 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение Как определить диапазон голоса - ваш вокал Игровые автоматы с быстрым выводом Как самому избавиться от обидчивости Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком" Натюрморт и его изобразительные возможности Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д. Как научиться брать на себя ответственность Зачем нужны границы в отношениях с детьми? Световозвращающие элементы на детской одежде Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ) Глава 3. Завет мужчины с женщиной
Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.
| РОЗРАХУНОК ЗАХИСНОГО ЗАЗЕМЛЕННЯ
ЗАХИСНЕ ЗАЗЕМЛЕННЯ
t Захисне заземлення — це навмисне електричне з'єднання з землею або і еквівалентом металевих знеструмлених частин, котрі можуть опинитись під напругою внаслідок порушення ізоляції електроустановки. Призначення заземлення — перетворення замикання на корпус у замикання ш ' землю з метою зниження напруги дотику та напруги кроку до безпечних величин (вирівнювання потенціалів). При наявності захисного заземлення опір замкненої на корпус фази визначається, в основному, опором заземлювального пристрою R3. Заземлювальний пристрій І складається з металевих заземлювачів та зі з'єднувальних провідників. І За розташуванням, відносно корпусів електрообладнання розрізняють два види І заземлення — виносне (або зосереджене) і контурне (або розподілене). При І виносному заземленні заземлювачі винесені за межі майданчика, на котрому І знаходиться електрообладнання. Завдяки цьому є можливість вибрати місце І з найменшим опором ґрунту для розташування заземлювача. Заземлені корпуси І знаходяться поза полем розтікання, тобто виносне заземлення захищає лише за І рахунок малого опору заземлення. 1 Електроди контурного заземлювального пристрою розташовуються по контуру І майданчика або приміщення, на котрих знаходиться заземлюване обладнання, а також 1 всередині майданчика або приміщення. Тут будь-яка точка поверхні ґрунту всередині І контуру має значний потенціал. Внаслідок цього різниця потенціалів між точками, 1 які знаходяться всередині контуру, знижена і сила струму через тіло людини, що 1 торкається корпуса, менша, ніж при виносному заземленні. При виконанні контурного 1 заземлення часом прокладають горизонтальні металеві стрічки (заземлювач у вигляді 1 сітки), котрі додатково вирівнюють потенціали всередині контуру. Всередині приміщень І вирівнювання потенціалів відбувається за рахунок наявності металевих конструкцій, 1 трубопроводів, кабелів та інших струмопровідних предметів, які зв'язані з мережею 1 заземлення. І В будівлях прокладають магістраль заземлення вздовж стін, до котрої під’єднують ■ паралельно заземлювані проводи від корпусів електрообладнання, котре підлягає ■ заземленню. Послідовне включення заземлюваного обладнання не допускається. Існують штучні заземлювачі, призначені виключно для заземлення електрообладнання, і природні струмопровідні — предмети, котрі знаходяться в землі та комунікації іншого призначення. Як штучні заземлювачі використовуються сталеві труби діаметром 35—50 мм та кутникова сталь (40x40—60x60 мм) з товщиною стінок не менше 3,5 мм і довжиною 2,5—3 ж; та пруткова сталь діаметром не менше 10 мм довжиною до 10 ж; сталеві шини перетином не менше 100 жж2. Вертикальні заземлювачі з'єднують у контур сталевою стрічкою перетином не менше 4x12 мм або круглого перетину діаметром не менше 6 мм за допомогою зварювання. Для з'єднання вертикальних електродів і як самостійного горизонтального електрода застосовується стрічкова сталь перетином 4x12 мм. При встановленні вертикальних заземлювачів попередньо риється траншея глибиною 0,7—0,8 м. Після цього в землю забиваються металеві труби, стержні або кутники. Верхні кінці розташованих у землі вертикальних електродів, з'єднують сталевою стрічкою за допомогою