Защитное заземление

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Образования и Науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Омский Государственный Технический Университет

Энергетический Институт

Кафедра «Безопасность жизнедеятельности»

Реферат

Защитное заземление

Выполнил: ст. гр. Э-142

Шевченко И.А.

Омск 2017г

Введение

Заземление электроустановки -- преднамеренное электрическое соединение ее корпуса с заземляющим устройством.

Заземление электроустановок бывает двух типов: защитное заземление и зануление, которые имеют одно и тоже назначение - защитить человека от поражения электрическим током, если он прикоснулся к корпусу элекроустановки или других ее частей, которые оказались под напряжением.

Защитное заземление- преднамеренное электрическое соединение части электроустановки с заземляющим устройством с целью обеспечения электробезопасности. Предназначено для защиты человека от прикосновения к корпусу электроустановки или других ее частей, оказавшихся под напряжением. Чем ниже сопротивление заземляющего устройства, тем лучше. Чтобы воспользоваться преимуществами заземления, надо купить розетки с заземляющим контактом.

В случае возникновения пробоя изоляции между фазой и корпусом электроустановки корпус ее может оказаться под напряжением. Если к корпусу в это время прикоснулся человек - ток, проходящий через человека, не представляет опасности, потому что его основная часть потечет по защитному заземлению, которое обладает очень низким сопротивлением. Защитное заземление состоит из заземлителя и заземляющих проводников.

Есть два вида заземлителей - естественные и искусственные.

К естественным заземлителям относятся металлические конструкции зданий, надежно соединенные с землей.

В качестве искусственных заземлителей используют стальные трубы, стержни или уголок, длиной не менее 2,5 м, забитых в землю и соединенных друг с другом стальными полосами или приваренной проволокой.

В качестве заземляющих проводников, соединяющих заземлитель с заземляющими приборами, обычно используют стальные или медные шины, которые либо приваривают к корпусам машин, либо соединяют с ними болтами.

Защитному заземлению подлежат металлические корпуса электрических машин, трансформаторов, щиты, шкафы.

Защитное заземление значительно снижает напряжение, под которое может попасть человек. Это объясняется тем, что проводники заземления, сам заземлитель и земля имеют некоторое сопротивление. При повреждении изоляции ток замыкания протекает по корпусу электроустановки, заземлителю и далее по земле к нейтрали трансформатора, вызывая на их сопротивлении падение напряжения, которое хотя и меньше 220 В, но может быть ощутимо для человека. Для уменьшения этого напряжения необходимо принять меры к снижению сопротивления заземлителя относительно земли, например, увеличить количество искусственных заземлителей.

Обозначения системы заземления

Системы заземления различаются по схемам соединения и числу нулевых рабочих и защитных проводников.

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 в обозначении системы заземления определяет характер заземления открытых проводящих частей электроустановки здания:

T -- непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с землёй, независимо от характера связи источника питания с землёй.

N -- непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с точкой заземления источника питания.

Буквы, следующие через чёрточку за N, определяют способ устройства нулевого защитного и нулевого рабочего проводников: C -- функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников обеспечивается одним общим проводником PEN.

S -- функции нулевого защитного PE и нулевого рабочего N проводников обеспечиваются раздельными проводниками.

Для предупреждения несчастных случаев от поражения электрическим током необходимо контролировать состояние изоляции проводов электроустановок.

Состояние изоляции проводов проверяют в новых установках, после реконструкции, модернизации, длительного перерыва в работе.

Профилактический контроль изоляции проводов проводят не реже 1 раза в 3 года.

Сопротивление изоляции проводов измеряют мегаомметрами на номинальное напряжение 1000 В на участках при снятых плавких вставках и при выключенных токоприемниках между каждым фазным проводом и нулевым рабочим проводом и между каждыми двумя проводами.

Сопротивление изоляции должно быть не меньше 0,5 Мом

Оценка безопасности прикосновения к токоведущим частям сводится к определению тока, протекающего через человека, и сравнение его с допустимыми значениями.

Безопасность поражения при прикосновении к токоведущим частям зависит от номинального напряжения электроустановки и режима нейтрали источника питания.

По накалу ПУЭ различают электроустановки (сети) напряжением до 1 кВ и электроустановки напряжением выше 1 кВ по режиму нейтрали бывают электроустановки (сети) с изолированной нейтралью источника пита ления (генератора или трансформатора) и глухозаземленной нейтралью источника питания.

Уровень безопасности степень поражения зависят от того, каким образом произошло включение человека в электрическую сеть. Различают двухфазный (одновременное касание к двум фазам) и однофазовый ощупь (включение) человека к токоведущим частям.

Статистка свидетельствует, что чаще встречаются однофазному прикосновения Опасность такого прикосновения в трехфазовых сетях в основном зависит от режима нейтрали источника питания.

Сети с глухозаземленной нейтралью имеют малое сопротивление между нейтралью и землей, поэтому при прикосновении человека к фазе ток через нее практически не зависит от сопротивления изоляции и емкости сети относительно земли.

В нормальном режиме значительно безопаснее является сеть с изолированной нейтралью, малой емкости и с надежной изоляцией по сравнению с сетью с глухозаземленной н нейтралью.

В аварийном режиме сети с изолированной нейтралью является, наоборот, более опасными, ибо в этом случае человек попадает под линейное напряжение При замыкании одной из фаз на землю в сети устанавливается р режим, при котором одна из фаз приобретает потенциала земли, а две другие - линейные потенциалы

Сети с глухозаземленной нейтралью следует применять там, где невозможно обеспечить надежную изоляцию проводов по причине высокой влажности, агрессивности среды и т.п., или, когда нельзя быстро найти ты и устранить повреждения изоляции, когда емкостные токи - большие (кабельные линии) Это городские и сельские сети, сети крупных предприятий.

Двухфазное прикосновение человека к сети, независимо от режима нейтрали, всегда опасен, потому что человек оказывается под линейным напряжением Uл.

В сетях напряжением выше 1000 В с технологических требований и требований техники безопасности предпочтение следует оставить сетям с глухозаземленной.

В сетях с напряжением свыше 1000 В связи большую емкость между проводами и землей защитная роль изоляции проводов полностью теряется и для человека одинаково опасно прикосновение к проводу сети как с изолированной ю, так и глухоизолированною нейтралью, т.е. касание таких сетей равнозначно прикосновения к обкладок трансформатор.

Задача.

Выполнить расчет контура защитного заземления ГПП-110/35/10 кВ, с глухозаземленной нейтралью со стороны 110 кВ. Грунт-суглинок, сопротивление естественных заземлителей 6 Ом. Габариты ГПП 80х80 м.

Исходные данные

- S=6400 м² - площадь ГПП;

- Р=320 м - периметр ГПП;

- Максимальный ток трехфазного КЗ на ОРУ составляет 5кА, время действия защит составляет 3,8 сек;

- lв = 5м - длина вертикального электрода;

- а = 6 м - среднее расстояние между горизонтальными проводниками

- Среднее расстояние между вертикальными проводниками 5м;

- Lг =2000 м - суммарная длина всех горизонтальных проводников сетки;

- nВ=60 - число вертикальных электродов, размещенных на рассматриваемой подстанции.

Решение

1. В соответствии с инженерно-геологическими изысканиями определяем по таблице 1 удельное сопротивление грунта (суглинок) с= 100 Ом*м.

Таблица 1 - Удельные сопротивления грунтов

2. Определяем полную длину вертикальных электродов:

LВ= lВ*nВ= 5*60 = 300 м

3. Определяем сопротивление заземлителя:

3.1 Определяем по какой формуле будем рассчитывать коэффициент А:

где: lв = 5м - длина вертикального электрода;

t = 0,5 м - глубина прокладываемых горизонтальных проводников;

S=6400 м2 - площадь подстанции;

3.2 Определяем коэффициент А:

Тогда

4. Определяем сопротивление заземляющего устройства, включая естественные заземлители:

где Re = 6 Ом - приближенное сопротивление естественных заземлителей. Как мы видим, сопротивление заземляющего устройства ниже допустимого, но основной является величина допустимого напряжения прикосновения.

По таблице 2 определяем наибольшее допустимое напряжение прикосновения (UПР. ДОП, В), исходя из расчетной длительности воздействия, принимается

ф=tРЗ+ tОВ= 3,5+0,3 = 3,8 сек.

где tРЗ - наибольшее время отключения релейной защиты, в моем случае отключение IV-ступени дистанционной защиты ВЛ-110 кВ, составляет 3,5 сек. tОВ - полное время отключения элегазового выключателя линии 110 кВ, составляет 0,3 сек.

Таблица 2

В соответствии с таблицей 2 для длительности воздействия ф = 3,8 сек наибольшее допустимое напряжение прикосновения UПР.ДОП= 65 В.

5. Рассчитываем напряжение, приложенное к человеку:

где - максимальный ток трехфазного КЗ на ОРУ составляет 5кА.

5.1 Определяем параметр М для с₁/ с₂ =1по таблице 3, где М = 0,5.

5.2 Определяем коэффициент распределения потенциала по поверхности земли - б:

Таблица 3

5.3 Определяем коэффициент в:

где: R_ч = 1000 Ом - сопротивление тела человека, принимается в соответствии с ПУЭ; R_c=1,5*с_в.с. - сопротивление растекания тока от ступней.

Определив все коэффициенты, рассчитываем напряжение, приложенное к человеку:

Как мы видим расчётное напряжение больше допустимого значения 65 В - условие не выполняется.

Для уменьшения напряжения прикосновения применим подсыпку слоя гравия или щебня толщиной 0,2 м по всей территории ОРУ.

Можно было еще уменьшить расстояние между горизонтальными заземлителями, увеличить количество вертикальных заземлителями, но в данном случае считаю принимать такие меры не целесообразно.

Определяем удельное сопротивление верхнего слоя с учетом подсыпки щебня при этом с_в.с.= 5000 Ом*м, тогда:

Подсыпка щебня не влияет на растекание тока с заземляющего устройства, так как глубина заложения заземлителей 0,5 м больше толщины слоя щебня, поэтому соотношение с₁/ с₂ и величина М остаются неизменными, тогда напряжение прикосновения.

заземление грунт электрод напряжение

Вывод

Заземление в электроэнергетике необходимо для защиты человека от прикосновения к корпусу электроустановки или других ее частей, оказавшихся под напряжением. Данное рассчитанное нами заземление полностью удовлетворяет правилам безопасности и может быть использовано на ГПП с такими же параметрами.

Размещено на Allbest.ru