Расчетный ток замыкания на землю для контура заземления: ПУЭ 1.7.96 — Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью

Содержание

ПУЭ 1.7.96 — Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью

Заземляющие устройства электроустановок
напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью

1.7.96. В электроустановках напряжением выше 1 кВ сети с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства при прохождении расчетного тока замыкания на землю в любое время года с учетом сопротивления естественных заземлителей должно быть

но не более 10 Ом, где I — расчетный ток замыкания на землю, А.
В качестве расчетного тока принимается:
1) в сетях без компенсации емкостных токов — ток замыкания на землю;
2) в сетях с компенсацией емкостных токов:
для заземляющих устройств, к которым присоединены компенсирующие аппараты, — ток, равный 125 % номинального тока наиболее мощного из этих аппаратов;
для заземляющих устройств, к которым не присоединены компенсирующие аппараты, — ток замыкания на землю, проходящий в данной сети при отключении наиболее мощного из компенсирующих аппаратов.


Расчетный ток замыкания на землю должен быть определен для той из возможных в эксплуатации схем сети, при которой этот ток имеет наибольшее значение.
1.7.97. При использовании заземляющего устройства одновременно для электроустановок напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью должны быть выполнены условия 1.7.104.
При использовании заземляющего устройства одновременно для электроустановок напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью сопротивление заземляющего устройства должно быть не более указанного в 1.7.101 либо к заземляющему устройству должны быть присоединены оболочки и броня не менее двух кабелей на напряжение до или выше 1 кВ или обоих напряжений, при общей протяженности этих кабелей не менее 1 км.
1.7.98. Для подстанций напряжением 6-10/0,4 кВ должно быть выполнено одно общее заземляющее устройство, к которому должны быть присоединены:
1) нейтраль трансформатора на стороне напряжением до 1 кВ;
2) корпус трансформатора;
3) металлические оболочки и броня кабелей напряжением до 1 кВ и выше;
4) открытые проводящие части электроустановок напряжением до 1 кВ и выше;
5) сторонние проводящие части.
Вокруг площади, занимаемой подстанцией, на глубине не менее 0,5 м и на расстоянии не более 1 м от края фундамента здания подстанции или от края фундаментов открыто установленного оборудования должен быть проложен замкнутый горизонтальный заземлитель (контур), присоединенный к заземляющему устройству.
1.7.99. Заземляющее устройство сети напряжением выше 1 кВ с изолированной нейтралью, объединенное с заземляющим устройством сети напряжением выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью в одно общее заземляющее устройство, должно удовлетворять также требованиям 1.7.89-1.7.90.

Нормы сопротивления заземляющих устройств, сопротивление заземления

Электричество, хотим мы того или нет, есть везде. В космическом пространстве, пронизывая все на своем пути, несутся бесчисленные космические лучи – электрически заряженные элементарные частицы. За пределами нашей планеты на высоте около 17 000 км над ее поверхностью находятся радиационные пояса, наполненные электрическими зарядами. На высоте 1000 км расположилась ионосфера – ионизированный космическими лучами слой воздушной оболочки Земли.

Атмосфера пронизана радиоволнами. Поверхность Земли покрыта линиями электропередачи. Например, в Беларуси по состоянию на 01.01.2017 суммарная длина воздушных линий 0.4 кВ – 750 кВ составила более 275 000 км. И, конечно же, электричество есть в каждом доме, на каждом заводе, в каждом предприятии. Сегодня все люди так или иначе взаимодействуют с электричеством, которое, однако, может быть не только другом.

Для уменьшения вероятности электротравматизма применяют защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей нетоковедущих частей, которые могут оказаться под опасным напряжением. Цель – защитить человека от действия тока в случае прикосновения к токопроводящим частям, находящимся под напряжением. Допустимое сопротивление заземляющего устройства закреплено в ПУЭ и ТКП 181-2009. Человек может по неосторожности прикоснуться непосредственно к токоведущим элементам или неосмысленно к корпусу электроустановки, на котором появилось напряжение из-за повреждения изоляции, замыкания фазы на корпус, обрыва нулевого провода в случае заземления нейтрали трансформатора и т.

п. В обоих случаях через человека начнет протекать ток. Наиболее важное значение в такой экстремальной ситуации имеет величина этого тока, которая зависит от значений сопротивления земли и сопротивления заземления. В зависимости от силы ток, протекающий через пострадавшего, может вызвать три варианта развития событий:

1) Зуд, покалывание или ощущение тепла — при токе (0,5…1,5) мА;

2) Сильное непроизвольное сокращение мышц, которое может привести к тому, например, что рука, держащая проводник или рукоять, не сможет разжаться – при токе (10…25) мА;

3) Хаотическое судорожное сокращение сердца или его остановка – при токе более 50 мА.

Однако заземление используется и для целей эффективного и экономичного функционирования электрических сетей. Такое заземление называется рабочим. Поэтому при эксплуатации сетей 110 кВ и выше производят регулярное измерение сопротивления заземления, которое согласно методике расчета пропорционально зависит от удельного электрического сопротивления грунта.

Этими измерениями занимаются лаборатории электрофизических измерений, у которых можно заказать испытание заземляющих устройств. После проведения измерения заказчику выдается акт проверки контура заземления.

Приведем таблицу ориентировочных величин расчетного удельного сопротивления грунта для разных пород по механическому составу и воды (все значения в Ом∙м). На территории Беларуси преобладают суглинистые и супесчаные почвы.

Глина, меловой песок

10…60

Суглинок

40…150

Супесок

150…400

Песок

От 400 до нескольких тысяч

Крупнозернистый песок, гравий, щебень

1000…10 000 или выше

Гранит, гнейс, сланец, базальт

от 1000 до нескольких десятков тысяч

Речная вода

5.

..100

Морская вода

0,2…1,0 или выше

Удельное сопротивление земли целесообразно измерять без нарушения целостности ее строения, поэтому наилучшим методом измерения является т.н. «метод четырех точек», при котором для измерений в землю вбиваются штыри диаметром около 1 см. Заказать измерение удельного сопротивления грунта в лаборатории электрофизических измерений «ТМРсила-М», имеющей большой опыт работы в области электроизмерений. 

Также согласно источникам приведем таблицу с нормируемыми сопротивлениями заземлений в зависимости от удельного сопротивления грунта (ПУЭ, ТКП 181-2009):

 Вид электроустановки  Характеристика заземляемого объекта  Характеристика заземляющего устройства  Сопротивление, Ом
 1. Электроустановки напряжением выше 1000 В, кроме ВЛ*  Электроустановка сети с эффективно заземленной нейтралью  Искусственный заземлитель с подсоединенными естественными заземлителями   0,5
 2. Электроустановки напряжением до 1000 В с гпухозаземлененой нейтралью, кроме ВЛ***  Электроустановка с глухозаземленными нейтрапями генераторов ипит рансформаторов или выводами источников однофазного тока

 Искусственный заземпигель с подключенными естественными заземлителями и учетом испопьзования заземпитепей повторных заземлений нулевого провода ВЛ до 1000 В при количестве отходящих линий не менее двух при напряжении источника, В:

 трехфазный               однофазный

     660                             380

     380                             220

     220                             127

 Искусственный заземпитель, расположенный
в непосредственной близости от нейтрали

генератора или трансформатора или вывода
источника однофазного тока при напряжении
источника, В:

 трехфазный               однофазный

     660                             380

     380                             220

     220                             127

 

 

 

 

 

2

4

8

 

 

 

 

15

30

 60 

 3. ВЛ напряжением выше 1000 В****

 Опоры, имеющие грозозащитный трос или другие устройства грозозащиты, железобетонные и металлические опоры ВЛ 35 кВ и такие же опоры ВЛ 320 кВ в населенной местности, на подходах к трансформаторным подстанциям с высшим напряжением 3-20 кВ, а также заземлители электрооборудования, установленного на опорах ВЛ 110 кВ и выше

 

 Электрооборудование, установленное на опорах ВЛ 3-35 кВ

 

 Железобетонные и металлические опоры ВЛ 3-20 кВ в ненаселенной местности

 3аземпитепь опоры при удельном сопротивлении грунта р, Ом-м:

 до 100;

 более 100 до 500

 более 500 до 1000

 более 1000 до 5000

 более 5000

 

 Заземлитель опоры

 

 Заземлитель опоры при удельном сопротивлении грунта р, Ом/м:

 до 100

 более 100

 

 

10*****

15*****

20*****

30*****

6-103 р*****

 

250/l**, но не более 10

 

 

30*****

0,3р*****

 4. ВЛ напряжением до 1000 В***

 

 

 

 

 

ВЛ напряжением до 1000 В****

 

 

 

 

 Опора ВЛ с устройством грозозащиты

 Опоры с повторными заземлителями нулевого провода

 

 

 

 

 Опоры с повторными заземлителями нулевого провода

 

 

 

 

 

 Заземлитель опоры для грозозащиты

 Общее сопротивление заземления всех повторных заземлений при напряжении источника, В:

 трехфазный                  однофазный

      660                               380

      380                               220

      220                               127

 Заземлитель каждого из повторных заземлений при напряжении источника, В:

 

 трехфазный                  однофазный

      660                               380

      380                               220

      220                               127

 

 

 30

 

 

5

10

20

 

 

 

 

15

30

60

 

 

 * Для злектроустановок напряжением выше 1000 В и до 1000 В с изолированной нейтралью при удельном сопротивлении грунта р более 500 Ом-м допускается увеличение сопротивления в 0,002 р раз, но не более десятикратного.

 ** I — расчетный ток замыкания на землю, А.

 В качестве расчетного тока принимается:

 — в сетях без компенсации емкостного тока — ток замыкания на землю;

 — в сетях с компенсацией емкостного тока;

 — для заземляющих устройств, к которым присоединены дугогасящие реакторы, — ток, равный 125 % номинального тока зтих реакторов;

 — для заземляющих устройств, к которым не присоединены дугогасящие реакторы, — ток замыкания на землю, проходящий в сети при отключении наиболее мощного из дугогасящих реакторов ипи наиболее разветвленного участка сети.

 *** Для установок и ВЛ напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью при удельном сопротивлении грунта р более 100 Ом-м допускается увеличение указанных выше норм в 0,01 р раз, но не более десятикратного.

 **** Сопротивление заземлителей опор ВЛ на подходах к подстанциям должно соответствовать требованиям ТКП 339.

 ***** Для опор высотой более 40 м на участках ВЛ, защищенных тросами, сопротивление заземлитепей должно быть в 2 раза меньше приведенных в таблице.

 

Контур заземления пуэ нормы. Главные документы с требованиями к заземлению


Норма сопротивления контура заземления | Элкомэлектро

О компании » Электролаборатория » Контур заземления » Норма сопротивления контура заземления

Очень часто энергетики спорят на тему, какие должны быть нормы растекания тока контура заземления? Какова величина сопротивления контура заземления? Какое допустимое сопротивление контура заземления? Как правило, в таких спорах можно услышать разные цифры, одни называют 4 Ом, от других можно услышать 20 Ом, некоторые специалисты говорят, что сопротивление контура заземлителя не нормируется. Так какие же должны быть нормы и почему такая путаница?

Какие бывают испытания?

Начну с того, что поясню, какие бывают испытания.  Электролаборатория проводит приёмо-сдаточные или эксплуатационные испытания. Приёмо-сдаточные испытания проводятся после окончания монтирования новой электроустановки, после того как, электроустановка смонтирована и сдана в эксплуатацию, с этого момента начинаются эксплуатационные испытания. Соответственно приёмо-сдаточные испытания проводятся только один раз, после окончания электромонтажных работ, а эксплуатационные испытания проводятся периодически, в процессе эксплуатации.

И так, существуют приёмо-сдаточные и эксплуатационные испытания. Приёмо-сдаточные испытания регламентируются Правилами Устройства Электроустановок (ПУЭ), а эксплуатационные Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП).

Почему спорят специалисты?

Наконец, мы подошли к самому главному. Почему спорят специалисты, почему такие разные цифры они называют?

Во первых, нужно понять о каких испытаниях идёт речь. Если разговор идёт о приёмо-сдаточных испытаниях, то ответ нужно смотреть в ПУЭ, Глава 1.8, Нормы приёмо-сдаточных испытаний, а если об эксплуатационных, то ответ ищем в ПТЭЭП, Приложение 3, Нормы испытаний электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей.

Во вторых нужно понять предназначение контура заземления. Контур заземления бывает для подстанций и распределительных пунктов выше 1000 Вольт, воздушных линий электропередач до 1000 Вольт и выше 1000 Вольт и электроустановок до 1000 Вольт.

Какие нормы?

1. Контур заземления для электроустановки напряжением до 1000 Вольт:

ПУЭ, п. 1.8.39, таблица 1.8.38, п. 3 гласит: при измерении в непосредственной близости к трансформаторной подстанции, сопротивление контура заземления должно быть: 15, 30 или 60 Ом, при измерении с учетом естественных заземлителей и повторных заземлителей отходящих линий: 2, 4 или 8 Ом соответственно для напряжений 660, 380 и 220 Вольт.

ПТЭЭП, Приложение № 3, таблица 36 гласит: сопротивление контура заземления — 15, 30 или 60 Ом для напряжений сети 660-380, 380-220 и 220-127 Вольт соответственно (трёхфазная/однофазная сеть), а при измерении с учётом присоединённых повторных заземлений должно быть не более 2, 4 и 8 Ом при напряжениях соответственно 660, 380 и 220 Вольт источника трехфазного тока и напряжениях 380, 220 и 127 Вольт источника однофазного тока.

2. Контур заземления для трансформаторной подстанции и распредпунктов напряжением больше 1000 Вольт:

ПУЭ, п. 1.8.39, таблица 1.8.38, п. 1 гласит: при измерении в электроустановке с глухозаземленной и эффективно заземленной нейтралью, должно быть не более 0,5 Ом.

ПТЭЭП, Приложение № 3, таблица 36 гласит: при измерении в электроустановке напряжением 110 кВ и выше, в сетях с эффективным заземлением нейтрали, сопротивление контура должно быть не более 0,5 Ом.

В электроустановке 3 — 35 кВ сетей с изолированной нейтралью — 250/Ip, но не более 10 Ом, где Ip — расчетный ток замыкания на землю.

3. Контур заземления воздушной линии электропередачи напряжением выше 1 кВ:

ПУЭ, п. 1.8.39, таблица 1.8.38, п. 2 гласит: Заземляющие устройства опор высоковольтной линии (ВЛ) при удельном сопротивлении грунта, ρ, Ом·м: 100/100-500/500-1000/1000-5000 – 10, 15, 20 и 30 Ом соответственно.

ПТЭЭП, Приложение № 31, таблица 35, п. 4 гласит:

А. Для воздушных линий электропередач на напряжение выше 1000 В: Опоры, имеющие грозозащитный трос или другие устройства грозозащиты, металлические и железобетонные опоры ВЛ 35 кВ и такие же опоры ВЛ 3 — 20 кВ внаселенной местности, заземлители оборудования на опорах 110 кВ и выше: 10, 15, 20 или 30 Ом при удельном сопротивлении грунта, соответственно: 100, 100-500, 500-1000, 1000-5000 Ом·м.

Б. Для воздушных линий электропередач на напряжение до 1000 Вольт: Опора ВЛ с грозозащитой – 30 Ом, Опоры с повторными заземлителями нулевого провода – 15, 30 и 60 Ом для напряжений питающей сети 660-380, 380-220 и 220-127 Вольт (трёхфазная/однофазная сеть) соответственно.

Подведём итог

Для электромонтажников, работающих в сетях напряжением ниже 1000 Вольт:

Сопротивление растекания контура заземления на вновь построенной электроустановке должно быть 15, 30 или 60 Ом или 2, 4 и 8 Ом при измерении с присоединёнными естественными заземлителями и повторными заземлителями отходящих линий для напряжений питающей сети 660-380, 380-220 или 220-127 Вольт (трёхфазная/однофазная сеть) соответственно.

Сопротивление растекания контура заземления на уже эксплуатирующейся электроустановке, тоже 15, 30 и 60 Ом или 2, 4, 8 Ом при измерении с присоединёнными естественными и повторными заземлителями для напряжений сети 660-380, 380-220 и 220-127 Вольт (трёхфазная/однофазная сеть) соответственно.

Как видим, значения сопротивления контура заземления одинаковы, не зависимо от вида испытаний, но разные в зависимости от назначения контура заземления!

www.megaomm.ru

Главные документы с требованиями к заземлению

Организация защитного заземления на стороне потребителя относится к обязательным процедурам, регламентируемым действующими нормативными актами и государственными стандартами (ГОСТ). Основные документы, определяющие порядок производимых при этом работ и содержащие основные требования к заземлению – это Правила устройства электроустановок (ПУЭ) и ПТЭЭП. Соответствующими положениями этих правил также оговариваются условия организации и проведения ТО заземляющих систем (включая их электрические испытания).

Требования к заземляющим устройствам (ЗУ)

Согласно требованиям нормативов любые действующие электроустановки должны защищаться специальным заземляющим контуром (ЗК), в состав которого входит такая обязательная составляющая, как заземлитель. Последний представляет собой сборную конструкцию из металлических элементов, обеспечивающих надёжный контакт с землёй и способствующих растеканию тока в неё.

Это сооружение (часть заземления), как правило, изготавливается из отдельных токопроводящих элементов (металлических прутьев, трубных заготовок или стандартных профилей), погружаемых в грунт на определённую глубину. Правилами обустройства таких конструкций предполагается, что для их изготовления могут применяться только сталь или медь, но никак не алюминий или другие металлы.

Этими же правилами оговариваются и возможные варианты конструкций заземлителя, а также устанавливается соответствие их показателям, нормируемым по ПУЭ.

Сопротивление

Одним из основных показателей эффективности работы заземления является электрическое сопротивление всей системы в целом, которое согласно пункту 7.1.101 ПУЭ (издание седьмое от 2016 года) не должно превышать следующих значений:

  • для трансформаторных подстанций 6-35 киловольт и питающих генераторов – не более чем 4 Ома;
  • для жилых объектов с питающими напряжениями 220 или 380 Вольт – не более 30-ти Ом.

Сопротивление заземления может регулироваться специальными методами, предполагающими выполнение следующих операций:

  • увеличение эффективной площади соприкосновения металлоконструкции с почвой за счёт включения в её состав требуемого количества дополнительных элементов;
  • повышение удельной проводимости в зоне размещения контура заземления путём добавления в грунт растворённых в воде соляных составов;
  • сокращение длины участков трасс, по которым заземляющие проводники прокладываются от защищаемого оборудования и распределительного шкафа с ГЗШ в сторону ЗУ.

Помимо этого защитные свойства системы заземления зависят и от характеристик грунта в месте обустройства заземлителя.

Свойства грунта

Ещё одним показателем эффективности работы заземления является величина тока стекания в грунт, которая также закладывается в нормативные ограничения, оговариваемые соответствующими пунктами ПУЭ. Значения этого параметра определяются составом почвы в месте расположения заземлителя, а также зависят от её влажности и температуры.