зварювання. В таких самих траншеях вкладають і горизонтальні електроди. Як природні заземлювачі можна використовувати: — металеві конструкції та арматуру залізобетонних конструкцій, котрі контактують — прокладені в землі водогінні труби та свинцеві оболонки кабелів; — обсадні труби артезіанських свердловин та колодязів. з пожежовибухонебезпечними рідинами і газами, алюмінієві оболонки кабелів та алюмінієві провідники. Область застосування захисного заземлення: — мережі до 1000 В змінного струму — трифазові трипроводові з ізольованою — мережі напругою понад 1000 В змінного та постійного струму з будь-яким Захисному заземленню підлягає обладнання: — в приміщеннях з підвищеною небезпекою і в особливо небезпечних, — в приміщеннях без підвищеної небезпеки при напрузі 380 В і вище змінного — у вибухонебезпечних приміщеннях заземлення виконується незалежно від значення напруги.3
РОЗРАХУНОК ЗАХИСНОГО ЗАЗЕМЛЕННЯ
Мета розрахунку захисного заземлення — визначення кількості електродів заземлювача і заземлювальних провідників, їхніх розмірів і схеми розміщення в землі, при яких опір заземлюючого пристрою розтіканню струму або напруга дотику при замиканні фази на заземлені частини електроустановок не перевищують допустимих значень. Для розрахунку використовуються такі вихідні дані: — найменування об'єкта, що захищається; — стаціонарність об'єкта; — характеристика установки (тип, вид устаткування, робочі напруги, сумарн — план електроустановки із зазначенням розмірів і розміщення устаткувань
— дані про природні заземлювачі, зокрема виміряні опори конструкцій розтіканнк — питомий електричний опір землі на ділянці розміщення заземлювача, — вид, форма, розміри, матеріал електродів і заземлювальних провідників, — розрахунковий струм замикання на землю для електроустановок напругою Розташування заземлювачів попередньо приймають за чотирикутним контуром при кількості стержнів від 4 до 100 або в один ряд при кількості стержнів від 2 до 20 (рис. .7.1)..
Послідовність розрахунку.Визначається характеристика оточуючого середовища у виробничому приміщенні. Визначається R — допустимий опір розтікання струму в заземлювальному пристрої (табл. 7.1).
Визначається рТДБЛ — приблизне значення питомого опору грунту, яке рекомендується для розрахунку (табл. 7.2). Визначається значення Ксв — коефіцієнта сезонності для вертикальних заземлювачів за даною кліматичною зоною.
Визначається значення Ксг — коефіцієнта сезонності для горизонтального заземлювача за заданою кліматичною зоною (табл. 7.2, 7.3).
визначається РР03РГ — розрахунковий опір грунту для горизонтальних заземлювачів, Ом ■ м
Визначається t — відстань від поверхні землі до середини вертикального заземлювача (рис. 7.1, 7.2), м
Визначається RB — опір розтіканню струму в одному вертикальному заземлювачі, Ом
Визначається пте — теоретична кількість вертикальних заземлювачів без врахування коефіцієнта використання rjfi, шт.
Визначається г)вв — коефіцієнт використання вертикальних заземлювачів при використанні їх відповідно до вихідних даних або по чотирикутному контуру при кількості заземлювачів птд та при відношенні L/1 (табл. 7.5)
Визначається пв — необхідна кількість вертикальних заземлювачів з врахуванням коефіцієнта використання, шт.
Визначається RP03PB — розрахунковий опір розтіканню струму у вертикальних заземлювачах при п„ без врахування впливу з'єднувальної стрічки, Ом
Визначається Rr — опір розтіканню струму в горизонтальному заземлювачі (з'єднувальній стрічці), Ом
Визначається г]гс — коефіцієнт використання горизонтального заземлювача при розташуванні вертикальних заземлювачів відповідно до вихідних даних або по чотирикутному контуру при відношенні L/1 та при необхідній кількості вертикальних заземлювачів пв. За табл. 7.6 визначається цге. При паралельно вкладених горизонтальних заземлювачах г\гс визначається з табл. 7.7.
