Характеристика защитного заземления
Особенность применения защитного отключения при поломке электроустановок. Основная зависимость напряжения прикосновения от положения человека при групповом заземлителе. Измерение сопротивления заземляющего устройства. Характеристика нулевых проводников.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | контрольная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 17.03.2015 |
Размер файла | 242,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
НЕКОММЕРЧЕСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО
АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра БЖД и ЗОС
Контрольная работа
по дисциплине: Методы оценки производственных и экологических рисков
на тему: Защитное заземление
выполнил: студент группы
БЖД-12-2
Хван К.А.
принял: д.т.н.
Дюсебаев М.К.
Алматы - 2014
Содержание
Введение
1. Общие сведения
1.1 Напряжение прикосновения
1.2 Напряжение шага
2. Измерение сопротивления заземляющего устройства
3. Защитное заземление
4. Задача
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Обеспечение безопасности жизнедеятельности - задача первостепенного приоритета для личности, общества и государства. С момента своего появления на Земле человек перманентно живёт и действует в условиях постоянно изменяющихся потенциально опасностей. Реализуясь в пространстве и времени, опасности причиняют вред здоровью человека, который проявляет в нервных потрясениях, болезнях, инвалидных и летальных исходах и др. Профилактика опасности и защита от них - актуальнейшая гуманная, социально-экономическая и юридическая проблема, в решении которой государство не может быть не заинтересованным.
Для обеспечения электробезопасности необходимо строгое выполнение ряда организационно-технических мероприятий установленных правилами устройства электроустановок, правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. Опасное и вредное воздействие на людей электрического тока, электрической дуги и электромагнитных полей проявляется в виде электротравм и профессиональных заболеваний. Электробезопасность в помещении обеспечивается техническими способами и средствами защиты, а так же организационными и техническими мероприятиями.
1. Общие сведения
Существуют следующие способы защиты, применяемые отдельно или в сочетании друг с другом: защитное заземление, зануление, защитное отключение, электрическое разделение сетей разного напряжения, применение малого напряжения, изоляция токоведущих частей, выравнивание потенциалов.
В электроустановках (ЭУ) напряжением до 1000В с изолированной нейтралью и в электроустановках постоянного тока с изолированной средней точкой применяют защитное заземление в сочетании с контролем изоляции или защитное отключение.
В этих электроустановках сеть напряжением до 1000В, связанную с сетью напряжением выше 1000В через трансформатор, защищают от появления в этой сети высокого напряжения при повреждении изоляции между обмотками низшего и высшего напряжения пробивным предохранителем, который может быть установлен в каждой фазе на стороне низшего напряжения трансформатора.
В электроустановках напряжением до 1000В с глухозаземленной нейтралью или заземленной средней точкой в ЭУ постоянного тока применяется зануление или защитное отключение. В этих ЭУ заземление корпусов электроприемников без их заземления запрещается.
Защитное отключение применяется в качестве основного или дополнительного способа защиты в случае, если не может быть обеспечена безопасность применением защитного заземления или зануления или их применение вызывает трудности.
При невозможности применения защитного заземления, зануления или защитного отключения допускается обслуживание ЭУ с изолирующих площадок. [1]
1.1 Напряжение прикосновения
Напряжением прикосновения называется напряжение на корпусе электрооборудования с поврежденной изоляцией, к которому может прикоснуться человек. Это напряжение зависит от состояния заземления, расстояния между человеком и заземлителем, сопротивления основания, на котором стоит человек.
На (рисунке 1а) показано влияние положения человека относительно заземлителя при одиночном заземлителе на величину напряжения прикосновения. Напряжение прикосновения максимально в положении 1 человека, когда он стоит в зоне нулевого потенциала и касается заземленного оборудования; равняется нулю в положении 2, когда человек стоит на заземлителе или его проекции на поверхность земли, в некотором промежуточном положении человека напряжение прикосновения имеет промежуточное значение, которое меняется от О до Uз.
Размещено на http://www.allbest.ru/
На (рисунке 1б) показана зависимость напряжения прикосновения от положения человека при групповом заземлителе. В этом случае Uпp имеет наибольшее значение в положении 1 человека, когда он находится между электродами заземлителя, наименьшее значение в положении 2, когда он стоит на заземлителе или его проекции на поверхность земли, в любом промежуточном положении Uпр изменяется от 6 до максимального значения.
