Автоматическое отключение , зануление и заземление взрывозащищенного электрооборудования .

Все электроустановки по условиям электробезопасности подразделяются на:

-электроустановки напряжением до 1 кВ с заземленной нейтралью;

-электроустановки напряжением 1кВ с изолированной нейтралью;

-электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью (с большими токами замыкания на землю)

-электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью (с малыми" токами замыкания на землю).

Питающие сети различаются по типам:

• систем токоведущих проводников;

• систем заземления.

Существуют следующие типы систем токоведущих проводников

переменного тока:

• однофазные двухпроводные;

• однофазные трехпроводные;

• двухфазные трехпроводные;

• двухфазные пятипроводные;

• трехфазные четырехпроводные;

• трехфазные пятипроводные.

Системы заземления могут быть следующих типов: Т N - S, Т N - С, Т N - С - S, I Т, ТТ.

Определения:

Нейтраль - общая точка обмоток генераторов или трансформаторов, питающих сеть; напряжения на выходных зажимах источника электроэнергии, измеренные относительно нейтрали, равны.

Глухозаземленная нейтраль источника электроэнергии - нейтраль генерато или трансформатора в сетях трехфазного, тока напряжением до 1 кВ, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через мал сопротивление.

Изолированная нейтраль - нейтраль генератора или трансформатора в сети трехфазного тока напряжением до 1 кВ, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через приборы сигнализации, измерения, защиты и подобные им устройства, имеющие большое сопротивление.

Проводящие части - части, которые могут проводить электрический ток.

Токоведущие части - проводники или проводящие части, предназначенные для работы под напряжением в нормальном режиме, включая нулевой рабочий проводник.

Открытые проводящие части - доступные прикосновению проводящие части электроустановки, нормально не находящиеся под напряжением, но которые могут оказаться под напряжением при повреждении основной изоляции.

Нулевой проводник - это проводник, соединенный с глухозаземленной нейтралью, предназначенный либо для питания потребителей электроэнергии, либо для присоединения к открытым проводящим частям.

Нулевой рабочий проводник ( N - проводник) - нулевой проводник в электроустановках напряжением до 1 кВ, предназначенный для питания электроприемников.

Нулевой защитный проводник (РЕ - проводник) - нулевой проводник в электроустановках напряжением до 1 кВ, предназначенный для присоединения к открытым проводящим частям с целью обеспечения электробезопасности.

Классификация и схемы электрических систем с напряжением до 1000 В

Система Т N - система, в которой нейтраль источника электроэнергии глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали (занулены) при помощи нулевых защитных проводников.

Система ТN -С - система ТN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении (см. рис.1); при этом совмещенный нулевой и рабочий провод обозначается РЕN.

Рис. 1 Система Т N - С

Система Т N - S - система Т N, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении (см. рис.2).

 

Рис. 2. Система Т N - S

 

Система Т N - С - S - система Т N, в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника электроэнергии (см. рис. 3).

 

                                Рис.З. Система Т N - С - S

Система 1Т - система, в которой нейтраль источника электроэнергии изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющее большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены (см. рис.4). В этом случае защитный заземляющий проводник обозначается так же, как и нулевой защитный проводник, т.е. РЕ - проводник.

Рис, 4. Система 1Т

 

Система ТТ - система, в которой нейтраль источника электроэнергии глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали источника.

Во взрывоопасных зонах всех классов подлежат заземлению (занулению) электроустановки всех напряжений переменного и постоянного тока. В зонах классов В1а рекомендуется применить защитное отключение. В электроустановках до 1000В с глухо-заземленной нейтралью заземление осуществляется:

• В трехфазных трех проводных сетях - четвертым нулевым проводником;

•  В однофазных и двухфазных двухпроводных силовых сетях - третьим нулевым проводником;

•  В однофазных и двухфазных двухпроводных осветительных сетях зонах классов В! -дополнительным третьим проводником от осветительного щитка;

•, В однофазных и двухфазных двухпроводных осветительных сетях зонах классов В1а, В16, В1г - нулевым проводником.

Нулевые защитные проводники прокладываются вместе с фазными в общих оболочках, трубах и т.п.

Нулевые защитные провода и открыто проложенные нулевые защитные проводники должны иметь отличительную окраску: по зеленому фону желтые полосы.

В процессе эксплуатации зануления сопротивление петли " фаза-нуль" может меняться, следовательно/необходимо периодически контролировать значение этого сопротивления. Измерения сопротивления петли " фаза-нуль" проводят как после окончания монтажных работ, то есть при приемо-сдаточных испытаниях, так и в процессе эксплуатации в сроки, установленные в нормативно технической документации, а также при проведении капитальных ремонтов и реконструкций сети.

В системе Т N время автоматического отключения питания не должно превышать значений, указанных в таблице 4.1. Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения питания

Номинальное фазное напряжение U, В	Время отключения, с
127
220
380
Более 380

 

Приведенные в таблице 4.1 значения времени отключения питания считаются достаточными для обеспечения электробезопасности, в том числе и в групповых цепях, питающих передвижные и переносные электроприемники и ручной электроинструмент класса I.

В цепях, питающих распределительные, групповые,, этажные и другие щиты и щитки, время отключения не должно превышать 5 с.

Допускаются значения времени отключения более указанных в таблице 4.1, но не более

5 с в цепях, питающих только стационарные электроприемники от распределительных щитков или щитов при выполнении одного из следующих условий:

Для эффективного функционирования автоматического отключения питания  должны  быть выполнены  следующие  мероприятия:

- заземлены открытые проводящие части посредством защитного проводника;

- реализована основная система уравнивания потенциалов - соединение основного (магистрального) защитного проводника с металлическими частями конструкций здания, трубами и основным заземляющим зажимом.

Автоматическое отключение источника питания обеспечивается устройствами, которые должны осуществить отключение в случае, если на открытых проводящих частях возможно появление напряжения прикосновения, превышающее допустимое значение 1Л, принятое согласно стандарту МЭК 60364-4-41 равным 50 В 4>. В ряде специальных установок в соответствии с действующими стандартами нормируются меньше значения UL.

Зануление - это преднамеренное электрическое соединение открытых проводящих частей электроустановок с глухозаземленной нейтральной точкой генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности.

Следовательно, зануление обеспечивает защиту от поражения электрическим током при замыкании на корпус за счет ограничения времени прохождения тока через тело человека и за счет снижения напряжения прикосновения.

Зануление необходимо для обеспечения защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении за счет снижения напряжения корпуса относительно земли и быстрого отключение электроустановки от сети.

Область применения зануления: электроустановки напряжением до 1 кВ в трехфазных сетях переменного тока с заземленной нейтралью (система Т N - S; обычно это сети 220/127, 380/220, 660/380 В);

•  электроустановки напряжением до 1 кВ в однофазных сетях переменного тока с заземленным выводом;

•  электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях постоянного тока с заземленной средней точкой источника.

При замыкании фазного провода на зануленный корпус электропотребителя образуется цепь тока однофазного короткого замыкания (то есть замыкания между фазным и нулевым защитным проводниками). Ток однофазного короткого замыкания вызывает срабатывание максимальной токовой защиты, в результате чего происходит отключение поврежденной электроустановки от питающей сети. Кроме того, до срабатывания максимальной токовой защиты происходит снижение напряжения поврежденного корпуса относительно земли, что связано с защитным действием повторного заземления нулевого защитного проводника и перераспределением напряжений в. сети при протекании тока короткого замыкания.

Защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (индуктивное влияние соседних токоведущих частей, вынос потенциала, разряд молнии и т. п.).

Эквивалентом земли может быть вода реки или моря, каменный уголь в карьерном залегании и т. п.

Назначение защитного заземления — устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу электроустановки и другим нетоковедущим металлическим частям, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам.

Защитное заземление следует отличать от других видов заземления, например, рабочего заземления и заземления молниезащиты.

Рабочее заземление — преднамеренное соединение с землей отдельных точек электрической цепи, например нейтральных точек обмоток генераторов, силовых и измерительных трансформаторов, дугогасящих аппаратов, реакторов поперечной компенсации в дальних линиях электропередачи, а также фазы при использовании земли в качестве фазного или обратного провода. Рабочее заземление предназначено для обеспечения надлежащей работы электроустановки в нормальных или аварийных условиях и осуществляется непосредственно (т. е. путем соединения проводником заземляемых частей с заземлителем) или через специальные аппараты — пробивные предохранители, разрядники, резисторы и т. п.

Принцип действия защитного заземления — снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус и другими причинами. Это достигается путем уменьшения потенциала заземленного оборудования (уменьшением сопротивления заземлителя), а также путем выравнивания потенциалов основания, на котором стоит человек, и заземленного оборудования (подъемом потенциала основания, на котором стоит человек, до значения, близкого к значению потенциала заземленного оборудования).

В сетях переменного тока с заземленной нейтралью напряжением до 1 кВ защитное заземление в качестве основной защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении не применяется, т. к. оно не эффективно (рис.4.3).

Область применения защитного заземления:

•  электроустановки напряжением до 1 кВ в трехфазных трехпроводных сетях переменного тока с изолированной нейтралью (система (Т);

электроустановки напряжением до 1 кВ в однофазных двухпроводных сетях переменного тока изолированных от земли;

•  электроустановки напряжением до 1 кВ в двухпроводных сетях постоянного тока с изолированной средней точкой обмоток источника тока (система IТ);

•  электроустановки в сетях напряжением выше 1 кВ переменного и постоянного тока с любым режимом нейтрали или средней точки обмоток источников тока.

Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

В зависимости от места размещения заземлителя относительно заземляемого оборудования различают два типа заземляющих устройств: выносное и контурное.

Выносное заземляющее устройство (рис. 4.4) характеризуется тем, что заземлитель вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или сосредоточен на некоторой части этой площадки. Поэтому выносное заземляющее устройство называют также сосредоточенным.

Достоинством выносного заземляющего устройства является возможность выбора места размещения электродов заземлителя с наименьшим сопротивлением фунта (сырой, глинистый, в низинах и т. п.).

Необходимость в устройстве выносного заземления может возникнуть в следующих случаях: при/невозможности по каким-либо причинам разместить заземлитель на защищаемой территории;

•   при высоком сопротивлении земли на данной территории (например, песчаный или скалистый грунт) и наличии вне этой территории мест со значительно лучшей проводимостью земли;

•   при рассредоточенном расположении заземляемого оборудования (например, в горных выработках) и т. п.

Контурное заземляющее устройство (рис. 4.5) характеризуется тем, что электроды его заземлителя размещаются по контуру (периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование, а также внутри этой площадки. Часто электроды распределяются на площадке по возможности равномерно, и поэтому контурное заземляющее устройство называется также распределенным.

Защитное отключение

Защитным отключением называется автоматическое отключение электроустановок при однофазном (однополюсном) прикосновении к частям, находящимся под напряжением, недопустимым для человека, и (или) при возникновении в электроустановке тока утечки (замыкания), превышающего заданные значения.

Назначение защитного отключения - обеспечение электробезопасности, что достигается за счет ограничения времени воздействия опасного тока на человека.

 Защита осуществляется специальным устройством защитного отключения ( УЗО ), которое, работая в дежурном режиме, постоянно контролирует условия поражения человека электрическим током.

Область применения: электроустановки в сетях с любым напряжением и любым режимом нейтрали.

Наибольшее распространение защитное отключение получило в электроустановках, используемых в сетях напряжением до 1 кВ с заземленной или изолированной нейтралью.

Принцип работы УЗО состоит в том, что оно постоянно контролирует входной сигнал и сравнивает его с наперед заданной величиной (уставкой). Если входной сигнал превышает уставку, то устройство срабатывает и отключает защищенную электроустановку от сети. В качестве входных сигналов устройств защитного отключения используют различные параметры электрических сетей, которые несут в себе информацию об условиях поражения человека электрическим током.

Все УЗО по виду входного сигнала классифицируют на несколько типов (рис. 4.11).         

     Рис.4.11. Классификация УЗО по виду входного сигнала

 

ЗАНУЛЕНИЕ И ЗАЗЕМЛЕНИЕ

7.3.132. На взрывоопасные зоны любого класса в помещениях и на наружные взрывоопасные установки распространяются приведенные в 1.7.38 требования о допустимости применения в электроустановках до 1 кВ глухозаземленной или изолированной нейтрали. При изолированной нейтрали должен быть обеспечен автоматический контроль изоляции сети с действием на сигнал и контроль исправности пробивного предохранителя.

7.3.133. Во взрывоопасных зонах классов B-I, B-Iа и B-II рекомендуется применять защитное отключение (см. гл. 1.7). Во взрывоопасных зонах любого класса должно быть выполнено уравнивание потенциалов согласно 1.7.47.
7.3.134. Во взрывоопасных зонах любого класса подлежат занулению (заземлению) также:
а) во изменение 1.7.33 - электроустановки при всех напряжениях переменного и постоянного тока;
б) электрооборудование, установленное на зануленных (заземленных) металлических конструкциях, которые в соответствии с 1.7.48, п. 1 в невзрывоопасных зонах разрешается не занулять (не заземлять). Это требование не относится к электрооборудованию, установленному внутри зануленных (заземленных) корпусов шкафов и пультов.
В качестве нулевых защитных (заземляющих) проводников должны быть использованы проводники, специально предназначенные для этой цели.

7.3.135. В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью зануление электрооборудования должно осуществляться:
а) в силовых сетях во взрывоопасных зонах любого класса - отдельной жилой кабеля или провода;
б) в осветительных сетях во взрывоопасных зонах любого класса, кроме класса B-I, - на участке от светильника до ближайшей ответвительной коробки - отдельным проводником, присоединенным к нулевому рабочему проводнику в ответвительной коробке;
в) в осветительных сетях во взрывоопасной зоне класса B-I - отдельным проводником, проложенным от светильника до ближайшего группового щитка;
7.3.136. Нулевые защитные проводники во всех звеньях сети должны быть проложены в общих оболочках, трубах, коробах, пучках с фазными проводниками.
7.3.137. В электроустановках до 1 кВ и выше с изолированной нейтралью заземляющие проводники допускается прокладывать как в общей оболочке с фазными, так и отдельно от них.
Магистрали заземления должны быть присоединены к заземлителям в двух или более разных местах и по возможности с противоположных концов помещения.
7.3.138. Использование металлических конструкций зданий, конструкций производственного назначения, стальных труб электропроводки, металлических оболочек кабелей и т. п. в качестве нулевых защитных (заземляющих) проводников допускается только как дополнительное мероприятие.
7.3.139. В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью в целях обеспечения автоматического отключения аварийного участка проводимость нулевых защитных проводников должна быть выбрана такой, чтобы при замыкании на корпус или нулевой защитный проводник возникал ток КЗ, превышающий не менее чем в 4 раза номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя и не менее чем в 6 раз ток расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратнозависимую от тока характеристику.
При защите сетей автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитный расцепитель (без выдержки времени), следует руководствоваться требованиями, касающимися кратности тока КЗ и приведенными в 1.7.79.
7.3.140. Расчетная проверка полного сопротивления петли фаза - нуль в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью должна предусматриваться для всех электроприемников, расположенных во взрывоопасных зонах классов B-I и B-II, и выборочно (но не менее 10% общего количества) для электроприемников, расположенных во взрывоопасных зонах классов B-Iа, B-Iб, B-Iг и ВIIа и имеющих наибольшее сопротивление петли фаза - нуль.
7.3.141. Проходы специально проложенных нулевых защитных (заземляющих) проводников через стены помещений со взрывоопасными зонами должны производиться в отрезках труб или в проемах. Отверстия труб и проемов должны быть уплотнены несгораемыми материалами. Соединение нулевых защитных (заземляющих) проводников в местах проходов не допускается.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: