Электробезопасность. Часть 2

ПРИВАЛОВ Е. Е.

ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ

ЧАСТЬ II СИСТЕМЫ ЗАЗЕМЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК

Учебное пособие

Для студентов специальностей:

–Электрификация и автоматизация сельского хозяйства

Ставрополь

2009г

УДК 658.382.3:631.31

Привалов . Часть II. Системы заземления электроустановок: Учебное пособие. - Ставрополь: Изд-во СтГАУ «АГРУС», 2009. – 28с.

Рецензент: кандидат технических наук, доцент

В доступной для электротехнического персонала форме изложены сведения, лежащие в основе построения и эксплуатации систем заземления TN-С, TN-S, TN-C-S, ТТ и IT электроустановок напряжения до1кВ и выше 1кВ.

Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности: – Электрификация и автоматизация сельского хозяйства, а также лаборантов, мастеров производственного обучения, аспирантов, преподавателей и электротехнического персонала электроустановок.

УДК 658.382.3:631.31

© Изд-во СтГАУ «АГРУС», 2009

Введение

Электроустановка (ЭУ) - совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другие виды энергии. Открытые (наружные) ЭУ - электроустановки, не защищенные зданием от атмосферных воздействий. ЭУ прикрытые только навесами, сетчатыми ограждениями и т. п., рассматриваются как наружные. Закрытые (внутренние) ЭУ - электроустановки, размещенные внутри здания, защищающего их от атмосферных воздействий. Электропомещения - помещения или отгороженные части помещения, в которых есть электрооборудование, доступное только для персонала ЭУ.

Заземлением называют преднамеренное соединение части ЭУ с землей. Различают рабочее и защитное заземления. Рабочее - заземление, необходимое для нормальной работы электрооборудования, например, вторичной обмотки трансформатора. Защитное – заземление, выполненное для электробезопасности персонала ЭУ. Заземление выполняют, используя заземляющее устройство (ЗУ), которое состоит из заземлителя и заземляющих проводников. Заземлитель – совокупность металлических проводников (электродов), надежно соединенных между собой и находящихся в соприкосновении с землей в специальном месте. Заземляющие проводники соединяют заземленные части ЭУ с заземлителем. Защиту ЭУ с помощью ЗУ выполняют, если напряжение на ней превышает 50В переменного или 120В постоянного тока. В ряде случаев, оговоренных в ПУЭ, такая защита применяется и при более низких напряжениях. Одним из элементов защиты при косвенном прикосновении в ЭУ напряжением до 1кВ является уравнивание и выравнивание потенциалов, где уравнивание – электрическое соединение токопроводящих частей (корпусов), а выравнивание – снижение потенциалов на поверхности земли до безопасной для людей величины.

1 Системы заземления электроустановок

Все ЭУ в отношении мер электробезопасности разделяются на четыре группы. Электроустановки напряжением выше 1кВ в сетях: с глухозаземленной (эффективно заземленной) нейтралью и с изолированной (заземленной через дугогасящий реактор) нейтралью. ЭУ напряжением до 1кВ в сетях с глухозаземленной и изолированной нейтралью.

Для ЭУ напряжением до 1кВ приняты обозначения.

1. TN – система заземления, в которой нейтраль источника питания (ИП) глухо заземлена, а открытые проводящие части ЭУ присоединены к глухозаземленной нейтрали ИП нулевыми защитными проводниками.

2. TN-С - система TN, в которой нулевые защитный и рабочий проводники ЭУ совмещены на всем ее протяжении (рисунок 1).

3. TN-S - система TN, в которой нулевые защитный и рабочий проводники ЭУ разделены на всем ее протяжении;

4. TN-C-S - система TN, в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника питания ЭУ;

5. IT - система, в которой нейтраль ИП изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части ЭУ заземлены;

6. ТТ - система, в которой нейтраль ИП глухо заземлена, а открытые проводящие части ЭУ заземлены при помощи ЗУ, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали источника питания.

В обозначениях первая буква - состояние нейтрали ИП относительно земли: Т - заземленная нейтраль; I - изолированная нейтраль. Вторая-буква - состояние открытых проводящих частей относительно земли: Т - открытые проводящие части заземлены, независимо от отношения к земле нейтрали ИП или какой-либо точки электрической сети; N - открытые проводящие части присоединены к глухозаземленной нейтрали ИП.

Последующие (после N) буквы - совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевых рабочего и защитного проводников:

·  S - нулевые рабочий (N) и защитный (РЕ) проводники разделены;

·  С - функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (PEN-проводник);

·  N - (графическое обозначение - ) - нулевой рабочий проводник;

·  РЕ – ( )- нулевой защитный проводник;

·  PEN – ( ) - совмещенные защитный и рабочий проводники.

2 Режимы работы систем заземления сетей напряжением до 1кВ

Рассмотрим нормальные режимы работы электроприемников (ЭП) 1 и 2 в сетях напряжением до 1кВ с глухозаземленной нейтралью и.

Система заземления TN - C (рисунок 1).

а б

Рисунок 1 - Система TN - C переменного (а) и постоянного (б) тока. Нулевые защитный и рабочий проводники совмещены в одном проводнике: 1 - заземлитель нейтрали (средней точки) ИП; 2 - открытые проводящие части ЭП; 3 - ИП постоянного тока.

Система заземления TN – S (рисунок 2).

Рисунок 2 - Система TN - S переменного тока. Нулевые защитный и рабочий проводники разделены: 1 - заземлитель нейтрали ИП; 2 - открытые проводящие части ЭП; 3 - источник питания.

Система заземления TN – C - S (рисунок 3).

Рисунок 3 - Система TN – C - S переменного тока. Нулевые защитный и рабочий проводники совмещены в одном проводнике в части ЭУ: 1 - заземлитель нейтрали ИП; 2 - открытые проводящие части ЭП; 3 – ИП.

Рассмотрим аварийные режимы работы ЭП в сетях напряжением до 1кВ с глухозаземленной нейтралью. Все случаи поражения человека током в результате электрического удара, являются следствием его прикосновения не менее чем к двум точкам электрической цепи ЭУ, между которыми существует высокое напряжение. Опасность такого прикосновения к ЭУ, оцениваемая током, проходящим через тело человека или напряжением прикосновения , и зависит от ряда факторов: условной схемы включения человека в электрическую цепь ЭУ; напряжения сети; схемы самой сети; режима ее нейтрали; степени изоляции токоведущих частей ЭУ от земли; емкости токоведущих частей ЭУ относительно земли.

Система TN - C с оборванным PEN – проводником (рисунок 4).

Рисунок 4 – Система TN - C с оборванным PEN – проводником:

- напряжение прикосновения; - шаговое напряжение; - заземлитель ИП; - заземлитель для повторного заземления PEN-проводника; ОЭ - однофазный электроприемник.

Стрелками показан ток, стекающий с заземлителя в землю в зоне (в) и проходящий через ноги и образующий напряжение .

- напряжение между открытыми проводящими частями ЭП в зонах (а) и (б) при одновременном к ним прикосновении человека.

- напряжение на участке (в) растекания тока с заземления между двумя точками на расстоянии 1м.

Система TN - S с замыканием на землю проводника (рисунок 5).

Рисунок 5 – Система TN - S с оборванным фазным проводом: - напряжение прикосновения; - шаговое напряжение; - заземлитель ИП.

В аварийном режиме напряжения на участке (б) и напряжения на участке (в) принимают значения, при которых возможно смертельное поражение человека током. Система TN – C - S с однофазным замыканием на корпус ЭП2 (рисунок 6). В аварийном режиме напряжения на участках (а) и (б), а также напряжения на участке (в) могут до момента срабатывания защиты принимать значения, при которых возможно смертельное поражение человека током.

Рисунок 6 – Система TN – C - S с однофазным замыканием на корпус ЭП2 после точки разделения PEN-проводника на N - и РЕ-проводники: - напряжение прикосновения; - шаговое напряжение; - заземлитель ИП; - полное сопротивление PEN-проводника.