Таблица 1. Пределы удельных электрических сопротивлений грунта
Грунт |
с, Ом • м |
Грунт |
с, Ом • м |
|
Глина |
8…70 |
Суглинок |
40…150 |
|
Чернозем |
9…53 |
Супесь |
150…400 |
|
Торф |
10…30 |
Песок |
400…700 |
|
Садовая земля |
30…60 |
Каменистый |
500…800 |
1.2 Напряжение шага
Напряжение шага возникает между ногами человека, стоящего на земле, из-за разности потенциалов на поверхности земли при растекании в земле тока замыкания на землю. Напряжение шага отсутствует, если человек стоит или на линии равного потенциала или вне зоны растекания тока, т. е. на расстоянии более 20 м от заземлителя.
Размещено на http://www.allbest.ru/
На рисунке 2 показана зависимость величины напряжения шага от расстояния между человеком и одиночным заземлителем. Напряжение шага наибольшее в положении 1 человека, когда он стоит одной ногой на заземлителе. В положении человека между заземлителем и зоной нулевого потенциала, когда шаг направлен по радиусу к заземлителю, напряжение шага имеет промежуточное значение.
Заземление предназначается для устранения опасности поражения человека электрическим током во время прикосновения к нетоковедущим частям, находящимся под напряжением. Это достигается путем снижения до безопасных пределов напряжения прикосновения и шага за счет малого сопротивления заземлителя. Областью применения защитного заземления являются сети переменного и постоянного тока с изолированной нейтралью источника напряжения или трансформатора.
Не требуют защитного заземления электроустановки переменного тока напряжением до 42В и постоянного тока до 110В.
Величина сопротивления заземляющего устройства нормируется «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ). Эта величина для электроустановок до 1000В с изолированной нейтралью должна быть не более 4 Ом, а если мощность питающих сеть генераторов или трансформаторов, или их суммарная мощность не более 100 кВт, то сопротивление должно быть не более 10 Ом.
Для заземления могут быть использованы детали уже существующих сооружений, которые называются естественными заземлителями:
металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей;
металлические трубопроводы, проложенные в земле, за исключением трубопроводов горючих жидкостей и газов;
свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле;
обсадные трубы скважин и т. д.
Наименьшие размеры электродов искусственных заземлителей:
диаметр круглых электродов, мм
неоцинкованных 10
оцинкованных 6
сечение прямоугольных электродов, мм2 ... 48
толщина прямоугольных электродов, мм 4
толщина полок угловой стали, мм 4
В качестве заземляющих и нулевых проводников, соединяющих корпуса оборудования с заземлителями, могут применяться:
специальные проводники;
металлические конструкции оборудования и зданий;
стальные трубы электропроводок, алюминиевые оболочки кабелей;
металлические открыто расположенные трубопроводы всех назначений, за исключением трубопроводов для горючих жидкостей и газов, канализации и центрального отопления.
Запрещается использовать в качестве заземляющих и нулевых проводников алюминиевые провода для прокладки в земле, металлические оболочки трубчатых проводов, несущие тросы тросовой проводки, металлорукава, броню и свинцовые оболочки проводов и кабелей.
Проводники присоединяют к корпусам оборудования сваркой или болтовым соединением с обеспечением доступности для контроля или переделки при ухудшении контакта. Последовательное включение в цепь заземления или зануления отдельных корпусов оборудования запрещается.
При монтаже заземляющих устройств монтажной организацией контроль за работами производится со стороны заказчика. При этом отдельно принимаются работы, которые впоследствии будут скрыты, и в это время, а не после, подписываются акты на скрытые работы. Монтажные организации сдают заказчику всю документацию на заземляющие устройства. На каждое устройство заводится паспорт, в котором отмечаются все изменения, результаты осмотров и измерений. При проверке состояния заземления периодически проводятся осмотр видимой части, проверка цепи между заземлителем и заземляемыми элементами, измерение сопротивления заземляющего устройства, выборочное вскрытие грунта для осмотра элементов, находящихся в земле. [3]
2. Измерение сопротивления заземляющего устройства
Измерения обычно производят с помощью специального прибора -- измерителя заземлений, например, М-416, работающего на принципе амперметра -- вольтметра. При измерении сопротивления сложного контура, имеющего наибольшую диагональ Д, токовый электрод Eт располагают на расстоянии 11 = 2Д от края данного контура, а потенциальный электрод En -- поочередно на расстояниях 0,4, 0,6, 0,51 фиксируя показания прибора. Если сопротивления, полученные при установке Еп на расстояниях, 0,4 и 0,6l1 отличаются не более 10%, то принимают значение сопротивления, полученное в положении потенциального электрода на расстоянии 0,511 а если различие больше 10%, то или повторяют измерения при увеличении расстояния до Ет в 1.5...2 раза, или производят измерения при изменении направления токового электрода.