Визначається RP03pr — розрахунковий опір розтіканню струму в горизонтальному заземлювачі (з'єднувальній стрічці) при кількості електродів пг, Ом ^/
Визначається RP03PB —. розрахунковий опір, Ом, розтіканню струму у вертикальних та горизонтальних заземлювачах
або
, Вибирається матеріал та перетин з'єднувальних провідників і магістральної
Приклад 7.1.Розрахунок штучного заземлювального пристрою при відсутності лриродних заземлювачів Вихідні дані: 1. Захищуваний об'єкт — обладнання опоряджувального цеху. 2. Захищуваний об'єкт — стаціонарний. 3. Напруга мережі — 380 В. 4. Виконання мережі — з глухозаземленою нейтраллю. 5. Тип заземлювального пристрою — вертикальний (труби). 6. Розміри вертикальних заземлювачів: довжина Ів — 3-й; діаметр труби d — 0,04 м; товщина стінки труби бт — 3,5 мм. hi-л 7. Відношення відстані між трубами до їхньої довжини , ~1. Ів 8. Розміри горизонтального заземлювача (з'єднувальної стрічки): довжина Lr-L3C — згідно з розрахунком, м; ширина стрічки с — 0,04 м. 9. Глибина закладання вертикальних заземлювачів hB - 0,8 м; горизонтальних /гґ = 0,8ж. 10. Розташування заземлювачів попередньо приймають за чотирикутним контуром при числі стержнів від 4 до 100 та в один ряд при числі стержнів від 2 до 20 (рис. 7.1,7.2). Грунт — супісок; склад — однорідний; вологість — мала; агресивність — нормальна. 11. Кліматична зона — II. Розв'язок. 1. Визначаємо характеристику навколишнього середовища в опоряджувальному цеху: за пожежною небезпекою згідно з ПУЕ воно відноситься до класу П-ІІ; за вибухонебезпекою згідно з ПУЕ — до класу В-І; за ступенем ураження електричним струмом — без підвищеної та особливої небезпеки. 2. Визначаємо /?д — допустиме (нормативне) значення опору розтіканню струму в заземлювальному пристрої (табл. 7.1); #д^ 4 Ом. 3. Визначаємо Ксв — приблизне значення питомого опору грунту, що рекомендується для розрахунку. За табл. 7.2 приймаємо рТАБЛ = 300 Ом ■ м.
4. Визначаємо Ксв — коефіцієнт сезонності для вертикальних заземлювачів 5. Визначаємо значення Ксг — коефіцієнт сезонності для горизонтального 6. Визначаємо рР03РВ — розрахунковий питомий\опір грунту для вертикальних
9. Визначається RB — опір, Ом, розтіканню струму в одному вертикальному заземлювачі:
10. Визначається птв — теоретична кількість вертикальних заземлювачів без врахування коефіцієнта використання f]BB, тобто г\вв — 1.
11. Визначають г]вв — коефіцієнт використання вертикальних заземлювачів при розташуванні їх згідно з вихідними даними або за чотирикутним контуром при числі заземлювачів птв = 33 та при відношенні —?- = і. За табл. 7.5 приймаємо г?вв = 0,42. 12. Визначається nWB — необхідна кількість, шт., вертикальних однакових заземлювачів з врахуванням коефіцієнта використання
13. Визначається RP03PB — розрахунковий опір, Ом, розтіканню струму у вертикальних заземлювачах при пнв =80 без врахування з'єднувальної стрічки
14. Визначаємо LB — відстань між вертикальними заземлювачами за відношенням в 15. Визначаємо L3C — довжину, м, з'єднувальної стрічки — горизонтального заземлювача:
16. Визначаємо Rr3C — опір, Ом, розтіканню струму в горизонтальному заземлювачі (з'єднувальній стрічці):
17. Визначається г\вг — коефіцієнт використання горизонтального заземлювача чотирикутним контуром при відношенні —в~ = і та необхідній кількості вертикальних заземлювачів пнв = 80. За табл. 7.6. приймаємо г\вг = 0,19. При паралельно вкладених горизонтальних заземлювачах г\вг визначається за табл. 7.7. 18. Визначаємо RP03Pr — розрахунковий опір, Ом, розтіканню струму
19. Визначаємо КР03РВГ — розрахунковий теоретичний опір, Ом, розтіканню струму у вертикальних та горизонтальних заземлювачах
або
20. Вибираємо матеріал та поперечний перетин з'єднувальних провідників. За 21. Вибираємо матеріал та поперечний перетин магістральної шини. За табл. 7.8 22. Наводиться схема з'єднання обладнання з магістральною шиною та з'єднання Приклад 7.2.Розрахунок горизонтального заземлювального пристрою. Вихідні дані: . 1. Захищуваний об'єкт — обладнання нижнього складу. 2. Захищуваний об'єкт — стаціонарний. 3. Напруга мережі Uм = 380 В. 4. Виконання мережі — з глухозаземленою нейтраллю. 5. Тип заземлювального пристрою — горизонтальний зі стрічкової сталі. 6. Розміри заземлювачів і довжина стрічки Rc = 50 ж, ширина стрічки Ьс = 0,04 м. 7. Розташування заземлювачів — паралельне. 8. Відстань між паралельними заземлювальними стрічками Lc — 5 м. 9. Глибина закладання заземлювачів h3 = 0,8 м.