Практически установлено, что оптимальные условия, обеспечивающие эффективное распределение токов стекания и позволяющие упростить размещаемую в земле конструкцию заземления, создаются в особых грунтах. Это почвы, содержащие глину, суглинок или торфяные составляющие. При наличии указанных компонентов и высокой влажности почвы условия для растекания тока в месте обустройства заземлителя считаются идеальными.

Заземляющие системы (ЗС)

Согласно основным положениям ПУЭ, заземление электроустановок и рабочего оборудования может быть организовано несколькими способами, зависящими от схемы включения нейтрали на трансформаторной подстанции. По этому признаку различают несколько видов систем заземления, обозначаемых в соответствии с общепринятыми правилами. В основу их классификации заложено сочетание латинских значков «T» и «N», что означает заземлённую на подстанции нейтраль трансформатора.

Добавляемые к этому обозначению буквы «S» и «C» являются сокращениями от английских слов «common» – общая прокладка и «select» – раздельная. Они указывают на способ организации заземляющего проводника на всём протяжении питающей линии от подстанции до потребителя (в первом случае – совмещённый PEN, а во втором – раздельные PE и N). Объединённое через дефис «C-S» означает, что на некоторой части трассы заземляющий проводник совмещён с рабочим «нулём», а на оставшемся её участке они прокладываются раздельно.

Для мобильного оборудования

Существуют и другие системы организации защитного заземления оборудования (TT и IT, например), использующие нейтральный проводник в качестве «нулевого» и предполагающие обустройство повторного ЗУ на стороне потребителя. В первом случае нейтраль на подстанции глухо заземлена, а во втором – вообще никуда не подсоединяется. Эти варианты включения нейтрали используются редко и лишь в тех случаях, когда требуется сделать повторное заземление мобильных электроустановок (при условии что на стороне генератора сделать это очень сложно).

Согласно ГОСТ 16556-81 для передвижного электрооборудования используется рассмотренная выше система IT, при реализации которой на стороне потребителя организуется повторное заземление. Этим стандартом оговариваются технические характеристики и параметры ЗУ, которое временно устраивается в зоне предстоящих работ.

Знаковая и цветовая маркировка элементов ЗС

В соответствии с требованиями ГОСТа Р 50462 проводники и шины электросетей с заземленной нейтралью должны обозначаться маркировкой «РЕ» с добавлением штриховой линии из перемежающихся жёлтых и зелёных полосок на концевых участках трассы. Одновременно с этим шины рабочего «нуля» обозначаются голубым цветом и маркируются как «N».

В тех схемах, где нулевые рабочие проводники используются в качестве элемента защитного заземления с подключением на заземляющее устройство, при их обозначении используется голубой цвет. Одновременно с этим им присваивается маркировка «PEN» и добавляются чередующиеся желтые и зеленые штрихи на конечных участках схемных обозначений.

Необходимо отметить, что строгое соблюдение всех положений и требований ГОСТа и ПУЭ позволит потребителю организовать безопасную эксплуатацию имеющегося в его распоряжении оборудования.

evosnab.ru

Контур заземления | Заметки электрика

Здравствуйте, дорогие гости сайта «Заметки электрика».

Сегодня я расскажу Вам про контур заземления, для чего он необходим и как правильно выполнить его монтаж своими руками.

Покупая дачные участки для строительства домов и коттеджей, мы должны получить разрешение от энергоснабжающей организации на присоединение определенной мощности. И на данном этапе практически у всех возникает проблема с электромонтажом контура заземления, т.к. в технических условиях на электроснабжение дома он обязателен.

Также он необходим при реконструкции старой электропроводки. Более подробно об организации электропроводки в своем доме читайте в статье: электропроводка в деревянном доме.

Что такое контур заземления?

Для начала давайте разберемся, что такое заземление?

Заземление — это ЗУ (заземляющее устройство), предназначенное для электрического соединения с «землей» различных заземляемых частей электрооборудования.

Для каждой системы заземления (TN-C, TN-C-S, TN-S, TT и IT) существуют свои требования к сопротивлению заземляющего устройства (переходите по ссылкам соответствующих систем заземления и знакомьтесь).

Сопротивление ЗУ очень сильно зависит от:

  • типа грунта
  • структуры грунта
  • состояния грунта
  • глубины залегания электродов
  • количества электродов
  • свойств электродов

Контур заземления — это и есть, соединенные между собой, горизонтальные и вертикальные электроды, которые заложены на определенной глубине в грунте Вашего участка.

Все вышеописанные свойства грунта определяются его сопротивлением растекания тока. И чем это сопротивление меньше, тем лучше для монтажа контура заземления.

Грунты, идеально подходящие для монтажа контура заземления:

  • торф
  • суглинок
  • глина с высокой влажностью

Грунты, подходящие для монтажа контура заземления

Грунты, не подходящие для монтажа контура заземления:

Грунты, не подходящие для монтажа контура заземления

В зависимости от условий окружающей среды, даже один и тот же тип грунта может иметь разные свойства.

Поэтому производить монтаж контура заземления необходимо осознанно, а выбор количества и длины заземляющих электродов рассматривать по конкретному случаю.

В данной статье я опишу Вам самый распространенный и простой способ монтажа контура заземления. Существуют и более современные способы, например, модульно-штырьевая система заземления. Но к ним мы вернемся в других моих статьях. Чтобы не пропустить новые выпуски статей, подпишитесь.

 

Подготовка

Выбираем место для установки и монтажа заземляющего устройства.

Рекомендую выбирать место для заземления вблизи вводного распределительного устройства (сборки) Вашего дома. 

Согласно ПУЭ (п.1.7.111), искусственные вертикальные и горизонтальные заземлители (электроды) должны быть либо медными, либо из черной или оцинкованной стали. Также их поверхность не должна быть окрашена.

Вот таблица (ПУЭ, табл.1.7.4) рекомендуемых размеров вертикальных и горизонтальных заземлителей (электродов) и заземляющих проводников для прокладки в земле:

В качестве вертикальных и горизонтальных заземлителей (электродов) мы используем:

  • стальной уголок размером 50х50х5 (мм) с поперечным сечением 480 (кв. мм)
  • стальную полосу размером 40х4 (мм) с поперечным сечением 160 (кв.мм)

Материалы для контура заземления

Вот мои заготовки материала для монтажа контура заземления для повторного заземления PEN-проводника жилого многоквартирного дома и дальнейшего его разделения: на защитный проводник РЕ и нулевой рабочий проводник N.

 

Монтаж контура заземления

Теперь нам необходимо взять лопату и выкопать траншею в виде треугольника с размерами (3 х 3 х 3) метра. Можно выкопать траншею в виде прямой линии длиной порядка 4-5 метров. Последнее время мы именно так и делаем.

Ширина траншеи составляет 0,3-0,5 метра, а глубина 0,5-0,8 метра.

Траншея для контура заземления

В вершины данного треугольника забиваем кувалдой стальной уголок (вертикальные заземлители) длиной 2,5-3 метра. Вместо кувалды можно использовать специальные буры. Если траншея у Вас выкопана в виде прямой линии, то забиваем вертикальные электроды в количестве 4-5 штук через каждый метр.

Чтобы легче забивать стальные уголки в землю, заострите их концы болгаркой.

Забиваем стальные уголки (вертикальные электроды) не полностью, а оставляем около 20 (см). Затем с помощью сварочного аппарата привариваем к нашим стальным уголкам по периметру треугольника или прямой линии горизонтальную стальную полосу, идущую в силовой электрический щиток на шину РЕ (ГЗШ).

Проводник, который соединяет заземляющее устройство с заземляющей частью электроустановки (вводным распределительным устройством или сборкой), называется заземляющим.

В нашем примере в качестве заземляющего проводника применяется стальная полоса размерами 40 х 4 (мм), что удовлетворяет требованиям ПУЭ.

В итоге у нас получается вот такая конструкция (схема). Кстати забыл сказать, что места сварки нужно обработать антикоррозийным составом, например, битумом, а траншею закопать однородным грунтом.

Далее стальную полосу прокладываем до шины РЕ (ГЗШ). Вот фотография для наглядности.

Можно сделать и по-другому, воспользовавшись ПУЭ, п.1.7.117. Выводим из земли горизонтальный заземляющий проводник в виде стальной полосы, а к нему с помощью болтового соединения подключаем проводник, который прокладываем до шины РЕ (ГЗШ):

  • медный сечением не менее 10 кв.мм
  • алюминиевый сечением не менее 16 кв.мм
  • стальной сечением не менее 75 кв.мм

Я использовал заземляющий проводник из медной шины.

Окончание работ

После монтажа необходимо произвести замер его сопротивления. Как сделать это самостоятельно — читайте в статье замер контура заземления (заземляющего устройства).

P.S. В завершении хотелось бы Вам напомнить, что правильное и качественное заземление является Вашей защитой от поражения электрическим током.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

zametkielectrika.ru

контур заземления по пуэ нормы

 Наша электролаборатория производит весь комплекс электротехнических измерений, результаты которых предоставляются в надзорные органы: Энергонадзор Ростехнадзор, пожарным инспекторам. Мы прошли государственную аккредитацию и имеем аттестат установленного образца. Протоколы, выдаваемые нашей организацией, имеют силу юридического документа. Мы располагаем всеми необходимыми средствами измерения. Наши специалисты обладают необходимой квалификацией, владеют методиками электротехнических измерений. Наша лаборатория всегда готова откликнуться на предложения сотрудничества.

Часто нам задают вопросы, каковы нормы контура заземления по ПУЭ, каковы нормы контура заземления по ПТЭЭП? Действительно многие вопросы, связанные с заземлением у значительной части электриков вызывают определенные трудности. Далеко не все, сдавая ежегодный экзамен, радуются, когда среди вопросов встречается вопрос, связанный с сетью заземления. Это касается как простых электромонтеров, так и инженеров электриков.

Как правило, в повседневной работе для большей части электротехнического персонала достаточно общих представлений о назначении заземления и правил присоединения частей электроустановок к сети заземления. Для энергетиков предприятий и организаций, лиц ответственных за электрохозяйство ситуация выглядит иначе.

При посещении предприятия представителями надзорных органов, энергетику необходимо предоставить им протоколы установленного образца. Такие протоколы может составить только аккредитованная электролаборатория.

Результаты измерений сопротивления заземляющих устройств должны соответствовать нормам, прописанным в ПУЭ и ПТЭЭП. Оба документа исчерпывающе регламентируют требования к заземляющим устройствам.

В дальнейшем мы будем рассматривать вопросы, связанные с электроустановками до 1000 В:

Что касается норм сопротивления контура заземления, то следует уяснить, что требования ПУЭ относятся к проектируемым, вновь возводимым и реконструируемым электроустановкам. Протоколы измерений в этом случае составляются один раз в процессе приёмосдаточных работ.

В дальнейшем, при эксплуатации электроустановок начинают действовать нормы ПТЭЭП. Эти правила определяют не только нормы сопротивления контура заземляющего устройства, но и периодичность проведения измерений. Заинтересованного читателя отсылаем к ПУЭ, п. 1.8.39, таблица 1.8.38, п. 3 и ПТЭЭП, Приложение № 3, таблица 36. В этих пунктах ПУЭ и ПТЭЭП содержится подробная информация о нормах сопротивления заземляющего контура.

Внимательное знакомство с этими документами показывает, что нормы, определяемые обоими документами, совпадают полностью. В них отражаются измерения, проводимые для контуров заземления электроустановок различного рабочего напряжения. Нормы приводятся для измерений сопротивления контура заземления с учетом присоединения естественных заземлителей и повторных заземлений так и без учёта оных. Приводим сводную таблицу:

Напряжение электроустановки (В) 220- 127 380-220 660-380
Сопротивление без повторных заземлителей (Ом) 60 30 15
Сопротивление с повторными заземлителями (Ом) 8 4 2

 

Под повторными заземлителями и естественными заземлителями следует понимать способ устройства заземления присоединяемых к сети электроустановок. Например, к трансформаторной подстанции присоединена осветительная сеть жилого дома. В этом случае контур заземления дома является повторным заземлением. Понятно, что измерения проводятся с присоединенными потребителями и при отключении их цепей заземления.

Надо заметить, что методика измерений довольно сложна. Например, рекомендуется проводить измерения в летнее и зимнее время года, когда удельное сопротивление грунта минимально. В другое время года к результатам измерений применяются поправочные коэффициенты. Особые требован предъявляются к местам установки измерительных электродов, например, к расположению их по отношению к подземным коммуникациям, металлическим трубопроводам.

Все нюансы проведения подобного рода измерений способны учесть только профессионально подготовленные специалисты. Для проведения измерений используется только сертифицированные измерительные приборы прошедшие государственную поверку и имеющие клеймо Госповерителя.

Если вы заинтересованы в проведении разного рода электротехнических измерений, обращайтесь к нам. Мы сотрудничаем с заказчиками из Москвы и Московской области. Наши специалисты быстро выезжают на место проведения работ и в кратчайшие сроки выполняют измерения. На все возникающие вопросы мы ответим, если вы обратитесь по контактам, размещенным на нашем сайте.

Похожие статьи
Поддержите наш проект, поделитесь ссылкой!

elektrolaboratoriya.com

ПУЭ заземления: меры защиты оборудования, нормы

Использование электрических приборов это неотъемлемая часть жизни каждого человека. Во время их эксплуатации возникает риск поражения электрическим током. Поэтому была создана защитная система заземления. Чтобы данная система эффективно работала и выполняла свои защитные функции, были сформулированы требования, предъявляемые к защитному устройству. Такие предписания содержатся в правилах устройства электроустановок (ПУЭ).

Раздел ПУЭ заземления включат в себя основные рекомендации: как правильно выполнить контур заземления; как установить защитные конструкции электросети; нормы заземления; сопротивление заземления и другие. Данные правила позволяют создать условия для эффективной защиты помещений различных модификаций от негативного воздействия.

Нормы ПУЭ заземления

Нормы ПУЭ заземления являются совокупностью нормативно-правовых актов. Настоящие правила включают рекомендации, как выполнить электропроводку грамотно, описание различных электроустановок и принцип их действия, а также требования, предъявляемые к электрическим системам и их компонентам.

Работы по установке заземления необходимо производить в соответствии с нормами правил устройства электроустановок. Критерии, определенные в ПУЭ, позволят выполнить все присоединения и подключение безошибочно, выдерживая все стандарты. Это гарантирует надежную работу защитной системы в доме, позволит избежать негативных последствий природного и техногенного воздействия.

Если беспрекословно соблюдать все правила, описанные в ПУЭ, это приведет к большим финансовым затратам, поэтому электрики и инженеры в своей деятельности соблюдают только очень важные рекомендации.

В соответствии с нормами ПУЭ, повторный защитный контур непременно должен быть расположен на участках выхода из помещения. На данном месте рекомендуется монтировать естественные заземлители. К ним относятся железобетонные устройства, большие металлические детали, которые большей своей частью непосредственно соединены с грунтом.

Также в ПУЭ указываются предметы, которые не могут использоваться в роли заземлителей: металлические предметы, находящиеся под напряжением, канализационные и отопительные трубы, а также трубопроводы с легковоспламеняющимися веществами.

При монтаже заземления необходимо тщательно произвести расчеты, учитывая все факторы, влияющие на качество создаваемого устройства, при этом необходимо следовать ПУЭ.

Сопротивление заземления ПУЭ

Согласно нормам ПУЭ все электроприборы производятся в соответствии с нормированными значениями:

  • для телекоммуникационного оборудования защитное устройство должно иметь сопротивление не более 2 Ома или 4 Ома;
  • для надежной работы подстанции с напряжением 110кВ данный показатель должен быть не более 0,5 Ом;
  • при напряжении электролинии 220В источника однофазного тока и 380В трехфазного тока сопротивление трансформаторной подстанции должно соответствовать величине не более 4 Ом;
  • защитные конструкции воздушных линий связи подключаются к заземлению с сопротивлением не более 2 Ом;
  • при подключении молниеприемников защитное устройство должно соответствовать сопротивлению не более 10 Ом;
  • для жилого фонда частного сектора при эксплуатации системы TN-C-S рекомендовано локальное заземляющее устройство с сопротивлением не более 30 Ом;
  • для подключения частных домов к электрической цепи 220В/380В при эксплуатации системы TT, с использованием устройства защитного отключения требуется защитное заземляющее устройство с сопротивлением не более 500 Ом.

Заземление оборудования

Правила устройства электроустановок требуют большую часть электрооборудования на 380В и 220В непосредственно подсоединять к заземляющему устройству.

В электроустановках с напряжением до 1кВ и свыше 1кВ, применяется заземление с целью снизить ток, который может убить человека.

Защитное заземление электрооборудования требуется проводить при переменном напряжении свыше 42 Вольта и постоянном напряжении от 110 Вольт, а также в условиях переменного напряжения 380В и постоянного напряжения 440В в электроустановках различного типа.

Заземлению подлежат корпуса электрооборудования, металлические каркасы распределительных электрощитов и шкафов, оболочки проводов и кабелей, приводы аппаратов, обмотки трансформаторов, стальные тросы, трубы электропроводки и электрооборудования, металлические корпуса переносных и передвижных электроприемников, вторичные обмотки трансформаторов.

Согласно ПУЭ не подходят для заземления:

  • арматура опорных и подвесных изоляторов;
  • электрооборудование, зафиксированное на металлических заземленных конструкциях, при условии надежного контакта между ними;
  • при установке на деревянные конструкции не заземляются кронштейны и осветительная арматура; обшивка электроизмерительных приборов;
  • поверхность электроприемников с двойной изоляцией;
  • рельсы, проходящие за территорией электроподстанций.

В общественных и жилых помещениях необходимо заземлять электрические приборы с мощностью более 1300 Вт.

Защитные меры электробезопасности

Если соблюдать в точности все правила при эксплуатации, использование электрических приборов не представляет никакой опасности. Защищенность от поражения электрическим током достигается следующими способами:

  • часть электрической цепи, через которую проходит ток, не должна быть доступна для случайного прикосновения;
  • токоведущие части, находящие в открытом состоянии, не должны содержать опасное для человеческой жизни, напряжение, даже если изоляция нарушена;
  • такая недоступность достигается путем защитного отключения, использование малого напряжения, двойной изоляцией, уравниванием и выравниванием потенциалов, выполнение барьеров, расположение электрооборудования вне зоны доступности.

Применение мер в совокупности по защите от поражения током не должны снижать эффективности каждой.Если электрооборудование расположено в области уравнивания потенциалов, а самое большое рабочее напряжение при этом составляет не выше 25В переменного тока и не более 60В постоянного, то нет необходимости в защите от прямого прикосновения.

Также защитные функции электрооборудования должны быть предусмотрены при изготовлении последнего, либо при производстве монтажа.

uzotoka.ru

Нормы сопротивлений заземляющих устройств. | ЭЛЕКТРОлаборатория

Доброе время суток, дорогие друзья.

Сегодня я вернусь к заземляющим устройствам, а именно представлю в этой статье, нормы сопротивлений заземляющих устройств. 

Сразу отмечу, что все работы в электроустановках в России подчиняются двум правилам: ПУЭ (Правила устройства эксплуатации) —  к ним обращаются на этапе проектирования, строительства  и сдачи объектов в эксплуатацию; ПТЭЭП (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей) – к ним обращаются в процессе эксплуатации электроустановок.

