Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
EPU_kurs.doc
Скачиваний:
39
Добавлен:
24.11.2019
Размер:
57.76 Mб
Скачать

3.7 Системы заземления

В энергоснабжении предприятия связи система заземления является элементом энергораспределения, и одновременно служит для защиты персо­нала от поражения электрическим током. Заземление в электропитающих установках может выполняться на стороне переменного и на стороне посто­янного тока.

На рисунке 3.10 изображены основные схемы систем заземления:

  • система TN — система, в которой нейтраль источника электропитания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоеди­нены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защит­ных проводников; (на рисунке не показана);

  • система Т1Ч-С - как система ТК, в которой нулевой защитный и нуле­вой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протя­жении (рисунок 3.10а);

  • система Т1Ч-8 - как система ТгГ, в которой нулевой защитный и нуле­вой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении (рисунок 3.10б);

  • система Т1Ч-С-8 — как система ТЫ, в которой функции нулевого за­щитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника электропитания (рисунок 3.10в);

  • система 1Т —система, в которой нейтраль источника электропитания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имею­щие большое сопротивление, а открытые проводящие части заземлены (ри­сунок 3.10г).

В схемах электропитания с заземлением на стороне постоянного тока в общем случае может быть заземлен положительный или отрицательный по­люс. На предприятиях связи заземляется положительный полюс источников электропитания. Типовые схемы систем заземления цепей постоянного тока показаны на рисунке 3.11.

Заземляющие устройства делятся на защитные и рабочие. Рабочее зазем­ление предназначено для создания нормальных условий работы электроуста­

новки. Защитное заземление - это электрическое соединение части электро­установки, нормально не находящейся под напряжением, с заземляющим устройством, обеспечивающим электробезопасность персонала. Для выпол­нения заземлений различных назначений и разных напряжений рекомендует­ся применять одно общее заземляющее устройство, удовлетворяющее требо­ваниям к заземлению этих установок [5].

Заземляющее устройство состоит из заземлителя и заземляющих проводников. В качестве заземлителей часто используют естественные за-землители: проложенные в земле стальные водопроводные трубы, стальная броня и свинцовые оболочки силовых кабелей, проложенных в земле, метал­лические конструкции зданий и сооружений, имеющие надежный контакт с землей. Однако на предприятиях связи обязательным является применение в качестве основных искусственные заземлители.

Конструктивно искусственный заземлитель выполняется в виде одного или нескольких рядов вертикальных электродов (реже горизонтальных). Для электродов искусственных заземлителей применяются забиваемые в землю отрезки труб диаметром 50...75 мм или стержни, называемые электродами. Электроды должны иметь длину 2,5...5 м. Для снижения сопротивления за­земления и его стабильности рекомендуется глубину их проникновения в грунт задавать с учетом расположения глинистых слоев. Верхний конец каж­дого электрода должен находиться на глубине не менее 0,5...0,8 м от поверх­ности почвы. Электроды располагаются друг от друга на расстоянии не менее 2,5...3 м и соединяются между собой горизонтальными полосами [6].

В открытых распределительных устройствах с напряжением выше 1 кВ вокруг площади, занятой оборудованием, прокладывается замкнутый контур из горизонтальных заземлителей, к которому присоединяется оборудование.

Заземляемые части соединяются с заземлителем проводниками. В каче­стве заземляющих проводников могут использоваться специально преду­смотренные для этой цели проводники, сечения которых не менее установ­ленных в «Правилах устройства электроустановок» [5].

Расчет заземляющего устройства сводится к выбору числа и диаметра заземляющих стержней в зависимости от типа грунта и формы электродов [1]. Для определения сопротивления заземляющего устройства сначала рас­считывается сопротивление одиночного заземлителя ЯВ. В качестве заземли-теля можно принять стальную трубу, забитую вертикально в грунт на неко­торую глубину И (рисунок 3.12б). Сопротивление ЯВ зависит от удельного

сопротивления грунта р, Ом-см (сопротивление образца грунта объемом 1 см ), длины трубы /, см, находящейся в грунте, наружного диаметра трубы й, см, и определяется по формуле [14]:

Ев =0,3667[lg 7+2^ ], Ом, (3.9)

где: I - расстояние от поверхности земли до середины трубы (электрода),

см.

а

) б)

Рисунок 3.12 Конструкции заземлителей:

а) горизонтальный электрод; б) вертикальный электрод Большое влияние на сопротивление ЯВ оказывает сезонное колебание проводимости верхних слоев грунта в зависимости от влажности и темпера­туры воздуха. Чтобы уменьшить это влияние, необходимо трубу забивать в землю на глубину И=0,5...1,5 м от поверхности грунта до верхнего конца трубы (рисунок 3.18б).

Сопротивление заземлителя из стальной полосы прямоугольного сечения, уложенной горизонтально (рисунок 3.12а), определяется по формуле:

2

Еп = 0,366 ^^И-, Ом,

(3.10)

где: /1 - длина полосы, см; Ь - ширина полосы, см (Ь=4... 6 см); И - глу­бина заложения полосы, см (И=40... 60 см).

Наиболее важным фактором, влияющим на сопротивление растекания тока в земле, является удельное сопротивление грунта р=р0с„ Ом-см. При проектировании заземления величину р0 определяют опытным путем для то­го грунта, где будет сооружено заземляющее устройство, а коэффициент се­

зонности цс выбирают по таблицам. Наименьшее значение Цс=1 - для марта, наибольшее значение цс=1,75...2,2 - для июля.

Согласно «Правилам устройства электроустановок» [5] в электроуста­новках напряжением до 1 кВ и выше с изолированной нейтралью сопротив­ление заземляющего устройства в любое время года допускается Яз<125/1З, но не более 4 Ом, где 1З - расчетный ток замыкания на землю, в амперах. Ес­ли в нейтраль включен заземляющий резистор, то за расчетный ток прини­мают ток, равный 125 % его номинального тока (1,2510)

В установках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью применяется за­щитное зануление - металлическая связь защищаемых частей электроуста­новки с нейтралью источника. Заземление нейтрали источника является ра­бочим, и сопротивление его не должно превышать 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 380 и 220 В источника трехфазного тока. Соеди­нение нейтрали трансформатора или генератора с заземлителем осуществля­ется специальным проводником, сечение которого не меньше допустимого по «Правилам устройства электроустановок» [5]. Заземлитель нейтрали дол­жен располагаться вблизи трансформатора (генератора), а для внутрицехо­вых подстанций - около стены здания.

Нулевой рабочий проводник от трансформатора до распределительного шкафа выполняется шиной, жилой кабеля, алюминиевой оболочкой кабеля, проводимость которых должна составлять не менее 50 % проводимости фаз­ных проводов.

В качестве нулевых защитных проводников используются изолирован­ные и неизолированные проводники, нулевые жилы кабелей и проводов, по­лосовая и угловая сталь, а также металлические конструкции зданий, сталь­ные трубы электропроводок, металлические кожухи шинопроводов и др.

При повреждении изоляции в установке с глухозаземленной нейтралью возникает однофазное короткое замыкание (КЗ), ток которого равен

1кф/(1п+1т) (3.11)

где: 11ф - фазное напряжение электросети; Zn = - полное со-

противление цепи фаза - нулевой провод; 2Т - полное сопротивление транс­форматора при замыкании на корпус, значения которого приведены в табли­це 3.1.

С

Таблица 3. 1 Полное сопротивление короткого замыкания трансформатора

Мощность трансформатора, кВ

40

63

100

160

250

400

630

1000

Расчетное сопротивление 2т Ом

0,65

0,413

0,26

0,162

0,104

0,065

0,043

0,027

допустимой для практики точностью принята алгебраическая сумма 2П и 2Т вместо геометрической. Ток 1К, протекающий по петле фаза - нулевой проводник, должен привести к немедленному отключению поврежденного участка, для этого кратность тока короткого замыкания к току уставки авто­матического выключателя (номинальному току расцепителя 1НР) или номи­нальному току плавкого элемента ближайшего предохранителя 1РВст должна иметь нормируемую величину (таблица 3.2).

Т

В качестве нулевых защитных проводников применяются те же элемен­ты, что и для заземляющих проводников, но к ним предъявляются дополни­тельные требования.

Вид защитного аппарата

Кратность к в помещениях

с нормальной средой

с взрывоопасной средой

Плавкие предохранители

31НВст

41НВст

Автоматические выключатели с обратной характеристикой

31нр

61нр

Автоматические выключатели с электромагнитным расцепи-телем

1,41нр при 1ном<100 А; 1,251нр при 1ном>

100 А

1,41нр при 1ном<100 А; 1,251нр при 1ном>100 А

аблица 3.2 Кратность тока короткого замыкания в сетях с занулением

Расчет зануления заключается в определении сопротивления фазных и нулевых проводников по схеме сети, в подсчете тока КЗ по формуле (2) и сравнении кратности тока короткого замыкания с нормируемой величиной. Сопротивления петли фаза-нуль шинопроводов, кабелей, стальных труб, по­лос и других проводников, применяемых для зануления, можно определить и найти в соответствующих справочниках [6, 7].

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]