10. Грунт — суглинок. 11. Характеристика грунту: склад — однорідний; вологість — нормальна; 12. Кліматична зона — III. 13. Природні заземлювачі відсутні. Розв'язок. 1. Накреслити схему заземлювального пристрою з умовними позначеннями. 2. Визначають /?д — допустиме нормативне значення питомого опору, Ом, 3. Визначають pTABj, — наближене значення опору грунту. За табл. 7.2 приймаємо Ртавл. = 100Ом . м. 4. Визначають значення Ксг — коефіцієнта сезонності для грунту нормальної
5. Визначають ррозрг — розрахунковий питомий опір, Ом . и^хрунту для
7. Визначають пг — теоретичну кількість горизонтальних заземлювачів без врахування цвг —коефіцієнта використання, тобто приймемо г\вг — 1.
8. Визначають цвг — коефіцієнт використання паралельно вкладених 9. Визначаємо пгн — необхідну кількість горизонтальних заземлювачів (стрічок).
Приймаємо пгн = 3. 10. Визначають RP03pr — розрахунковий опір, Ом, розтіканню струму в заземлювальному пристрої при пгн = 3 та г\вг = 0,78:
Отриманий розрахунковий опір розтіканню струму відповідає вимогам ПУЕ, ЛТЕ.ПТБ. Приклад 7.3.Розрахунок заземлювального пристрою з використанням іриродного заземлення. Вихідні дані: •> 1. Назва об'єкта — обладнання механічного цеху. 2. Захищуваний об'єкт — стаціонарний. 3. Напруга мережі UM - 380 В. 4. Виконання мережі — з глухозаземленою нейтраллю. 5. Природне заземлення — палі основи будівлі. 6. Виміряний опір розтіканню струму в природному заземлювачі Rn3 = 14 Ом. 7. Тип додаткового штучного заземлення — вертикальний з труб. 8. Розмір заземлювачів (довжина стержнів Ів = 3 м, діаметр d = 0,04 м). 9. Розташування зазеклювачів — в один ряд.
10. З'єднувальна стрічках шириною Ьс = 0,04 м. 11. Грунт — суглинок. 12. Характеристика грунту: склад — однорідний; вологість — нормальна; 13. Кліматична зона — III. Розв'язок. Накреслити схему природного заземлювального пристрою з умовними позначеннями. 2. Визначають /?д — допустиме (нормативне) значення опору розтіканню струму 3. Визначають КрОЗРШЗ — розрахунковий опір, Ом, розтіканню електроструму
4. Визначають рТАБЛ — наближене значення питомого опору грунту, 5. Визначають значення Ксв — коефіцієнта сезонності для вертикальних 6. Визначаємо РР03РВ — розрахунковий питомий опір, Ом ■ м, грунту для
7. Визначають t — відстань, м, від поверхні землі до середини заземлювача.
