания потенциалов определены стандартом МЭК 364-4-41 и пп. 7.1.87 и 7.1.88 ПУЭ

Выравнивание потенциалов - снижение разности потенциалов (шагового напряжения) на поверхности земли или пола при помощи защитных проводников, проложенных в земле, в полу или на их поверхности и присоединенных к заземляющему устройству, или путем применения специальных покрытий земли.

30. Нарисовать примеры схем уравнивания потенциалов.

Важное значение для обеспечения условий электробезопасности в конкретной электроустановке имеет выполнение системы уравнивания потенциалов. Правила выполнения системы уравнивания потенциалов определены стандартом МЭК 364-4-41 и пп. 7.1.87 и 7.1.88 ПУЭ 7-го изд. Эти правила предусматривают подсоединение всех подлежащих заземлению проводников к общей шине (рис. 10.3).   Рис 10.3. Пример выполнения системы уравнивания потенциалов

Такое решение позволяет избежать протекания различных непредсказуемых циркулирующих токов в системе заземления, вызывающих возникновение разности потенциалов на отдельных элементах электроустановки.

На рис. 10.4 приведен пример выполнения системы уравнивания потенциалов в электроустановки жилого дома.

Рис 10.4. Пример выполнения системы уравнивания потенциалов электроустновки здания

В последнее время, с повышением оснащенности современных жилых домов и производственных зданий различными электроприборами и постоянным развитием их электроустановок все чаще стали наблюдаться явления ускоренной коррозии трубопроводов систем водоснабжения и отопления. За короткое время - от полугода до двух лет на трубах как подземной, так и воздушной прокладки образуются точечные свищи, быстро увеличивающиеся в размерах. Причиной ускоренной точечной (питтинговой) коррозии труб в 98 % случаев является протекание по ним блуждающих токов. Применение УЗО в комплексе с правильно выполненной системой уравнивания потенциалов позволяет ограничить и даже исключить протекание токов утечки, блуждающих токов по проводящим элементам конструкции здания, в том числе и по трубопроводам.

31. Двойная изоляция. Назначение, область применения, способы реализации.

Двойная изоляция - совокупность рабочей и дополнительной изоляции, при которой доступные прикосновению части не приобретают опасного потенциала при повреждении только рабочей или только дополнительной изоляции.

Изоляционная оболочка Изоляция токоведущей жилы

Изоляционная оболочка – предусмотрена дополнительно для защиты т поражения электрическим током в случае повреждения изоляции токоведущей жилы

Изоляция токоведущей жилы – изоляция токоведущих частей электроустановки, обеспечивающая ее нормальную работу и защиту от поражения электрическим током.

Наиболее просто двойная изоляция осуществляется путем покрытия металлических корпусов и рукояток электрооборудования слоем электроизоляционного материала и применением изолирующих ручек.. Поверхностный слой изоляции подвержен механическим воздействиям и повреждениям. При разрушении этого слоя открывается доступ к металлическим частям, которые могут оказаться под напряжением,. Повреждение и даже полное разрушение второго слоя изоляции не препятствует продолжению работы и не подает, таким образом, сигнала о потере защиты. Поэтому такой способ выполнения двойной изоляции не обеспечивает надежной защиты и может быть рекомендован лишь в редких случаях — для оборудования, неподвергающегося ударной нагрузке. Более совершенный способ—изготовление корпуса из изолирующего материала. Такой корпус несет на себе все токоведущие части, металлические нетоковедущие части и механическую часть. При разрушении корпуса освобождается доступ к металлическим токоведущим и нетоковедущим частям, но электрооборудование работать не может, так как нарушено взаимное расположение его частей.

Наличие двойной изоляции не исключает возможности поражения током при прикосновении к токоведущим частям в случае разрушения основной фазной изоляции.

Защитная двойная изоляция может обеспечить безопасность при эксплуатации любого электрооборудования. Однако из-за наличия некоторых недостатков у пластмасс, таких, как недостаточная механическая прочность, возможность значительных деформаций, ненадежность соединений с металлом, изменение в сторону ухудшения механических свойств по мере старения, область применения двойной изоляции ограничивается электрооборудованием небольшой мощности. Двойная изоляция не может быть применена там, где она подвергается нагреву из-за малой термической стойкости пластмасс.

32. Индукторный мегомметр. Назначение. Принцип действия.

Периодическое измерение сопротивления изоляции электрооборудования и электрических сетей при снятом рабочем напряжении производится переносным мегомметром. При отсутствии гальванической связи между фазными проводами измеряется эквивалентное сопротивление изоляции каждой фазы относительно земли и между фазами. При наличии гальванической связи между фазами (например, когда подключена нагрузка) измеряется эквивалентное сопротивление изоляции сети R относительно земли. При этом , где r­­­_a,r_b,r_c – сопротивления изоляции фаз относительно земли.

Для производства измерений зажим Л мегомметра необходимо подключить к фазе сети (к токоведущей части контролируемого электротехнического изделия), а зажим З – к заземлителю (корпусу). Напряжение, развиваемое генератором, прикладывается к контролируемой изоляции, и через нее протекает ток, зависящий от значения сопротивления изоляции. Так как напряжение генератора может изменяться (привод его ручной и поэтому скорость вращения якоря не стабилизирована), то для повышения точности измерений в мегомметре использован не микроамперметр, а логометр, имеющий две подвижные катушки. Катушка 1 через резистор R1 подключается к якорю генератора Г, т.е. ток в ней зависит от текущего значения измерительного напряжения. Катушка 2 включена последовательно с ограничительным резистором R2 и измеряемым сопротивлением изоляции R_из, т.е ток I₂ в ней зависит как от текущего значения измеряемого напряжения, так и от измеряемого сопротивления изоляции. Катушки 1 и 2 жестко скреплены между собой, а магнитная система прибора сконструирована таким образом, чтобы угол из поворота зависел только от значения сопротивления изоляции.