Для вертикальных электродов, расположенных в ряд и соединенных полосой или для заземлителя, состоящего из полосы, длину полосы принимают за величину Д.
Токовый электрод располагают на расстоянии от края испытываемого заземлителя: защитный электроустановка заземлитель проводник
при Д > 40 м l2 = 2Д, при 10 м < Д <= 40 м l2 > 80 м,
при Д<= 10 м l2 = 40 м.
Потенциальный электрод располагается на расстоянии 0,54. Измерение сопротивления заземления производится, когда оно имеет наибольшие значения: для северных районов и средней полосы -- зимой при наибольшем промерзании почвы, для южных районов -- когда почва наиболее сухая.
Во время приемо-сдаточных испытаний измеренные значения сопротивлении умножают на коэффициент сезонности, который берется из таблицы. [2]
3. Защитное заземление
Заземлением (рисунке 3) называется соединение с землей нетоковедущих металлических частей электрооборудования через металлические детали, закладываемые в землю и называемые заземлителями, и детали, прокладываемые между заземлителями и корпусами электрооборудования, называемые заземляющими проводниками. Проводники и заземлители обычно делаются из низкоуглеродистой стали, называемой в просторечии железом.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Терминология
· Глухозаземлённая нейтраль -- нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно. Глухозаземлённым может быть также вывод источника однофазного переменного тока или полюс источника постоянного тока в двухпроводных сетях, а также средняя точка в трёхпроводных сетях постоянного тока.
· Изолированная нейтраль -- нейтраль трансформатора или генератора, не присоединённая к заземляющему устройству или присоединённая к нему через большое сопротивление приборов сигнализации, измерения, защиты и других аналогичных им устройств.
Обозначения
Обозначение на схемах (два символа справа)
Проводники защитного заземления во всех электроустановках, а также нулевые защитные проводники в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью, в том числе шины, должны иметь буквенное обозначение PE (Protective Earthing) и цветовое обозначение чередующимися продольными или поперечными полосами одинаковой ширины (для шин от 15 до 100 мм) желтого и зеленого цветов. Нулевые рабочие (нейтральные) проводники обозначаются буквой N и голубым цветом. Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие проводники должны иметь буквенное обозначение PEN и цветовое обозначение: голубой цвет по всей длине и желто-зеленые полосы на концах.
Обозначения системы заземления
Первая буква в обозначении системы заземления определяет характер заземления источника питания:
· T -- непосредственное соединения нейтрали источника питания с землёй;
· I -- все токоведущие части изолированы от земли.
Вторая буква определяет состояние открытых проводящих частей относительно земли:
· T -- открытые проводящие части заземлены, независимо от характера связи источника питания с землёй;
· N -- непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки с глухозаземленной нетралью источника питания.
Буквы, следующие через чёрточку за N, определяют характер этой связи -- функциональный способ устройства нулевого защитного и нулевого рабочего проводников:
· S -- функции нулевого защитного PE и нулевого рабочего N проводников обеспечиваются раздельными проводниками;
· C -- функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников обеспечивается одним общим проводником PEN.
Заземлители в виде штырей, вбиваемых в землю, называются электродами, и могут быть одиночными или групповыми. Заземлитель имеет характеристики, обусловленные стеканием по нему тока в землю. К характеристикам заземлителя относятся:
напряжение на заземлителе;
изменение потенциалов точек в земле вокруг заземлителя в зависимости от их расстояния от заземлителя в зоне растекания тока -- вид потенциальной кривой;
вид линий равного потенциала -- эквипотенциальных линий на поверхности земли;
сопротивление заземляющего устройства;
напряжения прикосновения и шага.
На (рисунке 4) показана схема простого заземлителя в виде стержня или трубы, забиваемых в землю и вид потенциальных кривых и эквипотенциальных линий.
При расстоянии менее 40 м между одиночными заземлителями в групповом заземлителе их зоны растекания накладываются друг на друга, и получается одна зона растекания группового заземлителя, которой соответствует своя потенциальная кривая. [4]
1 - заземляющий проводник, 2 - заземлитель, 3 - эквипотенциальные линии.
