7.8.3. Выбор режима нейтрали
- В сетях напряжением U < 1000 В.
По технологическим требованиям предпочтение отдается 3хфазным 4хпроводным сетям с нулевым проводником, что позволяет обеспечить электрическим током силовые и осветительные нагрузки.
По условиям техники безопасности сети с изолированной нейтралью применяются в производственных помещениях с повышенной опасностью поражения током только в тех случаях, когда поддерживается высокий уровень изоляции проводников (rЗМ 0,5 МОм) при их незначительной емкости.
Трехфазные трехпроводниковые сети с изолированной нейтралью согласно рекомендаций ПУЭ и Правил Регистрации применяются, например, в закрытых подстанциях, передвижных установках, в шахтах и на судах водного транспорта.
В производственных помещениях с повышенной опасностью и в особо опасных помещениях II и III классов, в которых возникают аварийные ситуации, режим нейтрали выбирается глухозаземленный, например в цехах электростанций, металлообрабатывающих и литейных производствах.
- В сетях напряжением U > 1000 В.
По технологическим требованиям режим нейтрали выбирается из условия возникновения опасного перенапряжения и больших токов утечки в аварийном режиме при замыкании фазы на землю. Для осуществления быстрого поиска и отключения поврежденного участка выбирается электрическая сеть с глухозаземленным режимом нейтрали, обеспечивающим надежную работу релейной защиты.
По условиям безопасности в протяженных сетях U > 1000 В защитная роль изоляции проводников утрачивается и опасность поражения человека при замыкании на фазный проводник одинакова как при изолированной, так и при глухозаземленной нейтралях. Несмотря на это, предпочтительнее глухозаземленная нейтраль из-за возможности быстрого отключения поврежденного участка релейной защитой.
7.9. Способы защиты человека от поражения электрическим током
Способы защиты от электрического тока регламентированы ГОСТом 12.1.019-79 ССБТ «Электро-безопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты».
Технические средства защиты
- Применение малых напряжений.
Применение малых напряжений (12, 24, 36 и 42 В) существенно снижает опасность поражений электрическим током. Источниками малых напряжений могут служить аккумуляторы, выпрямительные установки, преобразователи частоты и трансформаторы. Малые напряжения используются, например, в ручных электрических машинах, в переносных или местных осветительных устройствах.
- Применение двойной изоляции.
Двойная изоляция - это электрическая изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной изоляций. Рабочая изоляция предназначена для изоляции токоведущих частей электроустановки, обеспечивая ее нормальную работу и защиту людей от поражения током. Дополнительная изоляция предусматривается дополнительно к рабочей для защиты от поражения током в случае повреждения рабочей изоляции. Двойную изоляцию широко применяют при создании ручных электрических машин, например, выполняя корпуса машин из токонепроводящих материалов (пластмассы). Применение двойной изоляции на электроустановке означает наличие знака на корпусе в виде двойного квадрата. При эксплуатации таких установок заземление или зануление их корпусов не требуется.
- Контроль и профилактика изоляции.
Качество изоляции и ее состояние во многом определяют степень безопасной эксплуатации электроустановок. Согласно «Правил устройства электроустановок» (ПЭУ) сопротивление изоляции фазных проводников напряжением до 1000 В должно быть не ниже 0,5 МОм на каждую фазу. Сопротивление изоляции внутрицеховых электрических сетей напряжением выше 1000 В должно быть не ниже 1МОм.
Если сопротивление изоляции, полученное в результате измерений при контроле или испытаниях, будут ниже допустимых значений, то отдельные участки электросети или само оборудование подлежат ремонту или замене.
- Электрическое разделение сетей.
Электрическое разделение сетей применяется в разветвленных сетях большой протяженности путем установки разделительных трансформаторов с коэффициентом трансформации равном единице.
I1
Кт
= = 1
I2
Здесь: I1 и I2 - токи в первичных и вторичных обмотках трансформатора равные между собой.
Если единую сеть большой протяженности с большой емкостью и малым емкостным сопротивлением разделить на ряд менее протяженных сетей такого же напряжения, которые будут обладать незначительной емкостью, опасность поражения резко снизится.
С/3 С/3
С/3
ЛТ1 РТ1 С
l
РТ2 ЛТ2
Рис.7.21. Установки разделительных трансформаторов.
ЛТ1, ЛТ2 - линейные трансформаторы;
РТ1, РТ2 - разделительные трансформаторы.
На рис.7.21 приведен пример установки разделительных трансформаторов РТ1 и РТ2 в протяженной высоковольтной линии напряжением 10 КВ. В результате произойдет повышение сопротивления сети в 3 раза.
- Компенсация емкостной составляющей.
В целях повышения сопротивления электрической сети в протяженных линиях напряжением выше 1000 В применяется компенсация емкостной составляющей путем установки индуктивной катушки в виде реактора или дросселя, включенной в рассечку глухозаземленной нейтрали, см.рис.7.22.
На рис.7.22 приведена 3-х фазная электрическая сеть, в которой емкости фазных проводников равны между собой С1=С2=С3=С
3
2
1
С1 С2 С3
L
-
- - - - - - - - - - - - -
- - - -
Рис.7.22. Компенсация емкостной составляющей электрической сети.
С1, С2, С3 - емкости фазных проводников относительно земли, Ф;
L - индуктивность дросселя глухозаземленной нейтрали, Гн.
Так как емкостная и индуктивная составляющие реактивного сопротивления находятся в противофазе, то при настройке в резонанс они взаимно уничтожают друг друга
При этом величина индуктивности, т.е. число витков компенсирующей катушки, определяется из условия равенства индуктивного и емкостного сопротивлений.
ХL
=
XC,
или wL
=
, Гн
- Защита от перетока высокого напряжения в цепь низкого напряжения
Данное средство защиты применяется преимущественно в трансформаторах, связанных с эл. сетью напряжением до 1000 В. При повреждении изоляции в трансформаторе может произойти замыкание между обмотками разных напряжений, в результате чего сеть низкого напряжения окажется под напряжением выше 1000 В, на которое изоляция этой сети не рассчитана.
Защита заключается в установке пробивного предохранителя на линии глухозаземленной нейтрали вторичных обмоток трансформатора, как показано на рис.7.23.
U
= 6,3 кВ U
= 3,8 кВ
Пр 0,4
Рис.7.23. Схема включения пробивного предохранителя.
Пр 0,4 - пробивной предохранитель со слюдяной прокладкой на напряжение 400 В.
В случае межвиткового замыкания напряжение с высокой стороны трансформатора переходит на низкую и пробивной предохранитель оказывается под высоким напряжением. Воздушные промежутки в отверстиях слюдяной прокладки пробиваются, электроды замыкаются и нейтраль оказывается заземленной, предохраняя тем самым сеть от повышения напряжения в ней.
- Выравнивание потенциала основания
Защита применяется в производственных помещениях, например, в помещениях электрических подстанций для снижения опасности поражения человека от напряжений шага и прикосновения при помощи установки групповых заземлителей.
- Защитное заземление
- Зануление
- Защитное отключение
Организационно-технические мероприятия
- Применение основных и дополнительных средств защиты: диэлектрических резиновых перчаток, галош, бот и ковриков, а также измерительных штанг, клещей, указателей напряжений и др.
- Применение предохранительных средств индивидуальной защиты (СИЗ): защитных очков, щитков, защитных касок, противогазов, монтерских поясов, когтей и страховочных канатов.
- Применение временных переносных заземлений и временных ограждений, щитов и экранов.
- Применение предупредительных плакатов, цепей и замков.
- Применение конечных выключателей и блокировок.