Так вот согласно ПУЭ глава 1.8 допустимые значения сопротивлений заземляющих устройств указаны в таблице 1. 8.38

Что же касается ПТЭЭП, то здесь допустимые значения сопротивлений заземляющих устройств для воздушных линий и электрооборудования разделены на две таблицы 35 и 36 приложение 3.1

 

* Для опор высотой более 40 м на участках ВЛ, защищенных тросом, сопротивление заземлителей должно быть в 2 раза меньше указанных в таблице.

** Ip — расчетный ток замыкания на землю, в качестве которого принимается:

в сетях без компенсации емкостного тока замыкания на землю – ток замыкания на землю;

в сетях с компенсацией емкостного тока замыкания на землю:

— для электроустановок, к которым присоединены компенсирующие аппараты, — ток, равный 125% номинального тока наиболее мощного из этих аппаратов;

— для электроустановок, к которым не присоединены компенсирующие аппараты, — ток замыкания на землю, проходящий в данной сети при отключении наиболее мощного из компенсирующих аппаратов.

*** При удельном эквивалентном сопротивлении грунта более 100 Ом·м допускается увеличение приведенных значений в 0,01r раз, но не более десятикратного.

Надеюсь, статья окажется полезной.

На сегодня все. Успехов.

elektrolaboratoriy.ru

Нормы «Нормы устройства сетей заземления»

Р.Н. КАРЯКИН

доктор техн. наук, профессор

НОРМЫ УСТРОЙСТВА СЕТЕЙ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

МОСКВА

Энергосервис

2002

Автор: доктор технических наук, профессор Карякин Рудольф Николаевич

Нормы относятся к заземляющим устройствам электроустановок напряжением до 1 кВ и выше. Настоящее 3-е издание Норм, являясь технологическим дополнением главы 1.7 «Заземление и защитные меры электробезопасности» Правил устройства электроустановок (ПУЭ), соответствует требованиям стандартов Международной Электротехнической Комиссии (МЭК): 60364-5-54-2001: Earthing arrangements protective conductors and equipotential bonding и 61024-1-2001: Protection of structures against fire, explosion and life hazards (Lightning Protection).

По сравнению с предыдущим 2-м изданием объем книги увеличен более чем вдвое за счет добавления новых нормативных материалов.

Книга адресована инженерам (электротехникам, электроэнергетикам, электромонтажникам, строителям), мастерам, бригадирам, техникам, рабочим-электромонтажникам, связанным с проектированием, монтажом, испытаниями, сертификацией, энергонадзором, ремонтом, реконструкцией и эксплуатацией электроустановок.

Настоящее 3-е издание Норм устройства сетей заземления задумано как технологическое продолжение главы 1.7 «Заземление и защитные меры электробезопасности» Правил устройства электроустановок (ПУЭ). Именно поэтому Нормы предполагают их практическое применение одновременно с ПУЭ в едином процессе создания электроустановок и молниезащиты зданий и сооружений: проектирование — заказ оборудования и материалов — монтаж — пуско-наладочные и приемочные испытания - сертификация.

По сравнению с предыдущим 2-ым изданием объем книги увеличен более чем вдвое за счет добавления дополнительных нормативных требований к сетям заземления и молниезащиты, учитывающих новые стандарты Международной Электротехнической Комиссии (МЭК):60364-5-54-2001: Earthing arrangements protective conductors and equipotential bonding и 61024-1-2001: Protection of structures against fire, explosion and life hazards (Lightning Protection).

Автор выражает благодарность инж. А.С. Ермоленко за большую помощь при подготовке 3-ей редакции рукописи к печати.

Автор

Москва

29 октября 2001 г.

В отличие от известных инструктивных материалов по устройству сетей заземления и молниезащите предлагаемые Нормы соответствуют Основному правилу устройства электроустановок (см. Главу 1, п. 1.1.) и комплексу стандартов ГОСТ Р 50571 (МЭК 364), согласно которому заземление или зануление открытых проводящих частей электроустановок следует выполнять:

1) при номинальном напряжении более 50 В переменного тока или более 120 В постоянного тока — во всех электроустановках;

2) при номинальных напряжениях выше 25 В переменного тока или выше 60 В постоянного тока — в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных электроустановках.

Для сравнения напомним, что согласно известным инструктивным материалам заземление или зануление электроустановок выполняют:

1) при напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока — во всех электроустановках;

2) при номинальных напряжениях выше 42 В переменного тока и выше 110 В постоянного тока — только в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных остановках.

Норма дополнены стандартными методиками расчета заземляющих и защитных проводников и современной классификацией систем заземления электроустановок напряжением до 1 кВ. Используемая в книге терминология в области устройства заземляющих сетей уточнена и дополнена в соответствии с комплексом стандартов ГОСТ Р 50571 (МЭК 364).

Автор считает своим приятным долгом выразить благодарность своим коллегам канд. техн. наук В.И. Солнцеву и инж. Л.К. Коноваловой за помощь при подготовке ряда параграфов.

Автор благодарит инж. А.С. Ермоленко за помощь при подготовке рукописи к печати.

Автор

Москва

1 сентября 1999 г.

Действующие в 2001 году Правила устройства электроустановок (ПУЭ — 6 изд.) достаточно четко регламентируют требования к защитным мерам в зависимости от значений номинальных напряжений. Согласно ПУЭ требуется выполнять заземление или зануление электроустановок:

1) при напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока - во всех электроустановках;

2) при номинальных напряжениях выше 42 В, но ниже 380 В переменного тока и выше 110 В, но ниже 440 В постоянного тока -только в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках.

Заземление или зануление электроустановок не требуется при номинальных напряжениях до 42 В переменного тока и до 110 В постоянного тока во всех случаях, кроме взрывоопасных зон и электросварочных установок.

Рекомендации ПУЭ — 6 изд. не обеспечивают электробезопасность как в помещениях, так и на территориях размещения наружных электроустановок.

Для обеспечения электробезопасности согласно стандарту МЭК 364-4-41-1992 требуется выполнять заземление или зануление электроустановок:

1) при номинальном напряжении более 50 В переменного тока (действующее значение) или более 120 В постоянного (выпрямленного) тока — во всех электроустановках;

2) при номинальных напряжениях выше 25 В переменного тока (действующее значение) или выше 60 В выпрямленного тока — только в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных электроустановках.

Заземление или зануление электроустановок не требуется при номинальных напряжениях до 25 В переменного тока или до 60 В выпрямленного тока во всех случаях, кроме взрывоопасных зон и электросварочных установок.

Таблица B.1

Нормативный документ

Требования

Помещения

Без повышенной опасности

с повышенной опасностью

особо опасные

ПУЭ — 6 изд.

Требуется выполнять заземление или зануление

При номинальном напряжении 380 В и выше переменного или 440 В и выше постоянного тока

При номинальном напряжении выше 42 В переменного или выше 110 В постоянного тока

Не требуется выполнять заземление или зануление

При номинальном напряжении ниже 380 В переменного или ниже 440 В постоянного тока

При номинальном напряжении до 42 В переменного или до 110 В постоянного тока во всех случаях, кроме взрывоопасных зон и электросварочных установок

Рекомендации МЭК 364-4-41 (1992)

Требуется выполнять заземление или зануление

При номинальном напряжении более 50 В переменного или более 120 В постоянного тока

При номинальном напряжении выше 25 В переменного или выше 60 В выпрямленного тока

Не требуется выполнять заземление или зануление

При номинальном напряжении 50 В и ниже переменного или 120 В и ниже постоянного тока

При номинальном напряжении до 25 В переменного или до 60 В выпрямленного тока во всех случаях, кроме взрывоопасных зон и электросварочных установок

Не требуется защита от прямого прикосновения с помощью ограждений или оболочек, или изоляции, если электрооборудование находится в зоне действия системы уравнивания потенциалов

При номинальном напряжении, не превышающем 25 В переменного или 60 В выпрямленного тока

При номинальном напряжении, не превышающем 6 В переменного или 15 В выпрямленного тока

Не требуется защита от прямого прикосновения к сторонним проводящим частям, которые могут оказаться под напряжением

При напряжении, не превышающем 25 В переменного или 60 В выпрямленного тока

При напряжении, не превышающем 6 В переменного или 15 В выпрямленного тока

Защита от прямого прикосновения с помощью ограждений или оболочек, или изоляции не требуется, если электрооборудование находится в зоне действия системы уравнивания потенциалов и номинальное напряжение не превышает:

— 25 В переменного тока или 60 В выпрямленного тока при условии, что оборудование нормально эксплуатируется только в сухих помещениях и мала вероятность контакта человека с частями, могущими оказаться под напряжением;

— 6 В переменного тока или 15 В выпрямленного тока во всех остальных случаях.

Численные значения нормативов стандартов МЭК 364-4-41 (1992) и ПУЭ — 6 изд. даны в таблице.

Сравнение сопоставимых нормативов ПУЭ и стандартов МЭК позволяет сделать вывод о необходимости существенного ужесточения требований к защитным мерам. В частности, в помещениях без повышенной опасности согласно стандарту МЭК 364-4-41  -1992 требуется выполнять заземление или зануление при номинальном напряжении в 7,6 раз меньшем, чем установлено требованиями ПУЭ — 6 изд.

В разработанную и утвержденную в 2002 году новую редакцию главы 1.7. «Заземление и защитные меры электробезопасности» (ПУЭ — 7 изд.) внесены изменения, учитывающие рекомендации МЭК 364-4-41-1992.

Предлагаемые Нормы устройства сетей заземления удовлетворяют Основному правилу устройства электроустановок (см. Главу 1, п. 1.1) и потому соответствуют наиболее жестким требованиям ПУЭ [1], [2], ГОСТ 12.1.030 [4], ГОСТ 12. 1.038 [5], комплекса стандартов ГОСТ Р 50571 (МЭК 364) [6]-[20] и новой редакции главы 1.7 ПУЭ — 7 изд.

Нормы распространяются на все вновь сооружаемые и реконструируемые электроустановки переменного и постоянного тока напряжением до 1 кВ и выше и содержат требования к их заземлению и защите людей от поражения электрическим током при прямом прикосновении к опасным токоведущим частям, а также при повреждении изоляции, в соответствии с ПУЭ [1], [2], комплексом стандартов ГОСТ Р 50571 [6 — 20] и другими нормативно-техническими документами [3 — 5], [21], [22 — 64].

В целях большей чёткости всё дальнейшее изложение построено на основе использования терминологии, принятой в ПУЭ [1], [2]. В необходимых случаях термины и их определения (табл. 1.1) уточнены и дополнены в соответствии с современными представлениями.

В основу классификации электроустановок по мерам электробезопасности положено номинальное напряжение электроустановки (до 1 кВ и выше 1 кВ) и режим её нейтрали (табл. 1.2).

В основу классификации помещений и территорий по опасности электропоражения положены условия, создающие повышенную опасность: сырость, токопроводящая пыль, химически активная среда, токопроводящие полы, высокая температура, возможность одновременного прикосновения человека к металлическим корпусам электрооборудования и к заземлённым частям (табл. 1.3).

Различают три вида электропроводок: открытая, скрытая и наружная электропроводки (табл. 1.5).

Таблица 1.1.

Термин

Определение

1. Электроустановка

Совокупность машин, аппаратов, линий, заземляющих и защитных устройств, а также вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для безопасного производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии.

Электроустановки по условиям электробезопасности разделяются на электроустановки до 1 кВ и электроустановки выше 1 кВ (по действующему значению напряжения)

2. Открытая или наружная электроустановка

Электроустановка, не защищенная зданием от атмосферных воздействий.

Электроустановка, защищенная только навесами, сетчатыми ограждениями и т.п., рассматривается как наружная

3. Закрытая или внутренняя электроустановка

Электроустановка, размещенная внутри здания, защищающего ее от атмосферных воздействий

4. Электропомещение

Помещение или отгороженная, например сетками, часть помещения, которые доступны только для квалифицированного обслуживающего персонала и в которых расположены электроустановки

5. Сухое помещение

Помещение, в котором относительная влажность воздуха не превышает 60 %. При отсутствии в таком помещении условий, приведенных в пп. 6 — 11, оно называется нормальным

6. Влажное помещение

Помещение, в котором пары или конденсирующаяся влага выделяются лишь кратковременно в небольших количествах, а относительная влажность воздуха более 60 %, но не превышает 75 %

7. Сырое помещение

Помещение, в котором относительная влажность воздуха длительно превышает 75 %

8. Особо сырое помещение

Помещение, в котором относительная влажность воздуха близка к 100 % (потолок, стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой)

9. Жаркое помещение

Помещение, в котором под воздействием различных тепловых излучений температура превышает постоянно или периодически (более 1 сут.) +35° С (например, помещение с сушилками, сушильными и обжигательными печами, котельные и т.п.)

10. Пыльное помещение

Помещение, в котором по условиям производства выделяется технологическая пыль в таком количестве, что она может оседать на проводниках, проникать внутрь машин, аппаратов и т.п. Пыльные помещения разделяются на помещения с токопроводящей пылью и помещения с нетокопроводящей пылью

11. Помещение с химически активной или органической средой

Помещение, в котором постоянно или в течение длительного времени содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, образуются отложения или плесень, разрушающие изоляцию, токоведущие части электрооборудования и заземляющие устройства электроустановок

12. Квалифицированный персонал

Специально подготовленные лица, прошедшие проверку знаний в объеме, обязательном для данной работы, и имеющие квалификационную группу по технике безопасности, предусмотренную Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок

13. Распределительное устройство (РУ)

Электроустановка, служащая для приема и распределения электроэнергии и содержащая коммутационные аппараты, сборные и соединительные шины, заземляющие устройства, вспомогательные устройства (компрессорные, аккумуляторные и др.), а также устройства защиты, автоматики и измерительные приборы

14. Открытое распределительное устройстве (ОРУ)

Распределительное устройство, все или основное оборудование которого расположено на открытом воздухе

15. Закрытое распределительное устройстве (ЗРУ)

Распределительное устройство, оборудование которого расположено в здании

16. Комплектное распределительное устройстве

Распределительное устройство, состоящее из полностью или частично закрытых шкафов или блоков со встроенными в них аппаратами, устройствами защиты и автоматики и поставляемое в собранном или полностью подготовленном для сборки виде.

Комплектное распределительное устройство, предназначенное для внутренней установки, обозначается КРУ, а для наружной установки — КРУН

17. Подстанция

Электроустановка, служащая для преобразования и распределения электроэнергии и состоящая из трансформаторов или других преобразователей энергии, распределительных устройств, заземляющих и защитных устройств, устройств управления и вспомогательных сооружений.

В зависимости от преобладания той или иной функции подстанций они называются трансформаторными или преобразовательными

18. Заземляющее устройство

Совокупность заземлителя и заземляющих проводников

19. Заземлитель

Проводник (электрод) или совокупность электрически соединенных между собой проводников (электродов), находящихся в соприкосновении с землей или ее эквивалентом

20. Искусственный заземлитель

Заземлитель, специально выполняемый для целей заземления

21. Естественный заземлитель

Находящиеся в соприкосновении с землей или с ее эквивалентом электропроводящие части комму

files. stroyinf.ru

Норма сопротивления контура заземления | PoweredHouse

Основной характеристикой заземляющего защитного устройства является сопротивление. Сопротивление заземления включает в себя сопротивление грунта, проходящего через него тока, сопротивление заземлителя и сопротивление проводников. Две последние величины зачастую имеют малые значения по сравнению с сопротивлением растекания тока.

Заземление, которое проходит в доме требует проверки, для удостоверения в своей исправности. После окончания работ по монтажу заземления, вся защитная линия подвергается тщательному осмотру и диагностики на предмет невредимости и правильности соединения.

Нормы сопротивления заземления

Контур заземления для электроустановки напряжением до 1000 Вольт:

ПУЭ, п. 1.8.39, таблица 1.8.38, п. 3 гласит: при измерении в непосредственной близости к трансформаторной подстанции, сопротивление контура заземления должно быть: 15, 30 или 60 Ом, при измерении с учетом естественных заземлителей и повторных заземлителей отходящих линий: 2, 4 или 8 Ом соответственно для напряжений 660, 380 и 220 Вольт.

ПТЭЭП, Приложение № 3, таблица 36 гласит: сопротивление контура заземления — 15, 30 или 60 Ом для напряжений сети 660-380, 380-220 и 220-127 Вольт соответственно (трёхфазная/однофазная сеть), а при измерении с учётом присоединённых повторных заземлений должно быть не более 2, 4 и 8 Ом при напряжениях соответственно 660, 380 и 220 Вольт источника трехфазного тока и напряжениях 380, 220 и 127 Вольт источника однофазного тока.

Контур заземления для трансформаторной подстанции и распределительных пунктов напряжением больше 1000 Вольт:

ПУЭ, п. 1.8.39, таблица 1.8.38, п. 1 гласит: при измерении в электроустановке с глухозаземленной и эффективно заземленной нейтралью, должно быть не более 0,5 Ом.

ПТЭЭП, Приложение № 3, таблица 36 гласит: при измерении в электроустановке напряжением 110 кВ и выше, в сетях с эффективным заземлением нейтрали, сопротивление контура должно быть не более 0,5 Ом.

В электроустановке 3 — 35 кВ сетей с изолированной нейтралью — 250/Ip, но не более 10 Ом, где Ip — расчетный ток замыкания на землю.

Контур заземления воздушной линии электропередачи напряжением выше 1 кВ:

ПУЭ, п. 1.8.39, таблица 1.8.38, п. 2 гласит: Заземляющие устройства опор высоковольтной линии (ВЛ) при удельном сопротивлении грунта, ρ, Ом·м: 100/100-500/500-1000/1000-5000 – 10, 15, 20 и 30 Ом соответственно.

ПТЭЭП, Приложение № 31, таблица 35, п. 4 гласит:

А. Для воздушных линий электропередач на напряжение выше 1000 В: Опоры, имеющие грозозащитный трос или другие устройства грозозащиты, металлические и железобетонные опоры ВЛ 35 кВ и такие же опоры ВЛ 3 — 20 кВ в населенной местности, заземлители оборудования на опорах 110 кВ и выше: 10, 15, 20 или 30 Ом при удельном сопротивлении грунта, соответственно: 100, 100-500, 500-1000, 1000-5000 Ом·м.

Б. Для воздушных линий электропередач на напряжение до 1000 Вольт: Опора ВЛ с грозозащитой – 30 Ом, Опоры с повторными заземлителями нулевого провода – 15, 30 и 60 Ом для напряжений питающей сети 660-380, 380-220 и 220-127 Вольт (трехфазная/однофазная сеть) соответственно.

Для электромонтажников, работающих в сетях напряжением ниже 1000 Вольт:

Сопротивление растекания контура заземления на вновь построенной электроустановке должно быть 15, 30 или 60 Ом или 2, 4 и 8 Ом при измерении с присоединенными естественными заземлителями и повторными заземлителями отходящих линий для напряжений питающей сети 660-380, 380-220 или 220-127 Вольт (трёхфазная/однофазная сеть) соответственно.

Сопротивление растекания контура заземления на уже эксплуатирующейся электроустановке, тоже 15, 30 и 60 Ом или 2, 4, 8 Ом при измерении с присоединенными естественными и повторными заземлителями для напряжений сети 660-380, 380-220 и 220-127 Вольт (трехфазная/однофазная сеть) соответственно.

Переходное сопротивление заземления

Схема заземления включает в себя множество элементов, соединенных между собой. В случае обрыва, распайки швов или окисления соединений данный показатель начинает увеличиваться, что приводит к ухудшению эффективности защитной системы. При существовании большой массы потребителей и наличие значимых соединений в заземляющей схеме данная величина возрастает.

В промежутках соединений элементов заземления определяют переходное сопротивление. Для контактирующего соединения допускается максимальное значение 0,05 Ом. В случаях, когда данный показатель выше 0,05 Ом, это говорит о неработоспособности системы. Такие неисправности необходимо устранять, так как увеличенное сопротивление, делает защитные функции системы ничтожными.

Переходное сопротивление в заземляющем устройстве называется металлосвязью. Она характеризует соединение в цепи между заземляющим устройством и заземляемым электрооборудованием. Дефекты, возникающие в металлосвязи, ведут к короткому замыканию. Цель замеров сопротивления металлосвязи — определение наличия повреждения на отрезке участка электрооборудования и заземляющего устройства.

Основной характеристикой металлосвязи является сопротивление измеряемой части заземляющей системы, которое должно соответствовать 0,05 Ом. В ходе проверки исследуются надежность и правильность соединений посредством визуального осмотра. Качество сварочных швов проверяется ударом тяжелого молотка. В ПУЭ оговаривается, что заземляющие проводники должны быть надежно скреплены, что обеспечивает целостность электрической линии.

Заземляющие проводники, сделанные из стали, требуется соединять при помощи сварки. Данные участки должны быть расположены так чтобы предоставить беспрепятственный доступ для осуществления проверок, измерений, осмотров в дальнейшем времени.

Согласно требованиям ПУЭ соединения проводников и нейтралей присоединяются посредством сварки или болтов. Для присоединения электроприборов, которые постоянно монтируются, употребляются гибкие проводники.

Испытания сопротивления заземленияСуществуют приемо-сдаточные и эксплуатационные испытания.

Существуют приемо-сдаточные и эксплуатационные испытания.

Первые на основании ПУЭ проводятся после окончания работ по установке защитного заземления. Эксплуатационным испытаниям, регламентируемым ПТЭЭП, подвергаются электроустановки, которые сданы в эксплуатацию. При данном виде испытаний, обследования проводятся на протяжении всего периода работы защитного устройства.

В соответствии с правилами измерение сопротивления заземляющей конструкции должно осуществляться один раз в шесть лет. Если есть подозрение на повреждение заземляющего устройства, такое испытание проводится чаще.

Замеры переходного сопротивления проходят не менее одного раза в год.

Кроме измерения сопротивления также при испытаниях должен происходить тщательный осмотр всех видимых частей заземляющего устройства.

Раз в 12 лет необходимо проводить детальный осмотр с частичным вскрытием грунта в местах наиболее вероятного появления коррозии. Если грунт в данном районе ведет себя агрессивно, то количество таких осмотров увеличивается.

Также один раз в шесть лет проводится проверка состояния предохранителей.

Если в результате проверки было выявлено более 50% повреждений, такую защитную конструкцию следует заменить в обязательном порядке.

4 Заземление — СтудИзба

ЛЕКЦИЯ № 3

Заземление.  Режимы работы нейтрали.

Цель лекции:

·        определение назначения заземления,

·        рассмотрение вопросов функционирования оборудования при различных режимах заземления нейтрали,

·        рассмотрение параметров и особенностей работы защитного заземления и заземления для грозозащиты,

·        ознакомление с основами расчёта заземления.

Рекомендуемые файлы

При проектировании и эксплуатации системы электроснабжения предприятия одним из важнейших вопросов является вопрос о заземлении. По большому счёту без рассмотрения данного вопроса разговор об электроснабжении становится бессмысленным, поскольку в зависимости от системы заземления нейтрали выбирается защитная аппаратура, изоляция электрооборудования. Поэтому к рассмотрению данного вопроса необходимо подойти наиболее серьёзно.

1.           Назначение и виды заземлений.

Заземление какой-либо части установки называется преднамеренное соединение её с заземляющим устройством с целью сохранения на установке низкого потенциала и обеспечения нормальной работы системы или её элементов в выбранном для них режиме.

Различают три вида заземлений:

·        рабочее заземление,

·        защитное заземление для безопасности людей,

·        заземление грозозащиты установки.

К рабочему заземлению относится заземление нейтралей силовых трансформаторов и генераторов, глухое, либо через дугогасящий реактор для гашения дуги замыкания на землю, трансформаторов напряжения, реакторов поперечной компенсации в дальних линиях электропередачи и заземление фазы при использовании земли в качестве рабочего провода.

Защитное заземление выполняется для обеспечения безопасности людей, обслуживающих электрическую установку, путём заземления металлических частей установки, которые в рабочем режиме не находятся под напряжением, но могут оказаться под напряжением при перекрытии, либо пробое изоляции.

Заземление грозозащиты служит для отвода тока молнии в землю от защитных разрядников и ограничителей перенапряжения, а также стержневых или тросовых молниеотводов.

Рабочее и защитное заземление должны выполнять своё назначение в течение всего года, тогда как заземление грозозащиты лишь в грозовой сезон.

Для реализации любого вида заземления требуется заземляющее устройство, состоящее из заземлителя, располагаемого в земле и заземляющего проводника, соединяющего оборудование с заземлителем.

Заземлители подразделяются на естественные и искусственные. Естественными заземлителями считаются проложенные в земле конструкции не предназначенные для целей заземления, но используемые как заземлители. К естественным заземлителям относятся металлические трубопроводы, обсадные трубы, арматура железобетонных конструкций сооружений и т. п.

Искусственные заземлители выполняются только для заземления. Искусственный заземлитель может состоять из одного или многих вертикальных и горизонтальных электродов и характеризуется значением сопротивления от поверхности заземлителя до уровня нулевого потенциала, которое окружающая земля оказывает стекающему с него току. Сопротивление заземлителя определяется отношением потенциала на заземлителе к стекающему с него току.

2.        Рабочее заземление.

Нейтрали трансформаторов трёхфазных электрических установок, к обмоткам которых подключены электрические сети, могут быть заземлены непосредственно, либо через индуктивные или активные сопротивления, либо изолированы от земли.

Если нейтраль обмотки трансформатора присоединена к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление, то такая нейтраль называется глухозаземлённой, а сети, подсоединённые к ней, соответственно, — сетями с глухозаземлённой нейтралью. Нейтраль, не соединённая с заземляющим устройством называется изолированной нейтралью. Сети, нейтраль которых соединена с заземляющим устройством через реактор (индуктивное сопротивление), компенсирующий ёмкостной ток сети, называются сетями с резонанснозаземлённой либо компенсированной нейтралью. Сети, нейтраль которых заземлена через резистор (активное сопротивление) называется сеть с резистивнозаземлённой нейтралью. Электрическая сеть, напряжением выше 1 кВ, в которой коэффициент замыкания на землю не превышает 1,4 (коэффициент замыкания на землю – отношение разности потенциалов между неповреждённой фазой и землёй в точке замыкания на землю другой или двух других фаз к разности потенциалов между фазой и землёй в этой точке до замыкания ) называется сеть с эффективнозаземлённой нейтралью.

При однофазном замыкании на землю нарушается симметрия электрической системы: изменяются напряжения фаз относительно земли, появляются токи замыкания на землю, возникают перенапряжения в сетях. Степень изменения симметрии зависит от режима нейтрали.

Выбор режима нейтрали в электрических сетях определяется бесперебойностью электроснабжения потребителей, надёжностью работы, безопасностью обслуживающего персонала и экономичностью электроустановок.

Сети с глухозаземлённой нейтралью (рис. 3.1). Такое заземление нейтрали применяется в четырёхпроводных сетях напряжением до 1000В, а так же в сетях 220кВ и выше. Такой режим нейтрали исключает превышение номинального напряжения сети по отношению к земле.

Все корпусы электрооборудования, присоединённого к четырёхпроводной сети до 1000В, каркасы распределительных щитов должны иметь металлическую связь с заземлённой нейтралью установки. При этом, замыкание на корпус любой фазы приведёт к короткому замыканию с достаточно большим током, предохранитель повреждённой фазы перегорит и сеть будет продолжать работу в неполнофазном режиме. Напряжение по отношению к земле двух других фаз, оставшихся в работе, не превысит фазного.

При коротких замыканиях на землю в сетях 220кВ и выше в месте повреждения возникает электрическая дуга с большим током, которая гасится отключением линии электропередачи с последующим её включением (АПВ). В переходном режиме и при коммутации в сети возникают внутренние перенапряжения, наибольшая величина которых относительно земли характеризуется их кратностью к номинальному фазному напряжению:

 .                                                                                            (3.1)

Рис. 3.1 Сеть с глухозаземлённой нейтралью

Сеть с изолированной нейтралью (рис. 3.2). Данный вид заземления нейтрали получил широкое распространение в России после Великой Отечественной войны, когда необходимо было обеспечить безаварийную работу потребителей разрушенных предприятий, а так же с малыми затратами. При этом снижается стоимость заземляющих устройств, сокращается количество оборудования (трансформаторы тока, аппараты защиты). Данный вид заземления применяется в распределительных сетях 3-35 кВ.

В сетях с изолированной нейтралью замыкание одной фазы, а такого вида повреждения составляет до 80% всех повреждений, на землю не нарушает режим работы потребителей. Сеть будет продолжать работать в полнофазном режиме, но при этом напряжение двух неповреждённых фаз по отношению к земле увеличиваются до линейных значений. Поэтому изоляция электрооборудования должна быть рассчитана на величину линейной изоляции.

Ток однофазного замыкания на землю определяется частичными ёмкостями неповреждённых фаз сети по отношению к земле и зависит от напряжения, конструкции и протяжённость сети. При однофазном замыкании напряжение повреждённой фазы становится равным нулю (UA=0) по отношению к земле, а напряжение двух других фаз становится равным междуфазным (UВ=UС=Uф).

 Ток замыкания на землю:

 Iкз=Uфjω3C0.                                                                         (3.2)

Данный вид заземления следует использовать при условии надёжного контроля изоляции сети.

При замыкании на землю одной фазы, например фазы «А», напряжение этой фазы по отношению к земле будет равно нулю, а напряжение двух других фаз увеличится в  раз, и угол сдвига между векторами этих напряжений будет 60. Ёмкостный ток повреждённой фазы будет равен нулю, а ёмкостные токи каждой неповреждённой фазы увеличатся пропорционально увеличению напряжения на ёмкости и соответственно будут равны IСВ и IСС. Суммарный ток через ёмкости неповреждённых фаз 3IС, равный геометрической сумме токов этих фаз, будет проходить через место замыкания фазы С на землю, замыкаясь через источник питания. Ориентировочно, ток при замыкании на землю в зависимости от длины линий l можно оценить: для кабельных линий:

 ,                                                                                            (3.3)

 для воздушных линий:

.                                                                                           (3.4)

                                                 а)

                                                 б)

Рис. 3.2 Сеть с изолированной нейтралью: а) – схема протекания ёмкостных токов в сети при замыкании фазы на землю, б) – векторная диаграмма напряжений и токов при замыкании фазы «А» на землю.

При неметаллическом замыкании на землю в месте замыкания возникает перемежающая дуга, сопровождающаяся повторными гашениями и зажиганиями. Между ёмкостью и индуктивностью сети в этом случае появляются свободные электрические колебания высокой частоты, вследствие чего в сети возникают перенапряжения. Амплитуда дуговых перенапряжений может достигать максимальных значений 3,2Uф на неповреждённых фазах.

Сеть с резонанснозаземлённой нейтралью (рис. 3.3). При небольших ёмкостных токах дуга в месте замыкания оказывается неустойчивой и быстро самопагасает. Предельные значения ёмкостного тока замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью, при которых ещё обеспечивается самопагасание дуги в месте повреждения или величины которого не являются опасными по напряжению прикосновения к опорам при длительном протекании тока установлены опытом эксплуатации. Для сети 6кВ предельное значение ёмкостного тока составляет 30 А, для сети 10 кВ – 10 А.

В мощных энергосистемах, когда ёмкостный ток превышает указанные значения дуга может гореть длительное время, вызывая перенапряжения и повреждения изоляции. Кроме того, однофазное замыкание при длительном горении может перейти в междуфазное. Указанные последствия длительного горения дуги могут быть устранены включением в нейтраль трансформатора индуктивности L.

                              а)                                                               б)

Рис. 3.3 Сеть с резонанснозаземлённой нейтралью. а – схема протекания токов в сети при замыкании одной фазы на землю, б – векторная диаграмма токов в месте замыкания.

Сопротивление катушки подбирают таким образом, чтобы индуктивный ток IL, проходящий через катушку, был по величине равен суммарному ёмкостному току 3IC, проходящему через фазовые ёмкости сети. В этом случае ток в месте замыкания фазы на землю, представляющий собой геометрическую сумму этих двух токов, будет равен нулю и, следовательно, возникшая дуга будет гаснуть:

.                                                                         (3.5)

Однако через место замыкания протекает остаточный ток, состоящий из активной и реактивной составляющих. Первая из них обязана своим существованием активному сопротивлению катушки сети, а вторая – неточной настройке катушки. Этот остаточный ток мал по величине и находится в фазе или же составляет небольшой угол по отношению к напряжению на нейтрали U0.

Резонансная настройка индуктивности составляет практически сложную задачу, поэтому сети работают, обычно, в режиме перекомпенсации.

Сеть с эффективно заземлённой нейтралью. Чтобы повышение напряжения по отношению к земле на неповреждённых фазах в сети с глухозаземлённой нейтралью в установившемся режиме не превышало 0,8Uлин (линейного напряжения), величина тока однофазного замыкания в любой точке сети должна быть не менее 60% тока трёхфазного короткого замыкания в той же точке (Х0=3Х1). Такой ток замыкания на землю обеспечивается заземлением необходимого количества нейтралей трансформаторов и автотрансформаторов электрической сети данного напряжения, а сеть, работающая при таких условиях, называется сетью с эффективным заземлением нейтрали. В переходных режимах в системах с эффективно заземлённой нейтралью кратность внутренних перенапряжений по оценкам исследований не превышает 2,5.

Чем больше число заземлённых нейтралей, тем меньше величина внутренних перенапряжений. Поэтому в сетях напряжением 330 кВ и выше применяют глухое заземление всех трансформаторов.

Рис. 3.4 Сеть с заземлением нейтрали через резистор.

Заземление всех или очень большого количества нейтралей трансформаторов приводит к значительному увеличению тока однофазного короткого замыкания, чего следует избегать в тех случаях, когда это возможно (например, в сетях 110 кВ). Поэтому в сетях 110 кВ заземляют такое количество нейтралей, которое обеспечивает упомянутую эффективность заземления. В первую очередь заземляют нейтрали всех или части трансформаторов на узловых подстанциях, а затем уже нейтрали трансформаторов в других точках сети.

Сеть с заземлением нейтрали через резистор (рис. 3.4). Опыт эксплуатации показывает, что уменьшить величину дуговых перенапряжений и число замыканий на землю без значительного искусственного увеличения тока замыкания на землю, сохранив тем самым возможность работы сети без автоматического отключения однофазных повреждений, можно за счёт включения в нейтраль сети высокоомного резистора.

Высокоомный резистор в нейтрали системы обеспечивает стекание заряда нулевой последовательности за время Т между двумя замыканиями, составляющее полупериод промышленной частоты.

Имея выражение для постоянной времени:

 T=RN3C ,                                                                                         (3.6)

и полагая практически полное стекание заряда за время t=0,01 сек, получаем выражение для сопротивления . Резистор, выбранный из этого условия, создаёт в месте повреждения активную составляющую тока, равную ёмкостной. Действительно, ёмкостной ток замыкания равен: Ic=3ωCUф, а ток резистора IRN=Uф/RN. Из условия IC=IRN получаем выражение:

 

.                                                                                       (3.7)

При чисто ёмкостной цепи замыкания на землю резистор, выбранный таким образом, увеличивает ток замыкания в  раз.

Важной особенностью применения высокоомного резистивного заземления нейтрали является то, что при снижении ёмкости сети постоянная времени стекания заряда нулевой последовательности через выбранный резистор уменьшится, и, следовательно, стекание заряда будет происходить ещё быстрее.

3.        Защитное заземление.

В качестве электродов заземлителя используются как вертикальные стержни различной формы сечения (уголок, труба и др.), так и горизонтальные полосы, которые могут иметь большую длину. Наиболее просто рассчитывается сопротивление заземлителя полушаровой формы. Предположим, что такой заземлитель присоединён к корпусу электрооборудования, и отводит в землю ток частотой 50 Гц в случае пробоя изоляции (рис. 3.5).

Рис. 3.5 К расчёту сопротивления полушарового электрода.

Сопротивление элементарного слоя земли между эквипотенциальными поверхностями (полусферами) с радиусами r и r+dr в грунте с удельным сопротивлением ρ            и всё сопротивление растекания тока с заземлителя-полушара радиусом r0составит:

                                                              (3.8)

Потенциал точек земли на расстоянии r от центра заземлителя

,                                                                             (3.9)

где I – ток замыкания на землю установки, стекающий с заземлителя при нарушении изоляции.

Если во время протекания тока I человек касается корпуса электрооборудования, то к нему оказывается приложенным напряжение, равное разности потенциалов корпуса U0 и земли в месте расположения ног человека Ur, называемое напряжением прикосновения Uпр= U0Ur

Напряжение на теле человека с сопротивлением RT:

,                                                  (3.10)

где Ucт — падение напряжение в сопротивлении растекания с двух ступней человека в землю Rст/2.

Человек, идущий к трансформатору, оказывается под шаговым напряжением Uш , которое зависит от длины шага и расстояния человека до заземлителя. Во всех случаях напряжение на теле человека UТ при шаге будет меньше, чем при прикосновении, так как всегда , а относительное сопротивление пути тока через человека при шаге меньше, чем при прикосновении.

Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала заземляющее устройство электрической установки следует проектировать таким образом, чтобы напряжение на теле человека от Uпри Uш в любых условиях не превосходило допустимых или безопасных для человека значений. Достигнуть этого можно снижением сопротивления заземлителя, выравниванием кривой распределения потенциала заземлителя по поверхности земли вблизи заземлённых объектов, а также увеличением удельного сопротивления верхнего слоя земли, например, путём подсыпки гравия или путём использования изолирующих площадок и бот.

Снижение сопротивления заземлителя достигается прокладкой  в земле горизонтальных и вертикальных проводников. Сопротивление заземляющего устройства при этом не должно превосходить определённого нормируемого значения.

В целях выравнивания электрических потенциалов между электрооборудованием и землёй и для обеспечения присоединения этого оборудования к заземлителю на глубине 0,5-0,7 метров от поверхности земли на территории, занятой оборудованием, прокладывают продольные и поперечные проводники, называемые горизонтальными заземлителями, и соединяют их между собой в заземляющую сетку.

С целью экономии металла и более равномерного распределения потенциалов расстояния между поперечными заземлителями принимают увеличивающимися от периферии к центру.

В качестве вертикальных электродов используются стальные трубы, угловая и круглая сталь длиной 2-10 м. Наименьшие поперечные размеры электродов диктуются необходимостью надёжной работы заземлителя при коррозии и могут быть увеличены из условий достаточной механической прочности при погружении их в грунт.

Горизонтальные полосовые заземлители в виде лучей или контуров используются как самостоятельные заземлители, либо как элементы сложного заземлителя из горизонтальных и вертикальных электродов. Толщина элементов для вертикальных и горизонтальных заземлителей принимается не менее 4 мм2.

При увеличении урбанизации, дефицита земли в городах, а так же для уменьшения монтажных работ в последнее время используются глубинные заземлители: от одного до десяти вертикальных заземлителей, забиваемых на глубину до 50 м. Такие глубинные заземлители, как правило, выполняют в виде составного стального стержня, покрытого медью.

Для расчёта сопротивления заземлителя одним из параметров, необходимых для расчёта являются свойства грунта.

4.     Грунт, его структура и электропроводность.

Земля, в которой происходит растекание тока с заземлителя, является средой весьма сложной и неоднородной по составу, структуре, так и по глубине. Основными составными частями земли являются твёрдые частицы неорганического и органического происхождения и вода. Электропроводность твёрдой основы грунта минерального происхождения в сухом состоянии ничтожна. Химически чистая вода также обладает весьма высоким удельным сопротивлением. Однако содержащиеся в грунте различные соли и кислоты при наличии влаги, являющейся хорошим растворителем, создают электролиты, которые и определяют электропроводность земли. Таким образом, удельное сопротивление грунта зависит от его химического состава и влажности.

Влажность грунта зависит не только от количества осадков и близости грунтовых вод, но и от структуры грунта. Отдельные частицы грунта окружены гигроскопической водой, адсорбированной частицами грунта из водяных паров воздуха. Эта вода обволакивает частицы слоем различной толщины, в зависимости от их размеров, находится под молекулярным притяжением и может перемещаться только при переходе в парообразное состояние.

Поверх гигроскопической воды образуется относительно тонкий слой плёночной воды, удерживаемой в грунте также силами молекулярного притяжения. Эти силы меньше, чем для гигроскопической воды, но значительно больше силы тяжести частиц плёночной воды. Эта вода может передвигаться очень медленно только под влиянием молекулярных сил, переходя от частиц с более толстой водяной плёнкой к частицам с более тонкой.

Максимальное количество воды, удерживаемое грунтом в виде гигроскопической и плёночной воды, увеличивается с уменьшением размера частиц и возрастанием сил поверхностного притяжения. Осадки, просачиваясь в грунт, частично удерживаются как плёночная вода, либо, при насыщении грунта водой, просачиваются к грунтовым водам.

Наиболее часто встречающиеся грунты – песчаный, глинистый и перегнойный – сильно отличаются между собой по структуре и составу. Песок и глина являются продуктом разрушения и выветривания горных пород, перегнойный грунт в основном органического происхождения.

Увлажнение песка, бедного электролитами, увеличивает его проводимость за счёт воды, проводимость которой значительно больше, чем у твёрдой основы грунта. Увлажнение глины и перегноя, богатых электролитами, ведёт к возрастанию их проводимости не только за счёт проводимости воды, но и из-за увеличения диссоциации раствора электролита.

Значения удельных сопротивлений различных грунтов могут быть названы лишь очень приближённо, так как сильно зависят не только от вида грунта, но и от его влажности и атмосферных условий (табл.3.1).

                                                                                                Таблица 3.1

Грунт

Удельное сопротивление ρ, Ом м

Грунт

Удельное сопротивление ρ, Ом м

Песок

>400

Торф

20-80

Супесок

300-500

Гранит

103-106

Суглинок

100-200

Известняк

102-103

Глина

60-80

Мрамор

103-108

Чернозём

50-200

Речная вода

10-30

Наиболее высокими удельными сопротивлениями отличаются скальные породы, которыми так богат грунт в нашей местности. На величину удельного сопротивления скальных пород решающее влияние оказывают такие факторы как трещиноватость и выветрелость.

В общем случае грунт, в котором располагаются заземлители, является неоднородным по глубине вследствие своего геологического строения, залегания вод и пр. Кроме того, в течение года в связи с изменением атмосферных условий меняются температуры земли, содержание и физическое состояние влаги в земле, насыщенность её различных слоёв. Поэтому удельное сопротивление земли на глубине до нескольких метров от поверхности земли, в так называемом слое сезонных изменений сильно колеблется, увеличиваясь из-за высыхания к концу лета и из-за промерзания зимой. Возможность высушивания грунта, при расчёте удельного сопротивления земли, учитывается коэффициентом сезонности:  

                                   ,                                                 (3.11)

где ψ – коэффициент сезонности, равный 1,4-1,8 для горизонтальных заземлителей, уложенных на глубине 0,5 м и 1,2-1,4 для вертикальных заземлителей длиной до 3 м. Причём, если во время измерения земля сухая (мёрзлая), то принимается меньшее значение, а если почва влажная – большая величина.

Проектирование заземляющих устройств должно вестись с учётом неоднородности грунта. На основании результатов непосредственных измерений по методу вертикального электрического зондирования определяется удельное сопротивление различных слоёв грунта по глубине.

5.        Заземление грозозащиты

Заземлители молниеотводов служат для отвода тока молнии в землю. Массовое устройство заземлителей (например, на воздушных ЛЭП с тросами) ставит задачу выбора наиболее экономичных заземлителей, обеспечивающих малое сопротивление растеканию тока при минимуме затраты металла.

 

Рис. 3.6 Характер процессов в грунте при прохождении через заземлитель импульсного тока

Основным назначением заземления грозозащиты является эффективное отведение тока молнии. Сопротивление заземлителя при протекании импульсного тока Rи отличается от сопротивления переменного тока , они связаны соотношением:

,                                                                                      (3.12)

где α – коэффициент импульса заземлителя.

Особенностями тока молнии являются его большая амплитуда и кратковременность. Обе эти особенности оказывают влияние на величину коэффициента импульса. При стекании с заземлителя тока плотностью δ в грунте возникает электрическое поле напряжённостью Еи= δρи, где ρи– удельное сопротивление грунта при стекании импульсного тока. С увеличением δ возрастает и напряжённость поля. Установлено, что с ростом напряжённости поля удельное сопротивление грунтов плавно падает. Этот эффект связан с явлением нелинейной проводимости, свойственным всем полупроводникам. При дальнейшем возрастании плотности стекающего с заземлителя тока напряжённость электрического поля вблизи заземлителя достигает пробивной напряжённости грунта 10-12 кВ/см.

Искрообразование приводит к резкому снижению падения напряжения вблизи заземлителя, что эквивалентно резкому падению ρи.. В расчётах заземлителей обычно пренебрегают падением напряжения в искровом разряде. Однако в искровой зоне градиенты достигают 1,2-1,4 кВ/см.

При дальнейшем повышении напряжения и с течением времени искровой разряд переходит в дуговой с очень малыми градиентами в дуговой зоне. Так как ток молнии достаточно велик, то около заземлителя возникают все возможные зоны: полупроводниковая, искровая, дуговая.

Чем меньше линейные размеры заземлителя, тем при заданном токе больше плотность стекающего тока δ. Поэтому коэффициент импульса α снижается с уменьшением размера сосредоточенного заземлителя. Коэффициент импульса снижается также при возрастании тока. Однако, очевидно, что напряжение на заземлителе U=IRи всё же растёт с ростом ρ, I, хотя кривая этого роста резко нелинейна.

Падение ρ вследствие искрообразования в грунте эквивалентно увеличению размеров заземлителя. Соответственно происходит как бы относительное сближение индивидуальных заземлителей в составной конструкции и снижения её коэффициента использования. Тогда, сопротивление составного заземлителя:

,                                                                  (3.13)

где ηи – коэффициент использования заземлителя в импульсном режиме.

Импульсное искрообразование в грунте происходит с довольно большим запаздыванием. Вследствие этого импульсные коэффициенты заземлителей оказываются зависимыми от времени.

Импульсный характер воздействия напряжения приводит к необходимости подразделять заземлители на сосредоточенные и протяжённые. К первым принадлежат заземлители, протяжённость которых достаточно мала, чтобы можно было считать потенциалы во всех точках заземлителя одинаковыми. Протяжёнными называются заземлители, вдоль которых необходимо учитывать волновой процесс распространения напряжения и тока. Обычно это заземлители горизонтального типа. Каждый из лучей такого заземлителя может быть представлен цепочечной схемой замещения длинной линии с удельными индуктивностью L0 и нелинейной проводимостью g0 (рис.3.7). В первые моменты приложения импульсной волны напряжение на дальних участках заземлителя мало. В эти моменты времени отвод тока с заземлителя осуществляется только на начальных его участках. Затем напряжение вдоль заземлителя выравнивается и весь заземлитель используется для отвода тока молнии. Использование луча заземлителя в заданный момент времени может быть охарактеризовано отношением Ul/U0 , где Ul  и U0 – напряжение в конце и начале луча. Чем ближе Ul/U0 к единице, тем лучше использование заземлителя. Чем меньше Ul/U0 , тем протяжённее заземлитель.

Рис. 3.7 Цепочечная схема замещения протяжённого заземлителя

Так как соотношение Ul/U0 всегда растёт с уменьшением длины луча заземлителя, то с точки зрения экономии металла выгоднее заземлитель выполнять трёх и четырёхлучевым. При дальнейшем увеличении числа лучей снижается коэффициент использования заземлителя вследствие взаимного экранирования лучей, кроме того, осложняются земляные и монтажные работы. Длина лучей в заземлителе выбирается по условиям обеспечения необходимого Rи.

Как и сосредоточенные заземлители, протяжённые заземлители характеризуется импульсным коэффициентом использования α, который по-прежнему падает с увеличением тока и удельного сопротивления почвы. Однако вследствие резкого спада напряжения вдоль протяжённого заземлителя большой длины коэффициент α может оказаться больше единицы. Такое недоиспользование длины является характерной особенностью протяжённого заземлителя.

6.     Расчёт заземлителей.

Расчёт заземляющего устройства носит поверочный характер в том случае, когда схема заземления задана, либо носит чисто расчётный характер по заданной величине нормированного сопротивления создаётся его схема. Во всех случаях при расчёте необходимой величиной является удельное сопротивление грунта, причём наиболее желательными являются результаты непосредственных измерений. Величины удельных сопротивлений подвержены сезонным изменениям, причём наибольшее влияние оказывают влажность, температура, степень промерзания, наличие солей.

Чем глубже расположен заземлитель, тем стабильнее оказывается сопротивление грунта и лучше условия для растекания тока. Чтобы исключить вероятность повышения удельного сопротивления, в расчётах используется удельное сопротивление, полученное непосредственным измерением ρизмна данном участке, умноженное на коэффициент сезонности ψ , учитывающий возможность высыхания и замерзания грунта: ρрасчизм ψ.

При конструировании заземляющих устройств, как правило, используются стандартные элементы: трубы, уголковая и полосовая сталь. Для всех этих элементов выведены расчётные формулы сопротивления растеканию тока промышленной частоты, учитывающие линейные размеры элементов и глубину их заложения. Следует оговориться, что при расчёте заземляющих устройств могут использоваться различные расчётные формулы, полученные разными исследователями. В данной работе приведён один из возможных вариантов  расчёта заземляющего устройства, который нисколько не умаляет правильность других методов.

Для всех элементов выведены расчётные формулы сопротивления растеканию тока промышленной частоты, учитывающие линейные размеры элементов и глубину их заложения, которые указаны в таблице 3.2.

Требования, предъявляемые к заземляющему устройству в отношении величины сопротивления, в большинстве случаев не могут быть удовлетворены одиночным заземлителем.

Практически для получения приемлемых величин сопротивления создают сложный заземлитель, состоящий из n параллельно соединённых одиночных заземлителей. Можно было бы предположить, что общее сопротивление такого сложного заземлителя будет в n раз меньше сопротивления каждого элемента.

На самом деле, при использовании сложного заземлителя поля растекания токов с отдельных электродов перекрывают друг друга и сопротивление всего заземлителя оказывается больше предполагаемого. Увеличение сопротивления сложных заземлителей учитывается коэффициентом использования η.

Значения коэффициентов использования зависят от конструктивного выполнения сложного заземлителя и для горизонтальных и вертикальных заземлителей приведены в таблицах 3.3, 3.4.

Расчётная формула для сложного заземлителя из полосовых однотипных заземлителей с учётом взаимного экранирования имеет вид:

 .                                                                                        (3.14)

                                                                                             

Для сложного заземлителя, состоящего из n вертикальных электродов и объединяющих их горизонтальных:

,                                                                 (3.15)

где — принимается для конкретной схемы всего заземлителя.

Не менее важным следствием использования сложных заземлителей, кроме снижения общего сопротивления, является повышение потенциала на участках между электродами. Общее выравнивание потенциала значительно снижает шаговое напряжение и напряжение прикосновения в зоне наиболее вероятного нахождения обслуживающего персонала.

Как видно из рис. 8, вокруг сложного заземлителя происходит своеобразное распределение потенциалов: между параллельно соединёнными одиночными заземлителями потенциалы во всех точках земли выше, чем они были бы для каждого заземлителя в отдельности, и величины этих потенциалов нигде не опускаются до нуля.

Рис. 3.8 Характер потенциальной кривой для сложного заземлителя.

Такое свойство сложного заземлителя: повышать потенциал земли при сближении параллельно соединённых одиночных заземлителей, даёт возможность удерживать напряжение прикосновения и шага в защищаемой зоне на безопасном уровне. Это свойство используется в контурном заземлении, представляющем собой замкнутый контур, охватывающий участок, на котором находятся заземлённые части установок. При контурном заземлении заземлители располагаются по периметру защищаемой территории, а при большой ширине её – закладывают так же внутри неё.

Таблица 3.2

Схема заземлителя

Расчётная формула

Примечание

1

Горизонтально проложенная в земле полоса

2

Вертикальный электрод в виде трубы, стержня или уголка

3

Вертикальный электрод в виде трубы, стержня или уголка, верхний конец которого погружен в землю

4

Кольцо

Таким образом, расчёт сопротивления заземления с учётом импульсных свойств рекомендуется производить в следующей последовательности:

1.     принимается конкретная схема соединения элементов заземления;

2.     по известной величине удельного сопротивления грунта (обычно измеряется на месте) находят его расчётную величину умножением на коэффициент сезонности;

3.     определяют сопротивление заземления для каждого типа электродов, применительно к стационарному режиму;

4.     по принятой величине импульсного тока находят ток, стекающий с каждой ветви, учитывая, что ток распределяется обратно пропорционально сопротивлениям заземлителей;

5.     по найденной величине тока в каждом заземлителе и расчётной величине удельного сопротивления грунта находят коэффициент импульса и импульсную величину сопротивления растеканию;

6.     находят импульсное сопротивление сложной системы, вводя в расчёт импульсное сопротивление заземлителей и коэффициент использования для заданной схемы.

Вопросы для самопроверки.

Информация в лекции «Консультирование по потребностно-мотивационным проблемам» поможет Вам.

1.      Сформулировать назначение заземления.

2.                Перечислить способы заземления нейтрали. Определить их применение в различных системах электроснабжения.

3.                Для чего используется защитное заземление?

4.                Что такое заземление для грозозащиты? Какие особенности существуют в его работе?

5.                Привести порядок расчёта заземляющего устройства для грозозащиты.

Earth Fault — обзор

2.2 Силы

Силы, вызванные токами короткого замыкания и замыкания на землю, очень сложны. Пренебрегая декрементами, ток короткого замыкания с полным смещением можно представить выражением I = I o (1 — cos ωt). Рассмотрим параллельный соседний провод, возвращающий тот же ток. Излученное магнитное поле будет B = B o (1 — cos ωt).

Согласно закону Ампера, электромагнитная сила между ними равна

F = BI ℓ, где ℓ — длина проводника, следовательно, F = BoIo ℓ (1 − cos ωt) 2.

Расширение выражения (1 — cos ωt) 2 дает (32−2cos ωt + 12cos 2ωt), т. Е. Сила состоит из установившейся составляющей, составляющей промышленной частоты и второй гармоники. Каждая из этих трех составляющих силы уменьшается за счет разного коэффициента экранирования. Для подробного объяснения этих факторов экранирования читатель отсылается к статье Уилсона и Манкоффа [4]; однако теоретическое рассмотрение этих эффектов далеко от окончательного.

Принимая во внимание уменьшение тока, происходит уменьшение со временем каждой из составляющих электромагнитной силы, причем каждая составляющая имеет разную скорость уменьшения.Возникающие силы сильно различаются в зависимости от того, является ли повреждение трехфазным или однофазным, причем трехфазное повреждение является более тяжелым.

В принципе, электромагнитные силы короткого замыкания возникают в результате совместного действия различных сил как между фазами, так и между проводником и оболочкой одной и той же фазы. Однако, как объяснялось ранее, для непрерывного IPB внешние магнитные поля и результирующие силы между проводниками существенно уменьшаются по сравнению с несвязанной системой.Кроме того, для непрерывного IPB силы между фазами намного меньше, чем те, которые возникают между каждым проводником и его собственной оболочкой.

Магнитное поле, которое существует внутри оболочки в непрерывной системе IPB (как показано на рис. 4.6 (c)), создает силу между проводником и корпусом. Сила, действующая на корпус, приводит к тому, что проводник центрируется вдоль магнитной нейтральной линии. В правильно спроектированной системе IPB нейтральная линия совпадает с осью корпуса, тем самым практически устраняя изгибающие напряжения, вызванные токами короткого замыкания.Опоры проводов спроектированы с учетом этого небольшого движения, когда проводник занимает свое положение на нейтральной линии. Сила, действующая на оболочку, представляет собой силу отталкивания или разрыва, которую можно представить как внутреннее давление на оболочку.

Результирующие механические напряжения, возникающие в установке, также зависят от механической частотной характеристики конструкции и будут усугубляться любым резонансом, который может существовать.

В приведенном выше тексте сделана попытка показать, что наличие оболочки на самом деле снижает силы, и дать представление о задействованных факторах: в нем не предпринимались попытки математического предсказания сил, возникающих во время короткого замыкания.Хотя такие вычисления сил могут быть предприняты для прямых участков сборной шины, они намного сложнее для изгибов и ответвлений. В этих положениях токи оболочки изменяются по периферии, и нет преимущества полной взаимной компенсации магнитных полей от проводника и корпуса. Таким образом, в непосредственной близости от изгибов существуют очень высокие силы короткого замыкания, которые стремятся выпрямить проводник. Существуют также более высокие паразитные поля, которые могут нагревать соседние стальные конструкции.Поэтому конструктивная опорная система IPB должна быть усилена на поворотах и ​​в других местах, где изменяется конфигурация.

Были предприняты попытки математического анализа токов, полей и сил в системе IPB, но расчет основных соединений не считается приемлемым для CEGB, поскольку не существует математического метода, который можно было бы использовать с полной уверенностью. Следует понимать, что при нормальных условиях эксплуатации магнитное поле за пределами корпуса практически отсутствует; при возникновении неисправности поле — это разница между компонентами на проводе и корпусе, которую очень трудно определить, поскольку задействованы разные временные элементы.Следовательно, адекватность проекта в конечном итоге демонстрируется тестированием, как обсуждается далее в Разделе 8 этой главы.

Состояние замыкания на землю — обзор

4.2.10 Практические аспекты импедансов нулевой последовательности трехфазных трансформаторов и влияние конструкции сердечника

При построении эквивалентных схем нулевой последовательности (нулевой последовательности) для различных трансформаторов Как мы уже представили, мы рассмотрели только первичные эффекты соединений обмоток и полное сопротивление заземления нейтрали в случае обмоток, соединенных звездой.Мы временно пренебрегли влиянием конструкции сердечника трансформатора и, следовательно, характеристиками путей потока нулевой последовательности на полное сопротивление утечки нулевой последовательности. В отличие от того, что обычно публикуется в большей части литературы, мы рекомендуем учитывать влияние конструкции сердечника трансформатора на величину полного сопротивления утечки нулевой последовательности при настройке эквивалентных схем нулевой последовательности трансформатора в сетевых моделях для использования в коротких замыканиях. схемотехнический анализ. Мы рассматриваем это как лучшую международную практику, которая, по опыту автора, может существенно повлиять на оценку режима короткого замыкания автоматических выключателей с низкой маржой.

Теперь мы рассмотрим этот аспект более подробно и, чтобы помочь нашему обсуждению, вспомним некоторые основы теории магнитной цепи. Относительная проницаемость трансформаторного железа или стального сердечника в сотни раз больше, чем у воздуха. Сопротивление магнитного сердечника — это его способность противодействовать потоку магнитного потока, и оно обратно пропорционально его проницаемости. Сопротивление и поток магнитной цепи аналогичны сопротивлению и току в электрической цепи.Следовательно, железные или стальные сердечники трансформатора представляют собой пути с низким сопротивлением для потока магнитного потока в сердечнике. Кроме того, намагничивающее реактивное сопротивление сердечника обратно пропорционально его магнитному сопротивлению. Следовательно, там, где поток протекает внутри сердечника трансформатора, реактивное сопротивление намагничивания трансформатора будет иметь очень большое значение и, следовательно, не будет иметь существенного влияния на полное сопротивление утечки трансформатора.

Однако, когда поток вынужден выходить из сердечника трансформатора, например, в воздух, и завершать свой контур через резервуар и / или воздух / масло, тогда влияние этого внешнего пути с очень высоким сопротивлением для значительного снижения общего реактивного сопротивления намагничивания.Это, в свою очередь, существенно снизит сопротивление утечки трансформатора. Следует помнить, что при возбуждении прямой / обратной последовательности почти весь поток ограничивается железной или стальной магнитной цепью, ток намагничивания очень низкий (менее 1%) и, следовательно, прямая / обратная последовательность. намагничивающее реактивное сопротивление очень велико (обычно 10 000%) и не оказывает практического влияния на полное сопротивление утечки прямой / обратной последовательности. Теперь мы обсудим влияние различных конструкций сердечника трансформатора на полное сопротивление утечки нулевой последовательности.

Трехфазные трансформаторы, состоящие из трех однофазных батарей

На Рис. 4.34 показана одна из трех однофазных батарей, составляющих трехфазный трансформатор. Показаны основные конструкции как в форме ядра, так и в форме оболочки. В обоих случаях поток нулевой последовательности, создаваемый возбуждением напряжения нулевой последовательности, может протекать в сердечнике аналогично потоку прямой последовательности. Следовательно, намагничивающее реактивное сопротивление нулевой последовательности будет очень большим, и полное сопротивление утечки нулевой последовательности таких трансформаторов будет по существу равно импедансу утечки прямой последовательности.

Рисунок 4.34. Путь потока нулевой последовательности в трех однофазных батареях трехфазного трансформатора: (A) сердечникового типа с обеими намотанными ветвями и (B) корпусного типа.

Трехфазные трансформаторы с пятилепестковой конструкцией сердечника и оболочечной конструкции с сердечником, в том числе семиконечной оболочечной формы

Рис. 4.35–4.37 иллюстрируют три различных основных конструкции; тип сердцевины с пятью конечностями, стандартный и общий тип формы оболочки и тип формы оболочки с семью конечностями, соответственно. Пятилепестковая конструкция широко используется в Соединенном Королевстве и Европе, тогда как ракушечная конструкция, как правило, широко используется в Северной Америке и некоторых частях Азии.Во всех этих конструкциях поток нулевой последовательности, создаваемый возбуждением нулевой последовательности, может течь внутри сердечника и возвращаться во внешние конечности. Следовательно, как и в случае трех блоков однофазных трансформаторов, намагничивающее реактивное сопротивление нулевой последовательности будет очень большим, а полное сопротивление утечки нулевой последовательности таких трансформаторов будет по существу равно импедансу утечки прямой последовательности.

Рисунок 4.35. Путь потока нулевой последовательности в трехфазном трансформаторе с сердечником из пяти частей.

Рисунок 4.36. Путь потока нулевой последовательности в стандартном трехфазном трансформаторе с сердечником корпуса и обмоткой по центру.

Рисунок 4.37. Путь потока нулевой последовательности в трехфазном трансформаторе с оболочечным сердечником из семи ветвей.

Измерение полного сопротивления последовательности будет рассмотрено в следующем разделе. Однако сейчас уместно пояснить, что импедансы утечки прямой последовательности обычно измеряются при почти номинальном токе, тогда как импедансы нулевой последовательности измеряются, если это делается, при довольно низких значениях тока, обычно 10–20% от номинального тока. .Однако в реальных условиях замыкания на землю в сетях, вызывающих достаточно высокие токи нулевой последовательности и напряжения на близлежащих трансформаторах с токами, аналогичными или превышающими токи при испытаниях прямой последовательности, внешние ветви и внешние ярмы пятиконечного сердечника. Конструкция типа формы, показанная на рис. 4.35, может приближаться к насыщению. Это связано с тем, что эти ветви и ярмы переносят на 50% больше магнитного потока и в практических конструкциях имеют площадь поперечного сечения, как правило, от 40% до 67% от конечностей основного сердечника, и, таким образом, их плотность потока может достигать примерно в три раза больше, чем в основном сердечнике. конечности.Это означает, что если основные ветви начинают насыщаться при напряжении нулевой последовательности 1 о.е., то внешние конечности и внешние ярма начнут насыщаться при напряжении нулевой последовательности около 0,3 о.е. Насыщение заставляет поток выходить из этих ветвей / ярм в воздух / масло / резервуар, что снижает реактивное сопротивление намагничивания нулевой последовательности.

Полное сопротивление утечки нулевой последовательности таких трансформаторов, которое измеряется на заводе при низком токе, как обсуждалось выше, может быть несколько выше, чем фактическое значение для конструкции с сердечником, и значительно выше для конструкции с общей оболочкой, которая демонстрирует гораздо более изменчивую насыщенность керна, чем керн типа лимба.Тем не менее, когда напряжение нулевой последовательности не превышает примерно 0,3 о.е., эти намагничивающие импедансы остаются относительно большими по сравнению с импедансами утечки, и поэтому обычно предполагается, что импедансы утечки прямой и нулевой последовательности таких трансформаторов равны.

Трехфазные трансформаторы с трехлепестковой конструкцией сердечника

На рис. 4.38 показан трехфазный трансформатор с трехлепестковой конструкцией сердечника, который широко используется в Соединенном Королевстве и во всем мире.При возбуждении напряжением нулевой последовательности поток нулевой последовательности должен выходить из сердечника, и его обратный путь должен проходить через воздух, причем доминирующей частью является резервуар, затем масло и, возможно, опорный каркас сердечника. Этот поток нулевой последовательности будет индуцировать большие токи нулевой последовательности через центральную ленту бака трансформатора, и общий эффект этого пути с очень высоким сопротивлением заключается в значительном снижении намагничивающего реактивного сопротивления нулевой последовательности. Это реактивное сопротивление сравнимо с другими заводскими значениями и может в 4-7 раз превышать реактивное сопротивление утечки прямой последовательности H-L (при номинальном МВА) для двух- и трехобмоточных трансформаторов и в 6-10 раз превышать реактивное сопротивление утечки H-L ( на номинальную МВА) для автотрансформаторов.

Рисунок 4.38. Пути потока трехфазного трансформатора с сердечником из трех частей: (A) поток прямой последовательности и (B) поток потока нулевой последовательности.

Эти цифры соответствуют типичным значениям около 70% –100% для двух- и трехобмоточных трансформаторов и 150% для автотрансформаторов, для типичного полного сопротивления H-L при номинальном значении 20%. Эти цифры можно сравнить с 5000–20 000% (которые соответствуют токам холостого хода 2% и 0,5%) для соответствующего реактивного сопротивления намагничивания прямой последовательности.Следовательно, эффект резервуара трехфазного трансформатора с сердечником можно рассматривать так, как если бы трансформатор имел виртуальную магнитную обмотку, соединенную треугольником. Кроме того, влияние резервуара в конструкции в форме сердечника с тремя ветвями является нелинейным, так как сопротивление увеличивается с увеличением тока, т.е. реактивное сопротивление намагничивания уменьшается с увеличением тока. Это, а также практика, согласно которой измерения полного сопротивления утечки нулевой последовательности выполняются при низком значении тока, означают, что фактическое полное сопротивление утечки нулевой последовательности трехполюсных трансформаторов может быть немного ниже, чем измеренные значения.

Импеданс контура замыкания на землю | 2K Электротехнические услуги

Что такое полное сопротивление замыкания на землю?

Полное сопротивление контура замыкания на землю — это путь, по которому протекает ток короткого замыкания, когда замыкание с низким импедансом возникает между фазным проводом и землей, т. Е. «Контур замыкания на землю». Ток повреждения проходит по контуру под действием напряжения питания. Чем выше импеданс, тем меньше ток короткого замыкания и тем больше времени потребуется для срабатывания защиты цепи. Короче говоря, это импеданс токовой петли замыкания на землю, начинающейся и заканчивающейся в точке замыкания на землю.Этот импеданс сокращенно обозначается Zs.

Полное сопротивление контура замыкания на землю можно использовать с напряжением питания для расчета тока замыкания на землю и, следовательно, для правильного определения сечения заземляющего кабеля.

Полное сопротивление внешнего контура заземления (Ze)

Правило 313.1 требует определения ряда характеристик источника питания установки, включая номинальное напряжение относительно земли (U₀), полное сопротивление контура заземления той части системы, которая находится вне установки (Ze), и предполагаемое короткое замыкание. -ток цепи в источнике установки.

Значение полного сопротивления внешнего контура заземления (Ze), измеренное или определенное иным образом в соответствии с Правилом 313.1, может отличаться от применимого типичного максимального значения, заявленного поставщиком электроэнергии, которое обычно составляет:

  • 0,8 Ом для системы TN-S
  • 0,35 Ом для системы TN-C-S
  • 21 Ом плюс сопротивление заземляющего электрода установки для системы TT.

Импеданс контура заземления конечных цепей

Для каждой конечной цепи и цепи распределения необходимо подтвердить, что значение полного сопротивления контура линия-земля (Zs) достаточно низкое, чтобы обеспечить автоматическое отключение питания цепи в течение соответствующего максимального времени, указанного в группе правил 411.3.2 в случае замыкания на землю.

В таблице 1 приведены максимальные времена отключения, разрешенные для конечных цепей и распределительных цепей в системах TN и TT при номинальном напряжении относительно земли (U₀) 230 В. При проверке того, что значение Zs достаточно низкое, чтобы обеспечить отключение в пределах требуемого максимума. При этом необходимо учитывать характеристики защитного устройства, используемого для автоматического отключения.

Для широко используемых устройств максимального тока это обычно выполняется путем проверки того, что измеренное значение Zs в электрически наиболее удаленной части цепи не превышает 80% применимого максимального значения, указанного в таблицах 41.2, 41,3 из 41,4 БС 7671.

Для устройств максимального тока, не указанных в этих таблицах, следует обращаться к другому надежному источнику информации о предельных значениях Zs, например, к данным производителя.

Если защитное устройство представляет собой УЗО без задержки, максимальное значение Zs можно найти в таблице 41.5 стандарта BS 7671. Значения Zs в этой таблице предназначены для системы TT, но также могут применяться к системе TN. Эти значения Zs не только соответствуют требованиям стандарта BS 7671 по времени отключения, но также соответствуют условию RA × I∆n ≤ 50 В, установленному в Положении 411.5.3 (ii) для системы TT. (RA — это сумма сопротивлений заземляющего электрода (относительно земли) и защитного проводника, соединяющего его с открытой проводящей частью. I∆n — номинальный остаточный рабочий ток УЗО.)

Для УЗО, не указанных в таблице 41.5, максимальное значение Ze можно определить из информации, приведенной в таблице 3A Приложения 3 стандарта BS 7671, используя формулу, приведенную на той же странице, что и эта таблица. Кроме того, для системы TT, Zs должно быть достаточно низким, чтобы удовлетворять условию RA × I∆n ≤ 50 В, упомянутому выше.

Последствия при проведении испытаний полного сопротивления контура заземления

Для новых установок испытание полного сопротивления контура заземления не должно вызывать проблем в работе во время процесса первоначальной проверки, поскольку установка не будет введена в эксплуатацию.

Однако для установки, которая находится в эксплуатации, могут быть серьезные последствия для пользователя помещения, если, например, потеряны компьютерные данные или домашняя система жизнеобеспечения отключена в результате непреднамеренного прерывания подачи электроэнергии во время испытания, например, вызванные непреднамеренным срабатыванием УЗО.

Непреднамеренное отключение цепи, группы цепей, распределительного щита или даже всей установки может произойти, если срабатывает УЗО при выполнении испытания полного сопротивления контура замыкания на землю. В результате был разработан ряд методов, позволяющих минимизировать вероятность срабатывания УЗО во время такого испытания.

Один из таких методов, расчет, описан ниже. Другой метод — измерить полное сопротивление контура заземления с помощью прибора для тестирования контура, который подает испытательный ток, достаточно низкий, чтобы не сработать УЗО, например 15 мА.

курсов PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии

курсов. «

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

«Он укрепил мои текущие знания и научил меня еще нескольким новым вещам

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации.»

Стивен Дедак, П.Е.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

.

очень быстро отвечает на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. «

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

«Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей роте

имя другим на работе. «

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

«Справочные материалы были превосходными, а курс был очень информативным, особенно с учетом того, что я думал, что уже знаком с вами.

с деталями Канзас

Городская авария Хаятт.»

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

.

информативно и полезно

на моей работе »

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

— лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр

материал. «

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

«Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от отказов »

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения »

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.э., позволяя

студент, оставивший отзыв на курс

материалов до оплаты и

получает викторину. «

Arvin Swanger, P.E.

Вирджиния

«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие «

Mehdi Rahimi, P.E.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

в режиме онлайн

курса.»

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

обсуждаемых тем ».

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам »

Джеймс Шурелл, П.Е.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основании какой-то неясной секции

законов, которые не применяются

до «нормальная» практика.»

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы использовать свой медицинский прибор.

организация. «

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн-формат был очень

доступный и простой

использовать. Большое спасибо. «

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»

Joseph Frissora, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает иметь печатный тест во время

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

предоставлено фактических случаев »

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

«Документ» Общие ошибки ADA при проектировании объектов «очень полезен.Модель

тест действительно потребовал исследований в

документ но ответы были

в наличии »

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов

в транспортной инженерии, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификат ВОМ.»

Джозеф Гилрой, П.Е.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роудс, P.E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. Пока все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курса со скидкой.»

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать еще

курса. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

вынуждены путешествовать. «

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно »

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

время исследовать где на

получить мои кредиты от. «

Кристен Фаррелл, P.E.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

проще поглотить все

теории »

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

.

мой собственный темп во время моего утро

метро

на работу.»

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы очень рекомендовал

вам на любой PE, требующий

CE единиц. «

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад оказать финансовую помощь

по ваш промо-адрес который

сниженная цена

на 40% «

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику

кодов и Нью-Мексико

регламентов. «

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

при необходимости дополнительных

Сертификация

. «

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

оценено! «

Джефф Ханслик, P.E.

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

«Курс был по разумной цене, а материал был кратким и

в хорошем состоянии »

Glen Schwartz, P.E.

Нью-Джерси

«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —

хороший справочный материал

для деревянного дизайна. «

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку.»

Роберт Велнер, P.E.

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование

корпус курс и

очень рекомендую

Денис Солано, P.E.

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики Нью-Джерси были очень хорошими

хорошо подготовлен. «

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загрузить учебные материалы на номер

.

обзор везде и

всякий раз, когда.»

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Поддерживаю широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, без всякой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были зондирующими и продемонстрировали понимание

материала. Полная

, и комплексное ».

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили этот курс

поможет по телефону

работ.»

Рики Хефлин, П.Е.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я определенно буду использовать этот сайт снова».

Анджела Уотсон, П.Е.

Монтана

«Легко выполнить. Никакой путаницы при прохождении теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличный освежитель ».

Luan Mane, P.E.

Conneticut

«Мне нравится подход к регистрации и возможность читать материалы в автономном режиме, а затем

вернись, чтобы пройти викторину «

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях »

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне

успешно завершено

курс.»

Ира Бродская, П.Е.

Нью-Джерси

«Веб-сайтом легко пользоваться, вы можете скачать материал для изучения, а потом вернуться

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график. «

Майкл Гладд, P.E.

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

Dennis Fundzak, P.E.

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

Сертификат

. Спасибо за изготовление

процесс простой. »

Fred Schaejbe, P.E.

Висконсин

«Опыт положительный.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и прошел

часовой PDH в

один час. «

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

«Мне понравилось загружать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея для оплаты

материал

Ричард Вимеленберг, П.Е.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об EE для инженеров, не занимающихся электричеством».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

процесс, требующий

улучшение.»

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

«Мне очень нравится удобство участия в викторине онлайн и получение сразу

Свидетельство

. «

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

«Учебные модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по номеру

.

многие различные технические зоны за пределами

своя специализация без

приходится путешествовать.»

Гектор Герреро, П.Е.

Грузия

Сопротивление контура замыкания на землю [PDF]

* В предварительном просмотре отображаются только некоторые случайные страницы руководств. Вы можете скачать полный контент через форму ниже.

5.3.1 — Принцип 5.3.2 — Важность импеданса контура 5.3.3 — Соотношение сопротивления / импеданса 5.3.4 — Значения полного сопротивления контура при замыкании на землю 5.3.5 — Импеданс защитного проводника .3.1 — Принцип Путь, по которому проходит ток короткого замыкания в результате низкого импеданса между фазным проводом и заземленным металлом, называется контуром замыкания на землю. Ток проходит через полное сопротивление контура под действием напряжения питания. Протяженность петли замыкания на землю для системы TT показана на {Рис. 5.7} и состоит из следующих помеченных частей.

Рис. 5.7 Контур замыкания на землю l. — фазный провод от трансформатора к установке 2

.

— защитное устройство (а) в установке

3

.

— монтажные фазные провода от места всасывания до места повреждения

4. — собственно повреждение (обычно предполагается, что оно имеет нулевое сопротивление) 5. — система защитных проводов 6. — главный зажим заземления

7. — заземляющий провод 8. — заземляющий электрод установки 9. — общая масса заземления 10. — заземляющий электрод Снабжающей организации 11. — заземляющий провод Снабжающей организации 12

.

— вторичная обмотка питающего трансформатора

Для системы TN-S (где компания электроснабжения предоставляет заземляющий вывод) элементы с 8 по 10 заменяются проводом PE, который обычно имеет форму брони ( и оболочку, если таковая имеется) подземного питающего кабеля.В системе TN-C-S (защитное многократное заземление) элементы с 8 по 11 заменяются объединенным проводом нейтрали и заземления. В системе TN-C (концентрическая заземленная проводка) позиции с 5 по 11 заменяются комбинированной проводкой нейтрали и заземления как установки, так и источника питания. Совершенно очевидно, что полное сопротивление контура, вероятно, будет намного выше для системы TT, где контур включает сопротивление двух заземляющих электродов, а также пути заземления, чем для других методов, где полный контур состоит из металлические проводники.

5.3.2 — Важность импеданса контура Полное сопротивление контура замыкания на землю можно использовать вместе с напряжением питания для расчета тока замыкания на землю. IF = Uo Zs, где IF = ток повреждения, A Uo = фазное напряжение, V Zs = полное сопротивление контура 1,6 Ом, ток замыкания на землю в случае замыкания на землю с нулевым сопротивлением будет следующим: IF =

Uo = Zs

240 A 1.6

= 150 A

Этот уровень тока замыкания на землю приведет к быстрому срабатыванию предохранителя. Из {Рис. 3.13} время, необходимое для срабатывания предохранителя, будет около 0,15 с. Любой ток нагрузки в цепи будет добавлен к току повреждения и заставит предохранитель сработать немного быстрее. Однако такой ток нагрузки не следует принимать во внимание при определении времени отключения, поскольку возможно, что нагрузка не будет подключена при возникновении неисправности. Обратите внимание, что не существует такой вещи, как трехфазное замыкание на землю / замыкание на землю, хотя возможно одновременное возникновение трех замыканий на трех проводах на землю.Что касается расчетов тока короткого замыкания, то напряжение относительно земли для стандартных источников питания Великобритании всегда составляет 240 В как для однофазных, так и для трехфазных систем. Таким образом, таблицы максимального сопротивления контура замыкания на землю, которые будут приведены в {5.3.4}, применимы как к однофазным, так и к трехфазным системам.

5.3.3 — Соотношение сопротивления / импеданса Сопротивление, измеряемое в омах, — это свойство проводника ограничивать прохождение тока через него при приложении напряжения. I = где I =

U R ток, A U = приложенное напряжение.V R = сопротивление цепи, Ом

Таким образом, напряжение в один вольт, приложенное к сопротивлению в один ом, дает ток в один ампер. При переменном напряжении питания следует учитывать второй эффект, известный как реактивное сопротивление (символ X). Это применимо только в том случае, если схема включает в себя индуктивность и / или емкость, и ее значение, измеренное в омах, зависит от частоты источника питания, а также от значений индуктивности и / или соответствующей емкости. Почти для всех монтажных работ частота составляет 50 Гц.Таким образом, индуктивное реактивное сопротивление прямо пропорционально индуктивности, а емкостное реактивное сопротивление обратно пропорционально емкости. Xl = 2 (pi) fL и Xc = Xl

, где

f

1 2 (pi) fC

индуктивное реактивное сопротивление (Ом) = Xc = емкостное реактивное сопротивление (Ом) (pi) = математическая константа (3,142) = частота питания (Гц) L = индуктивность цепи (H) C = емкость цепи (F)

Сопротивление (R) и реактивное сопротивление (Xl или Xc), соединенные последовательно, складываются вместе, чтобы получить полное сопротивление цепи (символ z), но не простым арифметическим способом.Импеданс — это эффект, ограничивающий переменный ток в цепи, содержащей реактивное сопротивление, а также сопротивление.

, где U

Z = U I Z = импеданс (Ом) = приложенное напряжение (В) I = ток (A)

Отсюда следует, что источник питания в один вольт, подключенный к сопротивлению в один Ом, дает ток в один ампер. Когда сопротивление и реактивное сопротивление складываются, это делается так, как если бы они находились под прямым углом, потому что ток в чисто реактивной цепи на 90 ° сдвинут по фазе с током в чисто резистивной цепи.Соотношения между сопротивлением, реактивным сопротивлением и импедансом следующие:

a) резистивная и емкостная цепь — b) резистивная и индуктивная цепь Рис. 5.8 Диаграммы импеданса Эти отношения могут быть показаны в виде диаграммы с применением теоремы Пифагора, как показано на {Рис. 5.8 }. Две диаграммы необходимы, потому что ток отстает от напряжения в индуктивной цепи, но опережает его в емкостной. Угол между сопротивлением R и импедансом Z называется фазовым углом цепи и обозначается символом a (греческое «фи»).Если напряжение и ток синусоидальны, косинус этого угла, cos a, является коэффициентом мощности цепи, который считается запаздывающим для индуктивной цепи и опережающим для емкостной. На практике все цепи имеют некоторую индуктивность и некоторую емкость, связанные с ними. Однако индуктивность кабелей становится значительной только тогда, когда они имеют площадь поперечного сечения 25 мм² и больше. Помните, что чем выше импеданс контура замыкания на землю, тем меньше будет ток замыкания. Таким образом, если простая арифметика используется для сложения сопротивления и реактивного сопротивления, а результирующее сопротивление будет достаточно низким, чтобы достаточно быстро открыть защитное устройство, схема будет безопасной.Это связано с тем, что сложение Пифагора всегда дает более низкие значения импеданса, чем простое сложение. Например, если сопротивление составляет 2 Ом, а реактивное сопротивление 1 Ом, простое арифметическое сложение дает Z = R + X — 2 + 1 = 3 Ом, а правильное сложение дает Z = √ (R² + X²) = √ (2² + 1²) = √ 5 = 2,24 Ом

Если 3 Ом допустимо, 2,24 Ом позволит протекать большему току короткого замыкания, который быстрее сработает защитное устройство и, таким образом, даже более приемлем.

5.3.4 — Значения импеданса контура замыкания на землю Основное требование состоит в том, что в случае замыкания на землю должен протекать достаточный ток замыкания, чтобы защитное устройство отключило питание до того, как может произойти опасный удар.Для обычных систем на 240 В существует два уровня максимального времени отключения. Это: Для цепей розеток, где оборудование может быть плотно захвачено: 0,4 с. Для стационарного оборудования, где контакт вряд ли будет таким хорошим: 5 с. Максимальное время отключения 5 с также применимо к фидерам и вспомогательной сети. Следует понимать, что наибольшее время отключения защитных устройств, ведущее к наибольшему времени разряда и наибольшей опасности, будет связано с самыми низкими уровнями тока короткого замыкания, а не с самыми высокими уровнями, как принято считать.Если напряжение отличается от 240 В, [Таблица 41A] дает диапазон времени отключения для цепей розеток, наименьшее из которых составляет 0,1 с для напряжений, превышающих 400 В. Как правило, требуется, чтобы в случае неисправности с пренебрежимо малым импедансом возникает между фазой и землей, полное сопротивление контура замыкания на землю не должно быть больше значения, рассчитанного из ..

, где

Zs

Uo Ia

Zs = Uo =

полное сопротивление контура замыкания на землю (Ом) напряжение системы относительно земли (В)

Ia = ток, вызывающий автоматическое отключение (срабатывание защитного устройства) в течение требуемого времени [A]).

Значения контура замыкания на землю, показанные в [Таблицах 5.1, 5.2 и 5.4], зависят от напряжения питания и предполагают, как показано в таблицах, значение 240 В. Хотя может показаться, что 240 В, вероятно, будет значением напряжения питания в Великобритании в обозримом будущем, не исключено, что могут применяться другие значения. В таком случае табличное значение полного сопротивления контура замыкания на землю следует изменить по формуле: Zs = Zt x, где

U U240

Zs = — полное сопротивление контура замыкания на землю, необходимое для обеспечения безопасности Zt = — табличное значение заземления. сопротивление контура короткого замыкания U = фактическое напряжение питания U240 = напряжение питания, указанное в таблице.

В качестве альтернативы этому расчету в {Таблице 5.1} (из [Таблицы 41B]) приведен целый ряд максимальных значений полного сопротивления контура замыкания на землю для отключения в течение 0,4 с. Читателю не следует думать, что эти значения получены каким-то загадочным образом — все они легко проверяются с помощью характеристических кривых {Рис. 3.13–3.19}.

Например, рассмотрим предохранитель HRC на 20 А для BS88, используемый в системе на 240 В. Характеристики предохранителя показаны на {Рис. 3.15} и указывают на отключение в 0.Для 4 с требуется ток около 130 А. Трудно (если не невозможно) указать это значение тока точно, потому что оно находится между градуировкой тока от 100 до 150 А. Используя эти значения, Zs = Uo = Ia

240 130

Ом = 1,84 Ом

Ссылка на {Таблицу 5.1} показывает, что указанное значение составляет 1,8 Ом, с. точность. В {Таблицах 5.1 и 5.2} приведены максимальные значения полного сопротивления контура замыкания на землю для предохранителей и для автоматических выключателей с минимальным временем отключения, равным 0.4 с в случае замыкания фазы на землю с нулевым сопротивлением. Причина включения фиксированного оборудования, а также распределительных цепей в {Таблицу 5.2} станет очевидной позже в этом подразделе. Таблица 5.1 — Максимальное сопротивление контура замыкания на землю для розетки 240 В —————- Выходные цепи, защищенные предохранителями Номинал предохранителя (A)

Максимальное сопротивление контура замыкания на землю (Ом)

Картридж BS 88

Картридж BS 1361

Полузакрытый BS3036

5

10.9

10,0

6

8,89

10

5,33

15

3,43

000

000

3,43

000

3,43

000

1.85

30

1.20

1.14

32

1.09

40

0,86

60

0,62

Таблица 5.2 — Максимальное сопротивление контура замыкания на землю для цепей 240 В —————— защищено автоматическими выключателями для обеспечения соответствия —— ———- с временем отключения 0,4 с —

Максимальное сопротивление контура замыкания на землю (Ом)

Номинальные характеристики устройства (A)

Автоматический выключатель типа 1

MCB типа 2

MCB типа 3 и тип C

MCB тип B

MCB тип D

5

12,00

6,86

4.80

2.40

6

10.00

5.71

4.00

8.00

2.00

10

6.00

3.43

000

000

000 9.00

2,29

1,60

0,80

16

3,75

2,14

1,50

3,00

0,75

20

3.00 1.

71

1.20

2.40

0.60

25

2.40

1.37

0,96

1,92

0,48

30

2.00

000

0009

2.00

000

1.14

1,88

1,07

0,75

1,50

0,38

40

1,5

0,86

0,60

1,20

0,30

Серьезность поражения электрическим током косвенный контакт) полностью зависит от полного сопротивления защитного проводника цепи.Мы видели в {3.4.3} и {Рис. 3.8}, как падение напряжения на защитном проводе прикладывается к человеку, получившему электрический ток. Поскольку это падение напряжения равно току повреждения, умноженному на импеданс защитного проводника, если защитный проводник имеет более низкий импеданс, ударное напряжение будет меньше. Таким образом, его можно поддерживать в течение более длительного периода без особой опасности. Таким образом, цепи розеток могут иметь время отключения до 5 с при условии, что полное сопротивление защитного проводника цепи не выше, чем показано в {Таблица 5.3} для различных видов защиты. Обоснование этого набора требований станет более ясным, если мы возьмем пример. {Таблица 5.3} показывает, что патронный предохранитель на 40 А для BS 88 должен иметь соответствующее сопротивление защитного проводника не более 0,29 Ом, если это необходимо. Теперь посмотрим на временную / токовую характеристику предохранителя {Рис. 3.15}, из которой видно, что ток для работы в течение 5 с составляет около 170 А. Максимальное падение напряжения на проводнике (ударное напряжение), таким образом, составляет 170 x 0,29. или 49.3 В. Таблица 5.3 — Максимальное сопротивление защитных проводников цепи к —————- время отключения 5 с для розеток Номинальное значение (A)

Максимальное сопротивление защитного проводника цепи Предохранитель BS Предохранитель BS 88 1361

Предохранитель BS 3036

MCB тип 1

MCB тип 2

MCB тип 3 и C

MCB тип B

MCB тип D

5

3.25 000

1,43

1.00

0,50

6

2,48

2,08

1,19

0,83

1,67

0,42

1,2

0,71

0,50

1,00

0,25

15

0,96

0,96

0,83

0,48

0,33

83

0,78

0,45

0,31

0,63

0,16

20

0,55

0,55

0,63

0,63

0,63

0,63

0,63

0,63

25

0,43

0,10

30

0,36

0,43 0 .0009

42

0,24

0,17

32

0,34

0,39

0,22

0,16

0,31

0,29

0,31

0,31

0,18

0,13

0,25

0,06

45

0,18

0,24

0,28

0,16

22

0,06

Таблица 5.4 — Максимальное сопротивление контура замыкания на землю для фиксированного напряжения 240 В —————- Распределительные цепи оборудования, защищенные плавкими предохранителями —

Максимальное сопротивление контура замыкания на землю

Номинал устройства (A)

Картридж BS 88

Картридж BS 1361

Полузакрытый BS 3036

5

17,1

6

14,1

0009000 10

7,74

15

5.22

5,58

16

4,36

20

3,04

2,93

4,00

30

1.92

000

992 9

0009

40

1,41

45

1,00

1,66

50

1,09

Применение всех одинаковых цифр дает ударные напряжения менее 50 В.Это ограничение импеданса CPC имеет особое значение в системах TT, где вероятно, что сопротивление заземляющего электрода общей массе земли будет высоким. Время отключения 5 с также применяется к стационарному оборудованию, поэтому значения полного сопротивления контура замыкания на землю могут быть выше для этих цепей, а также для цепей распределения. Для предохранителей максимальные значения полного сопротивления контура замыкания на землю для стационарного оборудования приведены в {Таблице 5.4}. Отдельные значения для автоматических выключателей не приводятся.Изучение временных / токовых характеристик (рис. 3.16–3.19} покажет, что нет никаких изменений в токе, вызывающем срабатывание в интервале от 0,4 до 5 с во всех случаях, кроме Типа 1. Здесь вертикальная характеристика прерывается при 4. s, но это мало влияет на защиту. В этом случае значения, приведенные в {Таблица 5.2}, могут использоваться для стационарного оборудования, а также для цепей розеток. Альтернативой является расчет полного сопротивления контура, как описано выше. 5.3.5 — Импеданс защитного проводника В предыдущем подразделе было показано, как защитный провод с низким сопротивлением обеспечивает защиту от удара в случае замыкания на землю.Этот метод может использоваться только в том случае, если точно известно, что жертва электрического тока никогда не сможет контактировать с проводящим материалом с потенциалом, отличным от потенциала заземленной системы в зоне, которую он занимает. Таким образом, все связанные открытые или посторонние части должны находиться в эквипотенциальной зоне (см. {5.4}). Когда устройства защиты от сверхтоков используются в качестве защиты от поражения электрическим током, защитный провод должен находиться в той же системе проводки, что и токоведущие проводники

, или в непосредственной близости от них.Это предназначено для обеспечения того, чтобы защитный проводник не был поврежден в результате несчастного случая без перерезания токоведущих проводов. {Рисунок 5.9} показывает метод измерения сопротивления защитного проводника с использованием линейного проводника в качестве обратного и с учетом различных площадей поперечного сечения фазы и защитных проводов.

Рис. 5.9 — Измерение сопротивления защитного проводника Принимая площадь поперечного сечения защитного проводника как Ap, а площадь поперечного сечения линейного (фазного или нейтрального) проводника как Al, тогда Rp = показание сопротивления x

Al Al + Ap

Например, рассмотрим значение 0.72 Ом, полученные при измерении цепи описанным способом с линейными проводниками 2,5 мм² и защитным проводом 1,5 мм². Сопротивление защитного проводника рассчитывается по формуле: Rp = R x

Al Al + Ap

=

0,72 x 2,5 4,0

= 0,72 x 2,5 Ом 2,5 + 1,5

Ом =

0,45 Ом

5,3 .6 —

Максимальная длина проводника цепи

Полный контур цепи замыкания на землю состоит из большого количества частей, как показано на {Рис. 5.7}, многие из которых являются внешними по отношению к установке и неподконтрольными установщику. Эти внешние части составляют полное сопротивление внешнего контура (Ze). Остальная часть полного сопротивления контура защиты от замыканий на землю состоит из импеданса фазы и защитных проводников от места всасывания до точки, в которой требуется полное сопротивление контура. Поскольку замыкание на землю может произойти в точке, наиболее удаленной от места всасывания, где полное сопротивление проводников цепи будет на самом высоком уровне, это точка, которую необходимо учитывать при измерении или вычислении полного сопротивления контура замыкания на землю для установки. .Измерение импеданса будет рассмотрено в {8.6.2}. Если известно значение полного сопротивления контура внешней неисправности для установки, общий импеданс можно рассчитать, добавив внешнюю таблицу 5.5 — Сопротивление на метр медных проводников при 20 ° C для ————- — расчет R1 + R2 Площадь поперечного сечения проводника (мм²)

Сопротивление на метр длины (м Ом / м)

1,0

18,1

1,5

12,10

2,5

7,41

4.0

4,61

6,0

3,08

10,0

1,83

16,0

1,15

25,0

0,727

Обратите внимание, что для учета увеличения сопротивления при повышении температуры в условиях неисправности значения { 5.5} необходимо умножить на 1,2 для ПВХ. изолированные кабели (см. {Таблицу 8.7})

сопротивление по отношению к сопротивлению монтажных проводников до соответствующей точки. Суммарное сопротивление фазного и защитного проводов известно как R1 + R2.Этот же термин иногда используется для комбинированного сопротивления нейтрального и защитного проводников (см. {8.4.1}). В подавляющем большинстве случаев фазный и нейтральный проводники имеют одинаковую площадь поперечного сечения и, следовательно, одинаковое сопротивление. Для большинства установок эти проводники будут слишком малы, чтобы их реактивное сопротивление оказало какое-либо влияние (реактивное сопротивление площади поперечного сечения менее 25 мм² очень мало), поэтому только их сопротивление будет иметь значение. Это можно измерить методом, указанным на {Рис. 5.9}, помня, что на этот раз нас интересует суммарное сопротивление фазных и защитных проводов, или его можно рассчитать, если измерить длину кабеля и найти данные, касающиеся сопротивления различных стандартных кабелей. Эти данные представлены здесь в виде {Таблица 5.5}. Значения сопротивления, приведенные в {Таблице 5.5}, ​​относятся к проводам при температуре 20 ° C. В условиях короткого замыкания высокий ток короткого замыкания приведет к повышению температуры проводников и увеличению сопротивления. Чтобы учесть это измененное сопротивление, значения в {Таблица 5.5} необходимо умножить на соответствующий поправочный коэффициент из таблицы {8.7}. Следует отметить, что применяемая здесь практика арифметического сложения значений импеданса и сопротивления не совсем правильна. Добавление фазора — единственный совершенно правильный метод, так как фазовый угол, связанный с сопротивлением, вероятно, будет отличаться от тех, которые связаны с импедансом, и, кроме того, фазовые углы импеданса будут отличаться друг от друга. Однако, если фазовые углы одинаковы,

, и это будет так в подавляющем большинстве случаев, когда речь идет об электрических установках, ошибка будет достаточно небольшой.Часто предполагается, что более высокие температуры проводников связаны с более высокими уровнями тока короткого замыкания. В большинстве случаев это неправда. Более низкий уровень неисправности приведет к более длительному периоду времени, прежде чем защитное устройство сработает для его устранения, и это часто приводит к более высокой температуре проводника. Пример 5.1. Обогреватель для душа мощностью 7 кВт должен быть установлен в доме, питающемся от сети 240 В TN-S с полным сопротивлением внешнего контура (Ze) 0,8 Ом. Нагреватель должен питаться от патронного предохранителя BS 88 на 32 А.Рассчитайте подходящий размер для ПВХ. использовать изолированный и экранированный кабель и определить максимально возможную длину для этого кабеля. Можно предположить, что на кабель не будут воздействовать какие-либо поправочные коэффициенты, и он закреплен прямо на теплопроводной поверхности на протяжении всей его прокладки. Сначала рассчитайте ток в цепи. I = P = 7000 A = 29,2 AU 240

Затем выберите размер кабеля из {Таблицы 4.7} (которая основана на [Таблице 4D2A]), из которого мы можем увидеть, что кабель 4 мм² такого типа с прямым зажимом имеет номинальные характеристики. из 36 А.Номинальный ток 2,5 мм², равный 27 А, недостаточен. Предположим, что в оболочку кабеля включен защитный провод 2,5 мм². Теперь мы должны найти максимально допустимое сопротивление контура замыкания на землю для цепи. Поскольку это душевая кабина, будет применяться максимальное время отключения 0,4 с, поэтому нам нужно обратиться к {Таблице 5.1}, которая дает максимальное сопротивление контура 1,09 Ом для этой ситуации. Поскольку полное сопротивление внешнего контура составляет 0,8 Ом, мы можем рассчитать максимальное сопротивление кабеля.R кабель = макс. импеданс контура — внешний импеданс = 1,09 — 0,8 Ом = 0,29 Ом

Предполагается, что фазовые углы сопротивления и импеданса идентичны, что не совсем так. Однако разница не важна. Фазный провод (4 мм²) имеет сопротивление 4,6 м Ом / м, а защитный провод 2,5 мм² — 7,4 мОм / м, поэтому суммарное сопротивление на метр составляет 4,6 + 7,4 = 12,0 м Ом / м. Кабель нагревается при неисправности, поэтому мы должны применить множитель 1,2.Эффективное сопротивление кабеля на метр

= 12,0 x 1,2 м Ом / м = 14,4 м Ом / м

Таким образом, максимальная длина кабеля в метрах равна количеству раз, когда 14,4 мОм делятся на 0,29 Ом. Максимальная длина участка

= 0,29 x 1000 м = 14,4

20,1 м

Это еще не конец наших расчетов, потому что мы должны убедиться, что эта длина участка не приведет к чрезмерному падению напряжения. Из {Таблица 4.7} на основе [Таблица 4D2B] такой кабель 4 мм² дает падение напряжения 11 мВ / А / м.Падение напряжения = Падение напряжения =

11 x ток цепи (A) x длина пробега (м), деленная на 1000 11 x 29,2 x 20,1 В = 6,46 В

1000

Поскольку допустимое падение напряжения составляет 4% от 240 В или 9,6 В, такая продолжительность работы приемлема. 8.6.2 — Измерение полного сопротивления контура замыкания на землю и предполагаемого тока короткого замыкания Природа контура замыкания на землю и его значение подробно рассмотрены в {5.3}. Поскольку петля включает в себя сопротивление фазных и защитных проводов внутри установки, самые высокие значения будут иметь место в точках, наиболее удаленных от места подачи питания, где эти проводники имеют наибольшую длину.Измерение внутри установки даст полное сопротивление контура замыкания на землю вдали от точки, в которой оно было измерено (Zs), или полное сопротивление контура замыкания на землю вне установки (Ze) может быть измерено в месте подачи питания. Для получения максимально возможных результатов измерения внутреннего контура следует проводить в точках, наиболее удаленных от водозабора. Проще говоря, полное сопротивление контура фаза-земля измеряется путем подключения резистора (обычно 10 Ом) от фазы к защитному проводнику, как показано на {Рис. 8.17}. Ток короткого замыкания, обычно более 20 А, циркулирует в контуре короткого замыкания, и полное сопротивление контура рассчитывается в приборе путем деления напряжения питания на значение этого тока. Сопротивление добавленного резистора должно быть вычтено из этого расчетного значения перед отображением результата. Альтернативный метод заключается в измерении напряжения питания как до, так и во время протекания тока контура. Разница заключается в падении напряжения в контуре из-за тока, а импеданс контура рассчитывается как разность напряжений, деленная на ток.

Рис. 8.17 — Простой принцип проверки контура замыкания на землю Поскольку ток контура очень велик, его продолжительность должна быть короткой и должна быть ограничена двумя циклами (или четырьмя полупериодами) или 40 мс для источника питания 50 Гц. Ток обычно переключается с помощью тиристора или симистора, время срабатывания регулируется электронной схемой синхронизации. Очень важно уже проверить целостность защитной системы перед проведением этого теста. В противном случае обрыв защитной системы или высокое сопротивление внутри нее могут привести к тому, что вся защитная система будет напрямую подключена к фазному проводу на время испытания.Коммерческие тестеры обычно оснащены индикаторными лампами для подтверждения правильности подключения или предупреждения об обратной полярности. {Рис. 8.18} показывает типичный тестер цепи замыкания на землю, подключенный к розетке, чтобы можно было измерить сопротивление контура. Если в измеряемой цепи есть розетки, тестер подключается, как показано на {Рис. 8.18}. Для всех остальных цепей поставщики предоставляют специальные провода для подключения к фазе и земле.

Рис. 8.18 — Тестер контура замыкания на землю, подключенный для использования Перед испытанием, основные проводники уравнивания потенциалов отсоединяются (НО НЕ СОЕДИНЕНИЕ С ЗАЗЕМЛЕЙ), чтобы предотвратить параллельные пути возврата на землю и гарантировать, что газ и вода для эффективного заземления (НЕОБХОДИМО ПОДКЛЮЧИТЬ ОСНОВНОЕ ЭКВИПОТЕНЦИАЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПОСЛЕ ИСПЫТАНИЯ).Испытания должны проводиться в исходной точке установки, на каждом распределительном щите, на всем стационарном оборудовании, на всех розетках, на 10% всех розеток (выбирая точки, наиболее удаленные от источника питания) и в самой дальней точке каждого радиального схема. Испытание следует повторить как минимум один раз, чтобы учесть влияние переходных изменений напряжения питания. Легко доступна модифицированная версия тестера цепи замыкания на землю, которая эффективно измеряет полное сопротивление фаза-нейтраль и затем вычисляет, а затем отображает значение тока, который протекал бы, если бы к этому сопротивлению было приложено напряжение питания.Принцип такого тестера PSC описан в {3.7.2}. Поскольку результат теста зависит от напряжения питания, небольшие отклонения могут повлиять на показания. Таким образом, тест следует повторить несколько раз, чтобы гарантировать стабильные результаты. Тестовый резистор будет подключен к сети на время каждого теста. и станет очень горячим при частых проверках. Некоторые тестеры затем «блокируются», чтобы предотвратить дальнейшее тестирование, пока температура резистора не упадет до безопасного значения. Импеданс контура замыкания на землю, измеренный, как описано, будет для монтажных кабелей при температуре окружающей среды, если соответствующая цепь не использовалась непосредственно перед испытанием, когда это будет полное сопротивление при нормальной рабочей температуре.В нормальных условиях эксплуатации температура кабеля будет расти, как и резистивная составляющая импеданса. Этот эффект трудно вычислить, и практическая альтернатива состоит в том, чтобы гарантировать, что измеренные значения полного сопротивления контура замыкания на землю не превышают трех четвертей максимальных значений, показанных в {Таблицах 5.1, 5.2 или 5.4}, в зависимости от ситуации. Влияние напряжения питания на расчет полного сопротивления контура замыкания на землю рассматривается в {5.3.4}. Цепь, защищенная УЗО, потребует особого внимания, потому что проверка контура замыкания на землю потребляет ток из фазы, который возвращается через систему защиты.Это вызовет срабатывание УЗО. Следовательно, любые УЗО должны быть отключены путем короткого замыкания перед проведением испытаний контура замыкания на землю. Конечно, очень важно убедиться, что такие соединения удалены после тестирования. Один производитель поставляет запатентованный тестер контуров, который не требует короткого замыкания УЗО и который не вызывает срабатывания

, когда выполняется проверка контура замыкания на землю. Некоторые приборы ограничивают испытательный ток до 15 мА, чтобы не срабатывать УЗО с номиналом 30 мА и выше.Хотя такие тесты часто могут быть полезными, они не проверяют целостность системы в условиях тока повреждения. При тестировании контура в осветительных приборах, управляемых пассивными инфракрасными детекторами (PIR), возможно повреждение связанных электронных переключателей, если они не закорочены перед тестированием. Альтернативой использованию специального тестера сопротивления контура защиты от замыканий на землю является измерение суммарного сопротивления фазных и защитных проводников от входной позиции до точки, для которой требуется полное сопротивление контура замыкания на землю (это R1 + R2 — см. {8 .4.4}) и добавить к нему полное сопротивление внешней цепи замыкания на землю (Ze), которое можно получить у поставщика электроэнергии. Все результаты испытаний полного сопротивления контура замыкания на землю следует тщательно сравнивать с данными в [Таблицах 41B и 41D], скорректировать с учетом температуры окружающей среды или с цифрами, предоставленными проектировщиком. Чтобы гарантировать учет температуры окружающей среды, результаты никогда не должны превышать трех четвертей значений, приведенных в [Таблицах 41B и 41D].

Основы измерения тока утечки | Fluke

В любой электрической установке через провод защитного заземления проходит ток на землю.Обычно это называется током утечки. Чаще всего ток утечки протекает через изоляцию вокруг проводов и в фильтрах, защищающих электронное оборудование дома или в офисе. Так в чем проблема? В цепях, защищенных GFCI (прерыватели тока замыкания на землю), ток утечки может вызвать ненужное и прерывистое отключение. В крайних случаях это может вызвать повышение напряжения на доступных проводящих частях.

Причины утечки тока

Изоляция имеет как электрическое сопротивление, так и емкость — и она проводит ток по обоим путям.Учитывая высокое сопротивление изоляции, на самом деле должен протекать очень небольшой ток. Но — если изоляция старая или поврежденная, сопротивление ниже и может течь значительный ток. Кроме того, более длинные проводники имеют более высокую емкость, что приводит к большему току утечки. Вот почему производители выключателей GFCI рекомендуют ограничить длину одностороннего питателя до 250 футов максимум.

Электронное оборудование, тем временем, содержит фильтры, предназначенные для защиты от скачков напряжения и других сбоев.Эти фильтры обычно имеют конденсаторы на входе, что увеличивает общую емкость системы проводки и общий уровень тока утечки.

Минимизация эффектов тока утечки

Итак, как можно устранить или минимизировать влияние тока утечки? Определите ток утечки, а затем определите источник. Один из способов решить эту проблему — использовать токоизмерительные клещи для измерения тока утечки. Они очень похожи на токоизмерительные клещи, используемые для измерения токов нагрузки, но обеспечивают значительно лучшие характеристики при измерении токов ниже 5 мА.Большинство клещей просто не регистрируют такие низкие токи.

После того, как вы поместите клещи токоизмерительных клещей вокруг проводника, значение тока, которое он считывает, будет зависеть от силы переменного электромагнитного поля, окружающего проводники.

Для точного измерения низких уровней тока важно, чтобы сопрягаемые поверхности губок были защищены от повреждений, содержались в чистоте и были полностью закрыты вместе без воздушного зазора при испытании. Избегайте перекручивания губок токоизмерительных клещей, так как это может привести к ошибочным измерениям.

Токоизмерительные клещи обнаруживают магнитное поле вокруг проводников, таких как одножильный кабель, кабель с проволочной броней, водопроводная труба и т.д .; или спаренные фазный и нейтральный проводники однофазной цепи; или все токоведущие проводники (3-проводные или 4-проводные) трехфазной цепи (например, GFCI или устройство защитного отключения).

При тестировании сгруппированных токоведущих проводов цепи магнитные поля, создаваемые токами нагрузки, нейтрализуют друг друга. Любой ток дисбаланса возникает из-за утечки из проводов на землю или где-либо еще.Для измерения этого тока токоизмерительные клещи должны показывать менее 0,1 мА.

Например, измерение в цепи 240 В переменного тока при отключенных нагрузках может привести к утечке величиной 0,02 А (20 мА). Это значение соответствует сопротивлению изоляции:

240 В / (20 x 10-6) = 12 МОм. (Закон Ома R = V / I)

Если вы провели испытание изоляции в цепи, которая была отключена, результат будет в районе 50 МВт или более. Это связано с тем, что тестер изоляции использует для тестирования постоянное напряжение, которое не учитывает емкостный эффект.Значение импеданса изоляции — это фактическое значение, которое существует при нормальных условиях эксплуатации.

Если вы измеряете одну и ту же схему, загруженную офисным оборудованием (ПК, мониторы, копировальные аппараты и т. Д.), Результат будет значительно отличаться из-за емкости входных фильтров этих устройств. Когда в цепи работает много единиц оборудования, эффект будет кумулятивным; то есть ток утечки будет выше и вполне может быть порядка миллиампер. Добавление нового оборудования в цепь, защищенную GFCI, может отключить GFCI.И поскольку величина тока утечки варьируется в зависимости от того, как работает оборудование, GFCI может отключиться случайным образом. Такие периодические проблемы бывает сложно диагностировать.

Токоизмерительные клещи обнаруживают и измеряют широкий диапазон переменных или изменяющихся токов, проходящих через проверяемый проводник. При наличии телекоммуникационного оборудования величина утечки, показываемая токоизмерительными клещами, может быть значительно больше, чем величина утечки, вызванная сопротивлением изоляции при 60 Гц. Это связано с тем, что в телекоммуникационное оборудование обычно входят фильтры, производящие функциональные токи заземления, и другое оборудование, генерирующее гармоники и т. Д.Вы можете измерить характеристическую утечку только при 60 Гц, используя токоизмерительные клещи, которые включают узкий полосовой фильтр для удаления токов на других частотах.




Измерение тока утечки на землю

Когда нагрузка подключена (включена), измеренный ток утечки включает утечку в нагрузочном оборудовании. Если утечка при подключенной нагрузке достаточно мала, то утечка в проводке цепи еще ниже. Если требуется только утечка проводки цепи, отключите (выключите) нагрузку.

Проверить однофазные цепи , зажимая фазный и нейтральный проводники. Измеренное значение будет любым током, протекающим на землю.

Проверить трехфазные цепи , зажимая все трехфазные проводники. Если есть нейтраль, ее следует зажать вместе с фазными проводниками. Измеренное значение будет любым током, протекающим на землю.

Измерение тока утечки через заземляющий провод

Чтобы измерить полную утечку, протекающую до предполагаемого заземляющего соединения, поместите зажим вокруг заземляющего провода.

Измерение тока утечки на землю через непреднамеренные пути к земле.

Фаза зажима / нейтраль / земля вместе определяют ток дисбаланса, который представляет утечку в розетке или электрической панели через непреднамеренные пути к земле (например, панель, установленная на бетонном основании). Если существуют другие электрические соединения (например, соединение с водопроводной трубой), может возникнуть подобный дисбаланс.

Отслеживание источника тока утечки

Эта серия измерений определяет общую утечку и источник.Первое измерение можно провести на главном проводе к панели. Затем выполняются измерения 2, 3, 4 и 5 для выявления цепей, в которых протекает больший ток утечки. j k l m n

Резюме

Ток утечки может быть индикатором эффективности изоляции проводов. В цепях, в которых используется электронное оборудование с фильтрами, могут присутствовать высокие уровни тока утечки, и они могут вызывать напряжения, нарушающие нормальную работу оборудования. Можно определить местонахождение источника тока утечки, используя слаботочные клещи для измерения тока утечки для проведения методических измерений, как описано выше.При необходимости это позволяет более сбалансировано перераспределить нагрузки по установке.

Расчет импеданса цепи замыкания на землю> Ver Pangonilo, PEE RPEQ

Что такое «Импеданс цепи замыкания на землю»? Почему это важно?

Стандарты

определяют «Импеданс контура замыкания на землю» как полное сопротивление контура тока замыкания на землю (активный контур на землю), начинающегося и заканчивающегося в точке замыкания на землю.

Важно знать полное сопротивление контура замыкания на землю цепи, чтобы гарантировать, что при возникновении замыкания фазы на землю, обычно при замыкании изоляции, величина тока замыкания будет достаточной, чтобы вызвать срабатывание защитного устройства. устройство в течение необходимого времени, особенно если потенциал прикосновения превышает 50 В a.c. или 120 В постоянного тока без пульсаций

Контур замыкания на землю в системе MEN состоит из следующих частей:

  • Активный провод до точки повреждения, включая линию обслуживания сети питания, сеть потребителей, вспомогательную сеть (если есть) и конечную подсхему.
  • Провод защитного заземления (PE) , включая главную клемму / соединение заземления или шину и соединение MEN.
  • Нейтраль-возвратный путь , состоящий из нейтрального проводника (N) между главной нейтралью или шиной и нейтральной точкой на трансформаторе, включая питающую сеть, сервисную линию и сеть потребителей.
  • Путь через нейтральную точку трансформатора и обмотку трансформатора

Импеданс контура замыкания на землю в своей простейшей форме — это полное сопротивление активного проводника или полное сопротивление заземляющего проводника. В этом случае неисправность представляет собой неисправность с болтовым креплением, полное сопротивление которой равно нулю.

Максимальное время отключения при напряжении питания 230 В не должно превышать:

0,4 ​​с для конечных подсхем, питающих розетки с номинальным током не более 63 А; или переносное оборудование класса I; или переносное оборудование, предназначенное для ручного перемещения во время использования.

5 с для других цепей, где можно показать, что люди не подвергаются воздействию напряжений прикосновения, превышающих безопасные значения.

Обратите внимание, что максимальное время отключения будет зависеть от других рабочих напряжений или условий установки, например, во влажных помещениях. и т. д. Ток короткого замыкания должен быть достаточной величины, чтобы вызвать автоматическое отключение в течение требуемого времени.

Ver Pangonilo

Филиппинский инженер, зарегистрированный профессиональный инженер Квинсленда (RPEQ) — Австралия и профессиональный инженер-электрик (PEE) — Филиппины с большим опытом в выборе концепции, предварительном проектировании, детальном проектировании высокого и низкого напряжения, строительстве и вводе в эксплуатацию электроустановок опасных и неопасных зон на водопроводных и канализационных трубопроводах и насосных установках, морских платформах, установках по переработке углеводородов и трубопроводах, включая сопутствующие объекты.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.