0ц - ось величин потенциала, 0х - ось расстояний до заземлителя, ц(х) - потенциальная кривая, Iз - ток в заземлителе, ц3 = U3 - напряжение на заземлителе.
Рисунок 4. Распределение потенциалов у поверхности земли в зоне растекания одиночного заземлителя:
4. Задача
В сети типа IT (Uл=380 B) произошло замыкание двух различных фаз на два раздельно заземленных корпуса. Заземлитель первого корпуса имеет полусферическую форму с радиусом r = 0,2 м и расположен на поверхности земли. Человек одной ногой стоит на этом заземлителе. Расстояние до второго заземлителя более 30 м.
Определить напряжение шага Uш и ток Ih, протекающий через человека, если сеть короткая, RL1=RL2=RL3= 40 кОм; RЗ1= 4 Ом; RЗ2= 6 Ом; Rh=1 кОм; шаг человека а= 0,8 м;b 2=0,5.
Решение:
При замыкании двух различных фаз сети IT на два раздельно заземленных корпуса (например, см. рисунок 1) значение тока Iз, стекающего в землю, практически не зависит от значений сопротивления изоляции фаз относительно земли и определяется как:
При этом потенциал заземлителя первого корпуса составит:
В общем случае напряжения шага с учетом формы потенциальной кривой и сопротивления основания растеканию току определяется как:
где ? 1 - коэффициент напряжения шага, учитывающий форму потенциальной кривой. Поскольку человек стоит одной ногой на полушаровом заземлителе, в данном случаеx = r, и ? 1 можно рассчитать следующим образом:
Коэффициент, учитывающий сопротивление основания растеканию тока, ? 2=0,5 по условиям задачи. Поэтому искомое значение напряжения шага:
а ток, протекающий через тело человека,
Ответ задачи: Uш=60,8 В; Ih = 60,8 мА.
Заключение
Защитное заземление, является основной мерой защиты металлоконструкции. Основная цель этого мероприятия -- защитить от возможного удара током пользователя прибора при замыкании на корпус в том случае, например поражения электрическим током в случае замыкания фазного провода на, когда нарушена изоляция. Иными словами, заземление является дублером защитных функций предохранителей. Заземлять все электроприборы, имеющиеся в доме, нет необходимости: у большинства из них имеется надежный пластмассовый корпус, который сам по себе защищает от поражения электрическим током. Для обеспечения полной безопасности человека сопротивление заземлителей (вместе с контуром) не должно превышать 4 ом. С этой целью два раза в год (зимой и летом) производится их контрольная проверка специальной лабораторией.
Заземление -- преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки электрической сети, электроустановки или оборудования, с заземляющим устройством.
Список использованной литературы
Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. Ч.2 /Е.А. Резчиков, В.Б. Носов, Э.П. Пышкина, Е.Г. Щербак, Н.С. Чверткин /Под редакцией Е.А. Резчикова. М.: МГИУ, - 1998.
Варварин В.К., Койлер В.Я., Панов П.А. Справочник по наладке электрооборудования. Россельхозиздат, - 1979.
Жеребцов И.Н. Основы электроники. М., Энергоатомиздат, - 1989.
Охрана труда в машиностроении: Учебник /Под редакцией Е.Я. Юдина и С.В. Белова, М. - 1983
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Назначение заземляющего устройства электроустановок высокого напряжения, его проектирование и эксплуатация. Зависимость допустимого напряжения прикосновения от времени воздействия. Причины и последствия неэквипотенциальности заземляющего устройства.
презентация [2,8 M], добавлен 12.11.2013Аппараты защиты и устройства защитного отключения в электроустановках, плавкие предохранители. Обеспечение пожарной безопасности электросети: выбор светильников по исполнению, соблюдение требований по монтажу и эксплуатации электросветилных установок.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 31.01.2014Характеристика обслуживаемого предприятия и оборудования цеха. Обязанности электромонтера, техника безопасности его работы. Монтаж защитного заземления металлических нетоковедущих частей электрооборудования. Измерение сопротивлений заземляющих устройств.
курсовая работа [764,3 K], добавлен 10.06.2011Особенности расчета заземляющего устройства электроустановок, молниезащиты, электрических нагрузок. Характеристика объекта электрификации. Принципы распределения осветительных приборов по группам. Выбор защитного аппарата для осветительной сети.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 15.04.2015Неисправности силовых трансформаторов. Нормативные документы, устанавливающие требования к устройствам защитного отключения. Способы повышения коэффициента мощности за счёт рационализации работы токоприемников. Перспективные устройства автоматики.
курсовая работа [723,6 K], добавлен 07.12.2011Схемы электроснабжения силового и осветительного электрооборудования. Характеристика заземлителя повторного заземления защитного нулевого провода. Расчет соответствия сечения проводников сетей по тепловому нагреву и допустимой потери напряжения.
курсовая работа [44,3 K], добавлен 14.09.2013Электрическая изоляция, ее контроль. Виды заземления в зависимости от назначения. Процесс растекания электрического тока в грунте. Напряжения прикосновения и шага. Измерения сопротивлений изоляции, заземляющих устройств и удельного сопротивления грунта.
контрольная работа [461,3 K], добавлен 30.10.2011Выбор структуры системы электроснабжения. Расчет электрических нагрузок микрорайона города. Составление сетевого графика ввода распределительного устройства высокого напряжения. Назначение, принцип действия и область применения защитного заземления.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 26.05.2015Принципиальная схема источника напряжения ВС 4-12 – стандартная, доработанная. Принципиальная схема защитного устройства выпрямителя от перегрузок по току. Выбор типа транзисторов и минимального сопротивления резисторов.
реферат [54,3 K], добавлен 19.03.2007Расчет мощности трансформатора по методу коэффициента спроса. Обоснование выбора автоматических выключателей п/ст № 356. Характеристика защитного заземления, его устройства с помощью трубы. Основные и дополнительные средства защиты в электроустановках.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 07.06.2010Характеристика насосной станции и реализуемого технологического процесса. Расчет электрических нагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформаторов. Виды электропроводок. Монтаж кабельных линий, осветительного оборудования и защитного заземления.
дипломная работа [687,3 K], добавлен 03.04.2015Общие теоретические сведения об аппаратах до 1000 В. Принципы и особенности работы измерительных трансформаторов, реле времени и максимального тока, контактора, автоматического выключателя, устройства защитного отключения. Работа магнитного пускателя.
дипломная работа [3,1 M], добавлен 10.03.2011Понятие и назначение защитного заземления и зануления производственного оборудования, области их практического применения. Системы оповещения при пожаре и принцип их действия. Сравнительная характеристика разных извещателей, их преимущества и недостатки.
контрольная работа [605,3 K], добавлен 16.02.2011Виды электроустановок в системе электроснабжения. Электроснабжение узловой распределительной подстанции. Расчет электрических нагрузок. Выбор мощности силовых трансформаторов. Выбор коммутационно-защитной аппаратуры. Расчет защитного заземления.
курсовая работа [303,3 K], добавлен 28.04.2011Проектирование электрических линий: расчет электрических нагрузок, токов короткого замыкания и защитного заземления, выбор потребительских трансформаторов, оценка качества напряжения у потребителей. Конструктивное выполнение линии с заданными параметрами.
курсовая работа [729,3 K], добавлен 11.12.2012Общие требования к электроснабжению деревообрабатывающего цеха. Расчет электрических нагрузок. Выбор защитной аппаратуры на напряжение до 1000В. Выбор проводников и расчет освещения цеха. Расчет защитного заземления и однофазного короткого замыкания.
курсовая работа [623,4 K], добавлен 04.07.2013Определение категории надежности и схемы электроснабжения предприятия, напряжения для внутризаводского оборудования. Расчет электрических нагрузок цеха, токов короткого замыкания, защитного заземления. Выбор оборудования трансформаторной подстанции.
курсовая работа [780,7 K], добавлен 15.04.2011Расчет электрических нагрузок. Выбор схемы электроснабжения и напряжения. Расчет и выбор мощности трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания. Релейная защита силового трансформатора. Расчет защитного заземления. Перенапряжения и молниезащита.
дипломная работа [458,3 K], добавлен 20.02.2015Характеристика потребителей электроэнергии. Расчет распределительной сети, силовых и осветительных нагрузок. Выбор элементов схемы распределения электрической энергии. Назначение релейной защиты и автоматики. Методика расчета защитного заземления.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 15.02.2017Характеристика потребителей цеха. Выбор рода тока, напряжения для силовой и осветительной сети. Предварительный выбор числа и мощности трансформаторов. Определение сопротивления элементов. Расчет заземляющего устройства. Схема трансформатора типа ТМ-250.
курсовая работа [957,2 K], добавлен 17.11.2014