книги из ГПНТБ / Сакулин В.П. Безопасность труда при монтаже и эксплуатации электроустановок
.pdfлучше по схеме Шлюмберже (см. рис. 58),' за глубляя их на небольшую глубину, порядка 0,5—1 м; присоединяют электроды к зажимам прибора, исполь зуя провода марки ПГВ 1,5 мм2. Вращая рукоятку прибора со скоростью 90—150 об/мин, записывают по казание прибора, определяют R и удельное сопротив ление р.
Расстояние h от поверхности земли до грунта, име ющего удельное электрическое сопротивление р, опре делится из соотношения:
Изменяя расстояние между электродами А и В из мерителя заземлений, можем определить удельное электрическое сопротивление слоя земли иа любой глу бине. Располагая заземлители в хорошо проводящих слоях земли, удается снизить затраты иа сооружение заземляющего устройства в несколько раз.
Считается экономически целесообразным сооружать заземляющее устройство, заглубляя электроды на глу бину до 10 м, если удельное электрическое сопротив ление нижнего слоя земли не превышает 50—100 Ом м.
§ з
ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЦЕПИ Ф А ЗА -Н У ЛЬ
Четырехпроводная трехфазная система с глухозаземлениой нейтралью * напряжением 380/220 В, имея ряд достоинств, является опасной с точки зрения воз можности поражения электрическим током обслужива ющего персонала и сельскохозяйственных животных.
При возникновении в сети короткого замыкания между фазным и нулевым проводом возникает несколь ко цепей прохождения аварийного тока. Нас в первую очередь должен интересовать ток, проходящий по цепи: фазный провод — нулевой провод — обмотка питаю щего трансформатора. Именно на этом пути устанав ливаются предохранители или автоматические выклю чатели, реагирующие на ток короткого замыкания и отключающие поврежденный участок сети при прохож дении аварийного тока.
* Предложена в начале 30-х годов XX столетия немецким инженером Оскаром Лёблем.
200
Периодически в процессе эксплуатации следует про водить измерение полного сопротивления петли фаза — нуль. Для наиболее мощных и удаленных электроприемииков такое измерение выполняется в объеме пе меиее 10% общего количества.
Измеренную величину полного сопротивления петли фаза — нуль Zn следует сравнить с предельно допусти мой Zn. д, полученной расчетным путем по формуле:
Например, при защите сети предохранителями Zn. д составит:
7 _ 220 /п'Д— 37“
где I — поминальный ток плавкой вставки, А.
При измерении сопротивления петли фаза — пуль проверяемая сеть должна находиться в состоянии нор мальной эксплуатации, отсоединение повторных зазем лений от нулевого провода сети недопустимо.
Измерение полного сопротивления петли фаза — нуль производится методом амперметра — вольтметра
или измерителем сопротивления типа MG-08 |
(МС-07). |
, Измерение полного сопротивления петли |
фаза — |
пуль измерителем сопротивления типа МС-08 (МС-07) производится следующим образом. Снимается нагрузка со стороны низшего напряжения и отключается питаю щий трансформатор со стороны высшего напряжения. Зажимы прибора перемычками соединяются попарно:
/1 Е\ и /г Д (собирается схема для измерения актив
ного сопротивления). К зажимам подключается любой из фазных проводов и нулевой провод, расположенные у потребителя. Вращая ручку прибора со скоростью 90—150 об/мин, по показанию стрелки прибора опре деляют искомое сопротивление.
§ 4
ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК
Низкий уровень сопротивления изоляции или по вреждение ее является одной из причин электротрав матизма, пожаров п аварий.
201
Надежная работа электроустановок определяется пспзмеипостыо электрических, химических и механиче ских характеристик изоляции в условиях эксплуатации.
Требования к изоляции находят свое выражение в .нормировании параметров, характеризующих ее свойства при выпуске с завода и в процессе эксплуа тации, а также в регламентировании условий испыта нии. Эти требования определены ПУЭ, правилами тех нической эксплуатации (ПТЭ) электроустановок и го сударственными стандартами.
При эксплуатации электроустановок испытывают изоляцию токоведущих частей повышенным напряже нием промышленной частоты, постоянно контроли руют состояние и периодически проверяют (измеряют) сопротивление изоляции мегомметром.
Сопротивление изоляции электропроводки следует измерять не реже 1 раза в 2 года в помещениях с нор мальной средой и не реже 1 раза в год в остальных помещениях (ПТЭ ЭІІІ 11-70).
Для измерения сопротивления изоляции сетей об моток машин, трансформаторов и других электриче ских установок широко применяют мегомметры типа М1101, с помощью которых определяют величину со противления изоляции как между двумя различными токоведущнмп проводниками, так и между проводником и землей.
Чтобы уменьшить влияние тока утечки, следует пользоваться схемой с экранированием от утечки то ков. В этом случае ток утечки не будет протекать че рез рамку измерительного прибора, поэтому результат измерения будет точнее. Экранированием обычно поль зуются при измерении больших сопротивлений, напри мер изоляции кабеля и приборов с электрическим эк раном.
Измерения мегомметром должны производиться в установленном порядке: сначала снимают напряже ние с электроустановки, сопротивление изоляции ко торой необходимо измерить. Затем к зажиму прибора
«Линия» |
присоединяют измеряемое сопротивление, а |
к зажиму |
«Земля» — провод от заземляющего устрой |
ства (нулевой провод). Таким образом измеряется со противление изоляции относительно земли.
Для измерения сопротивления изоляции токоведущпх частей относительно друг друга, одпи провод
202
присоединяют к зажиму «Линия», а другой — к зажиму «Земля».
Мегомметр и испытываемую электроустановку со единяют проводом ПВЛ. Вращать рукоятку прибора нужно со скоростью 120 об/мин. Перед началом изме рения необходимо проверять исправность прибора.
Для этого переключатель прибора ставят на отметку килоомы ( K Q ) , провода мегомметра, присоединенные к зажимам «Линия» и «Земля», замыкают кратковре менно накоротко. Вращая рукоятку со скоростью 120 об/мин, наблюдают за отклонением стрелки при бора. Если прибор исправен, то стрелка установится на отметке О шкалы килоомов (при коротком замыка нии сопротивленце равно нулю).
При работе с мегомметром следует соблюдать пре досторожность и не касаться неизолированного про вода во время производства измерений.
Для измерения сопротивления изоляции электро установок в сетях с изолированной нейтралью под на пряжением используют мегомметры магнитоэлектриче ской системы типа М-127. Они предназначены для из мерения сопротивления изоляции электрических сетей постоянного и переменного тока частотой до 800 Гц, находящихся под напряжением, а также сетей, отклю ченных от источника питания.
Прибор может быть использован и для измерения различного рода сопротивлений, проверки схем и т. п. как обыкновенный мегомметр с номинальным напря жением измерительной цепи 200 В.
Пределы измерения мегомметра от 0 до 2 МОм. Он используется в сетях постоянного тока напряже нием до 320 В и в сетях переменного тока напряже нием до 400 В.
Прибор питается, от сети переменного тока напря жением 24 В. Погрешность при измерениях не превы шает ±1,5% .
В качестве измерительного механизма в мегомметре используется магнитоэлектрический логометр с двумя скрещенными рамками, благодаря чему показания прибора практически не зависят от напряжения.
Сопротивление изоляции сети измеряют следующим образом. Прибор подключают к источнику питапия на
пряжением 24 В |
переменного тока. Если |
измере |
ние сопротивления |
изоляции производится |
в сетях |
203
постоянного тока, то прибор подключают к проверяемой сети, соблюдая полярность согласно схеме (рис. 60, я), при измерении в сетях переменного тока согласно схеме, показанной на рисунке (60, б).
Рис. 60. Схемы включения мегомметра типа М-127 для измерения сопротивления изоляции электроустановок под напряжением:
а— для постоянного тока; б — для переменного тона.
Ксетп, находящейся под напряжением, прибор под ключают с помощью соединительных проводов с изо
лированными зажимами, соблюдая меры личной без опасности. Сначала следует подключить провода к при бору, а затем к испытуе
Питание |
|
мой сети. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Измерение сопротивле |
|||||
|
|
ния |
изоляции |
сетей |
по |
||
|
|
стоянного |
тока выполня |
||||
|
|
ется |
в следующей |
после |
|||
|
|
довательности. Нажимают |
|||||
О О о |
____ |
на рукоятку |
«Регулиров |
||||
Ч________ ) |
|
ка» и, вращая ее, уста |
|||||
|
|
навливают стрелку мегом |
|||||
Рис. 61. Схема включения ме |
метра |
на |
отметку |
« ~ ; |
|||
гомметра типа М-127 для изме |
отпускают |
рукоятку, |
на |
||||
рения сопротивления. |
жимают на кнопку |
«Из |
|||||
|
|
мерение» |
и |
производят |
|||
отсчет по шкале прибора. Индекс на рукоятке «Регу лировка» укажет полярность провода, имеющего худ шую изоляцию.
Для измерения сопротивления изоляции сетей пе ременного тока следует нажать кнопку «Измерение» и сделать отсчет по шкале прибора.
21)4
При измерении различного рода сопротивлений, на пример провода, катушки и т. и., следует пользоваться схемой, показанной на рис. 61. В этом случае измеря
емое сопротивление Д х |
включается |
между |
зажимами |
|
« ~ » и «_L», |
нажимается кнопка |
«Измерение», после |
||
чего производится отсчет по шкале прибора. |
|
|||
Сигнальная |
лампа, |
расположенная на |
передней |
|
панели прибора, загорается каждый раз, когда нажи мают на кнопку «Измерение» или рукоятку «Регули ровка». Это указывает, что на прибор подано питание, и он нормально работает.
Мегомметр предназначен для кратковременного включения только на период измерения. После выпол нения измерений прибор сразу же следует отключить от сети.
Глава VI
МОЛНИЕЗАЩИТА
§ 1
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Молния — красивое и грозное явление природы — представляет особый вид прохождения электрического тока через воздушные промежутки. Источником воз никновения молнии является атмосферный заряд элект ричества, накопленный тучей.
Одиночные грозовые тучи могут нести заряды раз личных знаков. Поэтому при сближении туч, заряжен ных разноименно, между ними возникает электриче ский разряд — молния. Некоторые тучи могут нести одновременно положительные и отрицательные заряды электричества. Положительные заряды несет нижняя часть тучи, где концентрируются более крупные капли влаги.
Проходя над землей, грозовая туча в результате явления электростатической индукции, наводит потен циалы иа поверхности земли и на наземных предме тах. Туча и поверхность земли образуют как бы две обкладки гигантского конденсатора с диэлектриком — воздушными массами между ними.
Разряд молнии иа землю происходит в определен ной последовательности и чаще всего от туч, заряжен ных отрицательным электричеством. По мере того, как напряженность электрического поля заряженной тучи достигает критической величины, по направлению к земле начинает прорастать слабо светящийся канал (движение электронов), получивший название лидера.
Продвижение лидера от облака к земле не происхо дит непрерывно. После прохождения лидером части воздушного пространства наступает пауза длительно стью в 30—90 мкс, в течение которой увеличивается накопление электрических зарядов, вновь наступает продвижение лидера к земле, затем опять пауза и т. д.
206
Как только лидер достигнет поверхности земли или возвышающихся над землей предметов, возникает электрический разряд между тучей и землей. Подавля ющее большинство молний (около 95%) имеют отри цательную полярность.
Во время грозы вследствие явления электростати ческой индукции у поверхности земли возникает очень сильное электрическое поло, напряженность которого особенно велика на концах острых предметов. Во время грозы паконцах таких предметов зажигается коронный разряд, и возникает видимое свечение.
Молния характеризуется следующими параметра ми: напряжение между облаком и землей может со ставлять 100000 000 В, ток молнии — 100 000 А, время действия — ІО-6 с, диаметр светящегося капала (рас каленных, хорошо проводящих электрический ток га зов) — 10—20 см.
Редко встречаемые разряды молнип положитель ной полярности характеризуются очень большой величиной тока — до 200 000 А. Длина пути линейной молнии может достигать нескольких километров.
Кроме линейной молнип возникает шаровая молппя, представляющая собой огненный шар диаметром 10—30 см, которая медленно перемещается в воздухе (со скоростью около 2м/с) в направлении ветра. Дви жение ее сопровождается свистящим или шипящим звуком. Время существования шаровой молнип длится от нескольких секунд до полминуты. Исчезает шаро вая молния тихо, но может при этом возникать и яв ление взрыва.
Шаровая молнпя проникает в помещение через от крытые окна, форточки, фрамуги, двери, дымоходы пе чей и даже через щели. При прикосновении к чело
веку опа |
вызывает |
сильные |
ожоги, часто ведущие |
к смерти. |
При взрыве |
шаровой |
молнии выделяется |
большое количество тепла, что часто приводит к пожа рам. Природа шаровой молнии до сих пор еще не вы яснена.
Молниеотводы, применяемые для защиты зданий и сооружений от прямых ударов линейной молнии, при ударах шаровой молнии становятся не эффектив ными. Для предотвращения проникновения шаровой молнии в производственные и жилые помещения сле дует хорошо закрывать окна, двери, дымоходы, а
207
вентиляционные отверстия следует снабжать металличе скими сетками с ячейками 3—4 см2. Такая сетка вы полняется из медной или стальной круглой проволоки диаметром 2—2,5 мм и надежно заземляется.
Рис. 62. Избирательная поражаемомъ молнии:
а — включения грунтов высокоіі электрической проводимости (I — глина, 2 — песок); б — стыкование грунтов различной электричес кой проводимости; в, г — повышенная поппзацня воздуха (выход пагретых газов).
Молния чаще всего ударяет в места выхода на по верхность грунтовых вод, на участки стыка пород земли разной удельной электрической проводимости (рис. 62), в места выхлопа газов и выхода дыма из труб (из-за повышенной ионизации воздуха), в наибо лее возвышающиеся над землей части зданий и соору жений. Ударяет молния в землю и в места с большим удельным электрическим сопротивлением, если в земле проложены протяженные металлические трубопроводы пли кабели, а также в места, где имеются включения
208
грунта, хорошо проводящего электрический ток (на пример, глина).
Ожидаемое количество поражений молнией в год здания или какого-либо сооружения, пе обору дованного молнпезащптой, определяется по формуле:
+раз в год>
где: S — ширина |
защищаемого |
здания |
(сооруже |
||
ния), м; |
|
|
|
(сооружения), м; |
|
L — длина защищаемого здания |
|||||
hx — высота здания по его боковым сторонам, м; |
|||||
п — среднее |
число |
поражений |
молнией одного |
||
квадратного километра |
земной |
поверхности |
|||
в год в местах |
расположения здания (соору |
||||
жения) . |
|
|
|
|
|
Значения величины п в зависимости от интенсив ности грозовой деятельности представлены в табл. 15.
Среднее значение грозо вой деятельности в часах за год .определяется по карте пли по данным местной ме теорологической станции.
Производственные, жи лые и общественные здания (сооружения) в зависимости от интенсивности грозовой деятельности местности, где они расположены, а также от ожидаемого количества пора жений молнией здания или сооружения в год, определяе
мого по приведенной выше формуле, должны иметь молниезащнту, определяемую в соответствии с катего риями устройства молииезащиты, указанными в табл. 16.
Молниезащита от прямых ударов молнии — комп лекс защитных устройств, предназначенных для обес печения людей, сохранности зданий и сооружений от возможных взрывов, загораний и разрушений, возни кающих при воздействии молнии, а в сельскохозяйст
венных производственных |
помещениях — также для |
обеспечения безопасности |
животных и птиц. |
8 В . П . Сакулпн, В . М . Шептовпцниіі |
209 |