Система TN – C - S с однофазным замыканием на корпус ЭП1 (рисунок 7).

Рисунок 7 - Система TN – C - S с однофазным замыканием на корпус ЭП1 до точки разделения PEN-проводника на N - и РЕ-проводники:

- напряжение прикосновения; - шаговое напряжение; - заземлитель ИП; - сопротивление PEN-проводника.

В аварийном режиме напряжение на участке (а) - неопасно, а в зоне (б) - возможно смертельное поражение (до момента срабатывания защиты принимают значения) человека.

Таким образом, опасность поражения не однозначна: в одних случаях случайное включение человека в электрическую цепь ЭУ напряжением до 1кВ сопровождается прохождением через него малых токов и окажется неопасным, а в других - токи способны вызвать смертельное поражение человека.

3 Оценка опасных факторов в однофазных сетях с системами TN

Определим значения напряжения прикосновения и тока, протекающего через тело человека, в зависимости от следующих факторов:

·  условной схемы включения человека в электрическую цепь ЭУ;

·  напряжения сети;

·  системы заземления: IT, TN – C, TN – S, TN – C – S, TT;

·  режима нейтрали ЭУ (PEN-проводник, N - или РЕ-проводники);

·  изоляции токоведущих частей ЭУ от земли;

·  емкости токоведущих частей ЭУ от земли.

Данные факторы необходимо знать для оценки любой сети по условиям электробезопасности и выбора мер защиты: системы заземления, защитного отключения и устройства контроля изоляции сети.

Предположим, что сопротивление основания, на котором стоит человек (грунт, пол), а также сопротивление его обуви незначительны и равны нулю. Рассмотрим однофазную изолированную от земли сеть (система заземления IT), у которой емкость проводов относительно земли равна нулю, т. е. воздушную сеть небольшой протяженности.

Оценим опасность прикосновения человека к проводу изолированной сети и определим напряжение и ток в нормальном и аварийном режимах работы однофазной сети (рисунок 8).

При нормальном режиме работы сети напряжение прикосновения:

(1)

Ток, проходящий через тело человека:

(2)

Рисунок 8 - Прикосновение человека к проводу однофазной сети небольшой протяженности: а - при нормальном режиме ее работы; б - при аварийном режиме; 1,2 - номера проводов.

В аварийном режиме, когда провод 2 замкнут на землю через сопротивление (рисунок 8,б), напряжение и ток определяют по формулам (1) и (2), где сопротивление заменено на - эквивалентное сопротивление параллельно включенных сопротивлений и :

(3)

Сопротивление очень мало по сравнению с сопротивлениями и принято равным нулю, поэтому напряжение и ток будут иметь наибольшие возможные значения:

(4)

Рассмотрим однофазную сеть с заземленным проводом (система TN - C) и емкостью относительно земли равной нулю (рисунок 9).

Рисунок 9 - Прикосновение человека к проводам однофазной сети с заземленным проводом: а - прикосновение к незаземленному проводу 2;

б - прикосновение к заземленному проводу 1 при аварийном режиме; в - прикосновение к заземленному проводу 1 при коротком замыкании между проводами 1 и 2.

При прикосновении к незаземленному проводу 2 сети (рисунок 9,а) через тело человека проходит ток:

. (5)

Напряжение прикосновения при этом

, (6)

где r0 сопротивление заземления провода, Ом.

Из выражений (5) и (6) видно, что при сопротивлении r0 << Rh человек оказывается под полным напряжением сети, а ток, проходящий через него, имеет наибольшее значение. В данном случае мы не учитываем сопротивлений изоляции и , влияние которых незначительно.

Большое значение для электробезопасности персонала в ЭУ имеет сопротивления изолирующего пола в помещении и обуви работников, последовательно подключаемые к сопротивлению . Ток из выражения (5) можно представить в виде

. (7)

Таким образом, факторы режимов нейтрали электрической сети (PEN-проводник, N - или РЕ-проводники); схемы самой сети (системы IT, TN – C, TN – S, TN – C – S, TT); степени изоляции токоведущих частей и человека от земли играют важную роль в обеспечении электробезопасности людей.

Для ЭУ напряжением до 1кВ, как правило, должны использоваться ИП с глухозаземленной нейтралью с применением системы заземления ТN. Электроснабжение животноводческих помещений выполняют от сети напряжением 380/220В. При этом для защиты людей и животных используют систему заземления ТN – C – S, с разделением РЕN - проводника на нулевые защитный (PE) и рабочий (N) проводники на вводном щитке здания. При питании таких сооружений от пристроенных трансформаторных подстанций применяют систему ТN - S, при этом N - проводник должен иметь изоляцию равноценную изоляции фазных проводов ЭУ напряжением до 1кВ.

Оценивая сети с системами ТN – C – S, ТN – C – S и ТN – C – S в целом, следует подчеркнуть два достоинства: возможность подключения не только трехфазных, но и однофазных ЭП, а также быстрое отключение поврежденных участков ЭУ, связанных с землей. Основные недостатки: повышенные электро и пожароопасность ЭУ по сравнению с системами заземления IT и TT. При касании человека к линейному проводу ток превышает опасное для жизни значение, так при напряжении =380В и расчетом сопротивлении = 1000Ом, ток =0,38А. Серьезным недостатком сети с системами ТN является то, что при обрыве N – проводника напряжение на однофазных ЭП может достигать =380В и приводить к их повреждению.

4 Системы заземления TT и IT электроустановок различного напряжения

Систему заземления ТТ применяют при недопустимости перерыва электропитания ЭУ напряжением выше 1кВ при первом замыкании на землю. В этом случае для защиты персонала обязательно выполняют защитное заземление в сочетании с постоянным контролем изоляции (ПКИ) или применением устройства защитного отключения (УЗО) с отключающим током не более 30мА. Систему ТТ для ЭУ напряжением до 1кВ используют, когда условия электробезопасности в системе заземления ТN не обеспечиваются (требование ПУЭ по времени автоматического отключения питания ЭУ).

Напряжение , где - ток срабатывания устройства защитного отключения (УЗО); - суммарное сопротивление заземляющего устройства (ЗУ).

Рассмотрим систему заземления ТТ (рисунок 10).

Рисунок 10 - Система ТТ переменного тока. Открытые проводящие части ЭУ заземлены при помощи заземления, электрически независимого от заземлителя нейтрали: 1 - заземлитель нейтрали ИП; 2 - открытые проводящие части ЭП; 3 - заземлитель корпуса ЭП.

Оценим опасность поражения людей током в ЭУ с системой заземления ТТ в аварийных режимах.

Четырехпроводная сеть в аварийном режиме 1. Система ТТ с однофазным замыканием на корпус ЭП2 (рисунок 11).

Рисунок 11 – Сеть с системой ТТ с нулевым рабочим проводником (N) и однофазным замыканием на корпус ЭП2: - напряжение прикосновения; - шаговое напряжение; - заземлитель ИП; - сопротивление заземления ЭП1; - сопротивление заземления ЭП2.

В аварийном режиме 1 напряжение на участках (а), (б) и напряжение на участках (б) и (в) до момента срабатывания защиты ЭУ принимают значения, при которых возможно смертельное поражение током.

Трехпроводная сеть в аварийном режиме 2. Система ТТ с однофазным замыканием на корпус ЭП2 (рисунок 12).

Рисунок 12 - Сеть с системой ТТ без нулевого рабочего проводника (N) и однофазным замыканием на корпус ЭП2: - напряжение прикосновения; - шаговое напряжение; — заземлитель ИП; - сопротивление заземления ЭП1; - сопротивление заземления ЭП2.

В рассматриваемом аварийном режиме 2 напряжение на участках (а), (б) и напряжение на участках (б) и (в) могут до момента срабатывания защиты принимать значения, при которых возможно смертельное поражение электрическим током персонала ЭУ.

Сеть с системой заземления IT (рисунок 13) используют при напряжении до 1кВ только в ЭУ с повышенными требованиями к безопасности, например, во взрывоопасных помещениях (сооружениях). При напряжении 6…35кВ такой режим рекомендован ПУЭ во всех ЭУ.

Рисунок 13 - Система IT переменного тока. Открытые проводящие части ЭП заземлены. Нейтраль ИП изолирована от земли или заземлена через большое сопротивление: 1 – отключенное сопротивление заземления нейтрали ИП; 2 - заземлитель; 3 - открытые проводящие части ЭП; 4 - заземляющее устройство корпуса ЭП.

Причина широкого распространения режима работы сетей выше 1кВ с изолированной нейтралью заключается в том, что в системе IT замыкание одной фазы на землю не является коротким замыканием. Сеть с системой заземления IT с замыканием фазы на землю можно эксплуатировать несколько часов, а ток замыкания на землю во много раз меньше, чем ток междуфазных коротких замыканий. Достоинство такой сети в том, что нет необходимости в установке быстродействующих защит от замыкания на землю, т. е. не требуются дополнительные затраты на эксплуатацию специальных защит. Недостаток системы IT – возникновение перенапряжения на поврежденных фазах сети относительно земли. Изоляция фаз сети относительно земли выбирается по линейному напряжению, чтобы ЭУ могла длительно работать с замыканием фазы на землю, вплоть до устранения повреждения. При этом надо немедленно приступать к отысканию места повреждения из-за опасности поражения людей током.

Рассмотрим сеть с системой IТ, где нейтраль ИП изолирована от земли, в аварийном режиме 1 (рисунок 14).

В аварийном режиме 1 напряжение на участках схемы (а), (б) и шаговые напряжения на участках (б) и (в) близки к нулю, за счет изолированной нейтрали и заземленных ЭП1 и ЭП2.

Рисунок 14 - Система IT без заземления нейтрали ИП с однофазным замыканием на корпус ЭП2: - напряжение прикосновения; - шаговое напряжение; - заземлитель ИП; - сопротивление заземления ЭП1; - сопротивление заземления ЭП2; - сопротивление нейтрали ИП.

Сеть с системой IТ, где нейтраль ИП заземлена через большое сопротивление, в аварийном режиме 2 (рисунок 15).

Рисунок 15 - Сеть системы IT с заземлением фазы ИП через большое сопротивление и однофазным замыканием на корпус ЭП2: - напряжение прикосновения; шаговое напряжение; - заземлитель ИП; - сопротивление заземления ЭП1; - сопротивление заземления ЭП2; - сопротивление в заземляющем проводнике фазы 3 ИП.

В рассматриваемом аварийном режиме 2 напряжение на участках (а), (б) и напряжение на участках (б) и (в) неопасны ().

Таким образом, опасность поражения не однозначна: в одних случаях случайное включение человека в электрическую цепь ЭУ напряжением до 1кВ сопровождается прохождением через него малых токов и неопасно, в других - токи могут достигать больших значений, способных вызвать смертельное поражение человека.

Фазные напряжения в сети напряжением выше 1кВ с системой IT могут превышать линейные напряжения, что обусловлено возникновением перемежающейся электрической дуги. Такое явление часто приводит к пробою изоляции ЭУ, особенно электродвигателей напряжением выше 1кВ.

5 Оценка опасных факторов в трехфазных электрических сетях с системами заземления IT и ТТ

Условные схемы включения человека в цепь тока различны. Однако наиболее характерны две схемы включения: между двумя фазами электрической сети и между одной фазой и землей. Во втором случае электрическая связь между сетью и землей обусловлена несовершенством изоляции проводов относительно земли, наличием емкости между проводами и землей, а также заземлением нейтрали ИП (рисунок 16).

Рисунок 16 – Схема условных прикосновений людей к проводам трехфазной сети с системой IT: а - двухфазное прикосновение; б и в - однофазные прикосновения; - полные сопротивления проводов относительно земли.