8. Визначають RB — опір, Ом, розтіканню струму в одному вертикальному заземлювачі
9. Визначають птв — теоретичне число вертикальних заземлювачів без врахування г\вв — коефіцієнта використання, тобто г]вв = 1:
10. Визначають г\вв —коефіцієнт використання вертикальних заземлювачів ї \ відношенні -А = 1. За табл. 7\5 приймаємо г)вв = 0,65. 'в
11. Визначають пнв — необхідну кількість вертикальних однакових заземлювачів 12. Визначають Rp03PB— розрахунковий опір, Ом, розтіканню струму у вертикальних заземлювачах при пн8 = 11 без врахування горизонтального заземлювача (з'єднувальної стрічки)
13. Визначають LB — відстань між вертикальними заземлювачами за відношенням 14. Визначають L3 с ■—довжину, м, з'єднувальної стрічки — горизонтального
15. Визначають значення Ксг — коефіцієнта сезонності для горизонтального 16. Визначають рРОЗРГ — розрахунковий питомий опір, Ом . м, грунту для
17. Визначають Rr — опір розтіканню струму, Ом, в горизонтальному заземлювачі (з'єднувальній стрічці):
18. Визначаємо т]вг — коефіцієнт використання горизонтального заземлювача ряд) при відношенні S- = 1 і необхідній кількості заземлювачів пнв =11. За табл. 7.6 в приймаємо г]вг = 0,62. 19. Визначають опір, Ом, розтіканню струму в горизонтальному заземлювачі
Отримане загальне розрахункове значення опору розтіканню струму в природному та штучному заземлювачах відповідає вимогам ПУЕ, ПТЕ та ПТБ.
РОЗРАХУНОК ЗАНУЛЕННЯ
Захисне занулення в електроустановках полягає в приєднанні до багаторазового заземленого нульового проводу електричної мережі корпусів та інших конструктивних металевих частин електрообладнання, котрі не знаходяться під напругою, але внаслідок пошкодження ізоляції можуть опинитися під нею (рис. 7.3). Призначення занулення — усунення небезпеки ураження електричним струмом при порушенні ізоляції і появі на корпусах обладнання небезпечної напруги. Принцип дії занулення — перетворення пробивання на корпус в одноразове коротке замикання, тобто замикання між фазовим та нульовим проводами з метою створення струму, здатного забезпечити спрацювання захисту і завдяки цьому автоматично від'єднати пошкоджену установку від живлячої електромережі. При пробиванні на корпус у колі короткого замикання виникає великий струм короткого замикання Ік 3, котрий забезпечує швидке перегорання плавких вставок протягом 5—7 сек. або відключення пошкоджених фаз автоматичними пристроями, котрі реагують на струм короткого замикання за 1—2 сек. Протягом часу, котрий залежить від швидкості спрацювання захисту, людина, що торкається пошкодженого обладнання, опиняється під фазовою напругою. Якщо захисне занулення не спрацьовує протягом визначеного часу, то людина може бути уражена електричним струмом. Захисне занулення застосовують у трифазових чотирипроводових мережах напругою до 1000 В з глухозаземленою нейтраллю. Схема занулення вимагає наявності в мережі нульового провода, заземлення нейтралі джерела струму та повторного заземлення нульового проводу. Призначення нульового провода — створення для струму короткого замикання ланки з малим опором з метою швидкого вимкнення пошкодженої установки від мережі. Для надійного спрацювання захисту повинна виконуватись умова при
де І"л всг — номінальний струм плавкої вставки. У випадку використання автоматичного пристрою, котрий реагує на струм короткого замикання
де І"вт — номінальний струм спрацювання автомата. Плавкі вставки вибираються за величиною пускового струму електродвигуна з врахуванням режиму його роботи:
ТПУС Де *Ел.дв. — пусковий струм електродвигуна; а — коефіцієнт режиму роботи. Для асинхронних двигунів а = 1,6—2,5.
де Ін — номінальний робочий струм електродвигуна; j8 — коефіцієнт перевантаження, що приймається за каталогом для електродвигунів, /3 = 5—7. Приклад 7.4.Розрахувати систему захисного заземлення при потужності трансформатора 700 кВА. З'єднання обмоток трансформатора — зіркою. Електродвигун асинхронний серії АА. U = 380 В, п = 3000 хв.-1, тип 4А132М2. Перевіряємо умови забезпечення вимикальної спроможності занулення:
де Uф — фазова напруга, В; ZT—опір трансформатора, Ом; ' Zn — опір петлі фаза—нуль, котрий визначається за залежністю
де RH, /?ф — активні опори фазового та нульового провідників, Ом; Хн, Хф — внутрішні індуктивні опори фазового та нульового провідників, Ом; Xt — зовнішній індуктивний опір петлі фаза—нуль, Ом. Значення опору трансформатора ZT вибирається з табл. 7.9. Визначаємо номінальний струм електродвигуна
де Р — номінальна потужність двигуна, кВпг; UH — номінальна напруга, В; cosa — коефіцієнт потужності.
Для розрахунку активних опорів /?ф та RH вибираємо перетин, довжину, матеріал нульового та фазового провідників. Опір провідників, виготовлених з кольорових металів, можна визначити за формулою
де р — питомий опір провідника; для міді р = 0,018, для алюмінія р = 0,028 Ом ■ мм2 /м; І — довжина провідника, м; S — площа поперечного перетину провідника, мм2.
Значеннями Хф та Хн можна знехтувати з огляду на їхню незначну величину. Активний та індуктивний опори провідників визначаються за табл. 7.10. Перш за все необхідно задатися довжиною провідника та профілем перетину і визначити очікуване значення струму короткого замикання. Значення зовнішнього індуктивного опору петлі фаза—нуль для практичних розрахунків береться рівним 0,6 Ом/км. Основні технічні характеристики електродвигуна вибираються за табл. 7.11. N=10 кВт, cos а = 0,9, 1™сдв/ін = 7,5.
Розраховуємо номінальний струм плавкої вставки
де а — коефіцієнт режиму роботи електродвигуна. Для двигунів з частим ввімкненням а = 1,6—1,8; для двигунів з нечастими пусками а = 2—2,5. Визначаємо очікуване значення струму короткого замикання
Вибираємо стандартне значення перетину нульового проводу 4x10 мм і розраховуємо густину струму 6:
За табл. 7.10 знаходимо активні та індуктивні опори сталевих провідників. Для цього задаємось перетином і довжиною нульового Ін і фазового Іф сталевих провідників: Ін = 50 м, перетин 4x40 мм; S = 160 мм2; Іф = 100 м; перетин Ф = 8 мм; S = 50,27 мм2. Перетин нульового провідника та його матеріал вибираються при умові, щоб повна провідність нульового провідника була не меншою, ніж 50% повної провідності фазового проводу:
Аналогічно визначаємо активний опір нульового проводу:
Визначаємо внутрішні індуктивні опори фазового та нульового провідників хФ™хн.
де Хш — індуктивний опір провідників, Ом (табл. 7.10); / — довжина провідника, км. і Зовнішній індуктивний опір петлі фаза—нуль Х; = 0,6 Ом/км. Загальна довжина петлі фаза—нуль — 1,5 ■ 100 = 150 м = 0,15 км. Тоді X, = 0,6 • 0,15 = 0,09 Ом
На підставі отриманих даних розраховуємо Zn і визначаємо значення струму короткого замикання Струм Ікз більш ніж у три рази перевищує величину струму плавкої вставки, тому при замиканні на корпус плавка вставка перегорить протягом 5—7 сек. Завдяки цьому відбудеться вимикання пошкодженої фази. За значенням номінального струму за табл. 7.12 вибираємо плавку вставку серії ПН2-100 з номінальним струмом 80 А при напрузі мер'ежі 380 В.
|
Визначається рР03РВ — розрахунковий питомий опір грунту для вертикальних заземлювачів, Ом ■ м
Визначається L — відстань між вертикальними заземлювачами з відношення L/l=\. Визначається Lc — довжина з'єднувальної стрічки — горизонтального заземлювача, м
Активний опір фазового провода береться з табл. 7.10 в залежності від площі перетину та густини струму:
