Электрооборудование нефтяной и газовой промышленности - Блантер С.Г.
Скачать (прямая ссылка):
U3 = Ij3.
(14.1)
Напряжение U.,, под которым окажется тело человека, и ток I4, протекающий через него (рис. 14.1, а), определяют формулами
U4 = 1чгч
L = I3
Lr3
(14.2)
(14.3)
Рис. 14.1. Схемы к пояснению роли защитного заземления
где I3 — сила тока, проходящего через заземляющее устройство; л, — сопротивление тела человека; гя — сопротивление заземляющего устройства.
При надлежащем расчете сопротивления заземляющего устройства напряжение U4 будет небольшим, а сила тока I4 — безопасной для жизни человека.
Чтобы уяснить работу заземляющих устройств, необходимо познакомиться с явлениями, обусловленными растеканием тока с заземлителей. При пробое изоляции токоведущих частей на корпусе заземленного электрооборудования заземляющее устройство получит потенциал фтах = /з''з. По мере удаления от заземляющего устройства потенциал поверхности земли по отношению к точке с нулевым потенциалом снижается. Зависи-
466
мость потенциала <р от расстояния до поврежденного аппарата определяется типом заземлителя и свойствами грунта, в котором расположен заземлитель. Наиболее крутая кривая спада потенциала (рис. 14.2) будет на сухих песчаных и каменистых почвах. При расстояниях 15—20 м от заземлителя потенциал <р практически равен нулю.
Если к поврежденному аппарату подходит человек (см. рис. 14.2), то его ноги находятся под разными потенциалами, вследствие чего через тело человека проходит электрический ток. Человек в этом случае находится под действием напряже-
ния шага, которое увеличивается по мере приближения к заземленному аппарату. Напряжение шага
^шаг = Фі — ф2.
где фі и ф2 — потенциалы точек, находящихся на расстоянии 0,8 м друг от друга.
Если в рассматриваемом случае человек, находясь на расстоянии 0,8 м от поврежденного аппарата, прикоснется к его
467
корпусу, то он попадет под разность потенциалов, называемую напряжением прикосновения:
где ср — потенциал поверхности земли на расстоянии 0,8 м от заземленного аппарата.
Чем меньше напряжение прикосновения <Уприк и шага (7шаг, тем безопаснее обслуживание установки. Величины этих напряжений определяются силой тока замыкания на землю и сопротивлением заземляющих устройств растеканию тока.
По «Правилам устройства электроустановок» установки напряжением выше 1000 В разделяются на два вида:
1) установки с большой силой тока замыкания на землю, в которых сила однофазного тока замыкания на землю превосходит 500 А;
2) установки с малой силой тока замыкания на землю, в которых сила однофазного тока замыкания на землю равна или меньше 500 А.
В электроустановках напряжением выше 1000 В с большой силой тока замыкания на землю (отключаемыми различного рода защитами в очень короткий промежуток времени) сопротивление заземляющих устройств в любое время года должно быть не более 0,5 Ом.
В электроустановках напряжением выше 1000 В с малой силой тока замыкания на землю сопротивление заземляющего устройства при протекании расчетного тока замыкания на землю I3 в любое время года должно быть не более
где U — напряжение заземляющего устройства относительно земли, принимаемое равным: 250 В — если заземляющее устройство используется только для установок напряжением выше 1000 В; 125 В — если заземляющее устройство используется одновременно и для установок напряжением до 1000 В. Сопротивление заземляющего устройства для этих электроустановок должно быть не более 10 Ом.
В электроустановках напряжением до 1000 В с глухим заземлением нейтрали сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединяют нейтрали генераторов и трансформаторов, должно быть не более 4 Ом. Если же мощность генераторов и трансформаторов не превышает 100 кВ • А, то заземляющие устройства могут иметь сопротивление не более 10 Ом. Все части, подлежащие заземлению, должны иметь надежную металлическую связь с нейтралью источника питания, выполняемую нулевым проводом или посредством заземляющих проводников.
Сопротивление заземляющего устройства, используемого для
U.
прик ~~ Фтах Ф>
(14.4)
468
заземления электрооборудования в электроустановках напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью, должно быть не более 4 Ом, а при мощности генераторов и трансформаторов, не превышающей 100 кВ-А,— не более 10 Ом. Чтобы предотвратить попадание высокого напряжения в сеть низкого напряжения при пробое изоляции обмоток трансформаторов, в этих установках обмотку трансформатора заземляют через пробивной предохранитель. В случае попадания высокого напряжения в сеть низкого напряжения происходит электрический пробой пробивного предохранителя и обмотка низшего напряжения трансформатора оказывается заземленной. - Таким образом, любое однофазное замыкание приводит к появлению напряжения относительно земли на корпусах электрооборудования независимо от состояния нейтрали питающей системы. На этом строится универсальная защита, вызывающая отключение поврежденного электрооборудования при появлении некоторой заданной разности потенциалов между корпусом и землей (рис. 14.3). Катушка реле P включена между корпусом двигателя Д и заземляющим устройством. При появлении на корпусе двигателя опасного потенциала реле P