Двухфазное прикосновение (случай а) более опасно, поскольку к телу человека прикладывается линейное напряжение - , а ток , проходящий по пути «рука – рука» не зависит от схемы заземления IT или TT, режима нейтрали ЭУ, имеет наибольшее значение:

. (8)

Случаи двухфазного прикосновения к токопроводящим частям ЭУ редки. Они являются, как правило, результатом:

·  работы под напряжением в действующих ЭУ напряжением до 1кВ - на щитах, сборках, воздушных линиях электропередачи (например, при замене сгоревшего предохранителя на вводном щитке в здание);

·  применения неисправных индивидуальных защитных средств - диэлектрических перчаток с проколами резины, монтерского инструмента с поврежденной изоляцией рукояток;

·  эксплуатации электрооборудования без ограждения с неизолированными токоведущими частями (открытые рубильники, поврежденные штепсельные розетки, провод с поврежденной изоляцией, незащищенные зажимы сварочных трансформаторов).

Однофазное прикосновение менее опасно, чем двухфазное, поскольку ток, проходящий через тело человека, ограничивается влиянием многих факторов. Однако однофазное прикосновение возникает во много раз чаще. Для обеспечения электробезопасности в системе IT корпуса ЭП, как и в системе ТТ, заземлены при помощи повторных заземлителей. Для защиты от дойных замыканий на землю, которые сопровождаются большими токами, в системе IT выполняют автоматическое отключение питания ЭУ напряжением до 1кВ.

Определение напряжения и тока в случае прикосновения его к одной из фаз сети с системой заземления IT оказывается более сложным. Рассмотрим случай прикосновение человека к фазному проводу трехфазной сети с системой IT, у которой нейтраль заземлена через активное и индуктивное сопротивления и , где сопротивления изоляции проводов , и емкости проводов относительно земли .

Рассмотрим сеть с системой заземления IT и ее эквивалентную схему в момент условного прикосновения человека к фазному проводу 1.

Рисунок 17 – Схема условного прикосновения человека к фазному проводу сети с системой IT и большим сопротивлением нейтрали относительно земли: а - схема сети с условными сопротивлениями изоляции фаз 1,2,3; б - эквивалентная схема.

Полные проводимости изоляции фазных и нулевого проводов относительно земли и заземления нейтрали в комплексной форме:

Полная проводимость тела человека: .

Напряжение прикосновения в комплексной форме:

, (9)

где а – фазный оператор трехфазной системы, учитывающий сдвиг фаз:

,

Ток, проходящий через тело человека:

. (10)

Выражения для вычисления напряжения и тока в случае прикосновения человека к фазе трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью сети система заземления TN – C аналогичны (9) и (10). При этом полная проводимость заземления нейтрали:

. (11)

При нормальном режиме работы сети проводимости нулевого и фазных проводов относительно земли по сравнению с малы и с некоторым допущением могут быть приравнены к нулю:

.

Уравнение для определения напряжения в действительной форме:

, (12)

а опасный ток, проходящий через человека, определяется из уравнения:

. (13)

При аварийном режиме, когда одна из фаз сети с системой IT, например фаза 3, замкнута на землю через относительно малое активное сопротивление (рисунок 18).

Рисунок 18 – Схема условного прикосновения человека к фазному проводу трехфазной сети с системой IT (нейтраль заземлена через большое сопротивление ) в аварийном режиме: а - схема сети с системой IT; б - векторная диаграмма напряжений.

В данном режиме выражение (9) принимает вид:

. (14)

Ток, проходящий через тело человека, определяется по уравнению:

. (15)

Если принять, что сопротивление , то напряжение . Следовательно, в данном случае человек окажется под воздействием напряжения сети. Если предположить, что сопротивление , то напряжение , т. е. человек окажется под действием напряжения .

Рассмотрим нормальный режим работы сети с системой заземления IT (рисунок 19).

Рисунок 10 – Схема условного прикосновения человека к проводу трехфазной сети с системой заземления IT при нормальном режиме работы ЭУ.

При нормальном режиме работы сети с системой IT напряжение и ток в период касания человека к фазе 1, определяются по уравнениям (9) и (10), где проводимости .

