Зануление_практика

top.ht1.jpg (17384 bytes)

Национальный исследовательский университет МЭИ

Кафедра инженерной экологии и охраны труда

Учебно-методический комплекс (издание второе, исправленное и дополненное)

Справки по телефону: 362-71-32; e-mail: KorolevIV@mpei.ru _ _

4. Технические способы защиты от поражения электрическим током

D. Практическое занятие “Защитные меры в электроустановках”

Примеры решения задач по оценке эффективности зануления

Задача 5

Человек прикоснулся к зануленному корпусу потребителя электроэнергии, питающегося от сети типа TN-S напряжением 380/220 В (рис. 5). При каком соотношении сечений фазного и PE проводников напряжение прикосновения будет равно длительно допустимому при времени срабатывания максимальной токовой защиты 1с?

При решении задачи считать, что материал фазного и защитного проводников одинаков, а повторное заземление PE – проводника отсутствует.

wpe3E.jpg (19784 bytes)

Решение:

Известно, что сопротивление участка фазного провода до места замыкания на корпус можно определить по формуле:

Аналогично, сопротивление участка PE – проводника до места замыкания на корпус можно определить по формуле:

При этом предполагается, что материал фазного и PE – проводника одинаков.

При замыкании фазного провода на зануленный корпус возникает ток короткого замыкания, который можно определить по упрощенной формуле:

При этом напряжение корпуса относительно земли, под действие которого попадает человек при прикосновении к корпусу, определяется как:

Учитывая, что при прочих одинаковых параметрах проводов

а допустимое напряжение прикосновения при заданном времени срабатывания 1с будет равно 50 В, можно определить требуемое соотношение сечений фазного и PE – проводов:

Ответ задачи: S_PE / S_L1= 3,4.

Задача 6

Два зануленных потребителя электроэнергии питаются от одной сети типа TN – S напряжением 380/220 В. Произошло замыкание фазного провода на корпус второго потребителя, а в это время человек касается корпуса первого потребителя электроэнергии (см. рис. 6).

Определить ток, протекающий через тело человека, прикоснувшегося к корпусу первого потребителя электроэнергии, при условии , что R_L1 = R_PE(2) = 0,2 Ом, R₀ = R_П= 3 Ом, l_К1 = 0,3l_К2.

wpe3C.jpg (25545 bytes)

Решение:

Сопротивления участков PE проводника до первого и до второго корпусов можно определить по формулам:

Если учесть, что l_К1 = 0,3l_К2, то , то , то , то , то , то , то R_PE(1) = 0,3R_PE(2).

При замыкании фазного провода на корпус второго потребителя электроэнергии возникает ток короткого замыкания, который можно рассчитать следующим образом:

Ток замыкания на землю, стекающий через повторное заземление, определяется как:

При этом значение напряжения нулевой точки относительно земли составит:

Значение напряжения прикосновения для человека, прикоснувшегося к первому корпусу, будет равно значению напряжения на этом корпусе относительно земли, которое можно определить из выражения:

В итоге искомое значение тока через тело человека, прикоснувшегося к первому корпусу, составит:

Ответ задачи: I_h = 22 мА

Решите аналогичные задачи самостоятельно.

Задача 7

На зануленный корпус электроустановки произошло замыкание фазного провода трехфазной сети типа TN-S напряжением 380/220 В.

Требуется определить, при каком значении сопротивления повторного заземления нулевого защитного проводника (PE-провода) напряжение прикосновения для человека, касающегося указанного корпуса, не будет превышать допустимого при времени срабатывания защиты t = 1 с.

Дано: сопротивление заземления нейтрали питающего трансформатора R_О= 4 Ом, сопротивление провода на участке от трансформатора до места замыкания фазного R_ф = 0,2 Ом, сопротивление нулевого провода R_РЕ = 0,4 Ом; человек находится на расстоянии более 20 м от заземлителей нейтрали трансформатора и PE-провода; сопротивление изоляции и емкости проводов относительно земли равны соответственно бесконечности и нулю; сопротивление основания, на котором стоит человек, и сопротивление его обуви равны нулю.

Ответ задачи: R_п=2,07 Ом.

Если Ваш ответ не совпал с приведенным, повторите раздел Зануление.

Задача 8

От сети типа TN-C (380/220 В) запитываются три потребителя электроэнергии, корпуса которых занулены. Открытые проводящие части подсоединяются к PEN-проводнику на расстоянии 100, 200 и 400 м от нейтральной точки соответственно. PEN-проводник медный (r =0,018*10^-⁶ Ом*м) сечением 20 мм². Произошло замыкание на корпус 3. Повторное заземление отсутствует. Два человека касаются 1 и 2 корпусов. Оценить опасность прикосновения для каждого, если известно, что автомат максимальной токовой защиты отключился через 1 сек.

Дано: R_h1=R_h2=1 кОм, R_ф=0,1 Ом - сопротивление фазного провода до 3 корпуса.

Ответ задачи: I_h1=43,1 мА; I_h2=86,2 мА.

Если Ваш ответ не совпал с приведенным, повторите раздел Зануление.

Примеры решения задач по оценке эффективности защитного отключения

Задача 9

Определить допустимое время срабатывания УЗО (в предположении, что оно может быть установлено) для случая прикосновения человека к проводу сети типа IT в нормальном режиме.

Параметры сети: U_Л = 380 В, R_L1= R_L2= R_L3= R = 200 кОм; С_L1= С_L2= С_L3= C = 10 мкФ; сопротивление тела человека R_h= 2 кОм.

Решение:

Так как по условиям задачи емкость фазных проводов относительно земли C = 10 мкФ весьма большая, то влиянием их полного сопротивления на значение тока через тело человека при прямом однофазном прикосновении можно пренебречь и определить его по формуле:

Время срабатывания УЗО определяется из соотношения

Исходя из того, что в данном случае I _{_h
макс= 110 мА}

Ответ задачи: t_ср= 0,45 с.

Решите аналогичную задачу самостоятельно.

Задача 10

В сети типа TN-S с напряжением 380/220 В установлено дифференциальное устройство защитного отключения на ТТНП.

Требуется определить, сработает ли УЗО и каким должно быть его время срабатывания, чтобы обеспечить безопасность при прикосновении человека к фазному проводу в нормальном режиме работы сети.

Дано:ток уставкиI_{_у}= 10 мА, сопротивление тела человека R_{_h}= 1 кОм, параметры сети: R_{_L1}=R_{_L2}=R_{_L3}= R,C_₁=C_₂= C_₃= C,R_₀= 4 Ом.

Ответ задачи:t_{_ср}= 0,23 с.

Если Ваш ответ не совпал с приведенным, повторите раздел Анализ электробезопасности электричесих сетей типа TN-C.

Следующий раздел Начало раздела Оглавление