Согласно (10) выражение для расчета тока имеет вид:

. (16)

Пользуясь выражением (9), оценим опасность прикосновения к фазному проводу сети с системой заземления IT для трех случаев.

Случай 1. Предположим, что сопротивления изоляции и емкостей проводов относительно земли равны: ; , следовательно, при проводимостях ток:

, (17)

где - полное комплексное сопротивление провода относительно земли.

В действительной форме ток определяется из уравнения:

. (18)

Случай 2. При равенстве сопротивлений изоляции и отсутствии емкостей; , когда проводимость и сопротивление , что может иметь место в коротких воздушных сетях ток, проходящий через тело человека, согласно (17), в действительной форме:

. (19)

Случай 3. При больших сопротивлениях изоляции и равенстве емкостей , когда проводимость и сопротивление , что имеет место в кабельных сетях ток, проходящий через тело человека, в действительной форме описывается выражением:

, (20)

где емкостное сопротивление кабельной линии.

При аварийном режиме работы сети с системой заземления IT (рисунок 20), в случае замыкания фазы 3 на землю через малое активное сопротивление . С учетом замыкания фазы 3 на землю, принимаем проводимости двух других фаз и из формулы (10) получим ток, протекающий через тело человека:

. (21)

Рисунок 20 – Схема условного прикосновения человека к проводу сети с системой IT в аварийном режиме: а - схема трехфазной сети с системой IT, б - векторная диаграмма напряжений, если проводимости .

Напряжение прикосновения при замыкании фазы 3 на землю:

. (22)

С учетом того, что сопротивление небольшое << получим:

(23)

Ввиду того, что сопротивление замыкания > 0 напряжение , под которым окажется человек, коснувшийся исправной фазы сети с системой IT, будет значительно больше фазного и меньше линейного напряжения:

<<<. (24)

Таким образом, прикосновение к исправной фазе трехфазной сети с системой IT при коротком замыкании другой фазы на землю, значительно опаснее прикосновения к любой фазе этой же сети в нормальном режиме работы ЭУ и опаснее, чем прикосновение к исправной фазе трехфазной сети с системой ТТ, если сопротивление < .

Для обеспечения электро и пожаробезопасности корпуса ЭП в системах заземления ТТ и IТ заземляют с помощью повторных заземлителей. В этом случае, быстрого отключения замыкания одной фазы на землю не требуется, т. к. это повреждение не является коротким замыканием и сопровождается незначительными токами. Одно по условиям электробезопасности трехфазной сети напряжением до 1кВ с системой IT необходимо иметь постоянный контроль изоляции сети или установлены дифференциальные УЗО с током срабатывания не более 30мА. для защиты от двойных замыканий на землю, которые сопровождаются большими токами, выполняют автоматическое отключение питания.

Литература

1.  Правила устройства электроустановок (ПУЭ). – М.: Энергосервис, 2008. – 608с.

2.  Электробезопасность: задачник: Учеб. пособие / Под ред. проф. . – М.: Гардарики, 2003. – 215 с.

3.  Долин техники безопасности в электроустановках: Учеб. пособие. - М: Энергоатомиздат, 19с.

4.  Кужеков пособие по электрическим сетям и электрооборудованию. – Ростов на Дону: Феникс, 200с.

5.  , , Привалов в сельском хозяйстве. Ставрополь: Изд-во СтГАУ «АГРУС», 2006. – 131с.

6.  Е, , . Электробезопасность. – Ставрополь: Изд-во СтГАУ «АГРУС», 2006. – 81с.

7.  Охрана труда: межотраслевые правила по охране труда при эксплуатации электроустановок. – М.: ИНФА – М, 2003. – 154с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение. 3

1 Системы заземления электроустановок. 4

2 Режимы работы систем заземления сетей напряжением до 1кВ.. 5

3 Оценка опасных факторов в однофазных сетях с системами TN.. 10

4 Системы заземления TT и IT электроустановок различного напряжения. 14

5 Оценка опасных факторов в трехфазных электрических сетях с системами заземления IT и ТТ. 19

Литература. 27