Зануление как метод обеспечения электробезопасности. Область применения, принцип действия

 

Министерство образования и науки РФ

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Московский государственный университет технологий и управления

имени К. Г. Разумовского» (первый казачий университет)

 

Филиал ФГБОУ ВО «МГУТУ им. К. Г. Разумовского» в г. Липецке

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 
 
по дисциплине:

«Безопасность жизнидеятельности»

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

Студентка 6 курса

Специальность 260501

Шифр 0522-260501-10/000133

Кретинина С.А.

 

Проверила:

 Аметова И.В.

 

                                                                               

 

 

 

 

 

Содержание:

1. Введение
2. Зануление как метод обеспечения электробезопасности. Область применения, принцип действия.
3. Заключение
4. Литература

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Зануление - это преднамеренное электрическое соединение открытых проводящих частей электроустановок с глухозаземленной нейтральной точкой генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности и нулевого рабочего проводника.    Зануление необходимо для обеспечения защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении за счет снижения напряжения корпуса относительно земли и быстрого отключения электроустановки от сети.                                                                                                                                         Принцип действия зануления: превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты и тем самым автоматически отключить поврежденную ЭУ от питающей сети.

Область применения зануления:

-       электроустановки напряжением до 1 кВ в трехфазных сетях переменного тока с заземленной нейтралью (система TN - S: обычно это сети 220/127, 380/220, 660/380 В);

-       электроустановки напряжением до 1 кВ в однофазных сетях переменного тока с заземленным выводом;

-       электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях постоянного тока с заземленной средней точкой источника;

-       во взрывоопасных зонах любого класса подлежат занулению также электроустановки при всех напряжениях переменного и постоянного тока.

К частям, подлежащим занулению, относятся корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, выключателей светильников и т.п.; приводы электрических аппаратов: вторичные обмотки измерительных трансформаторов, металлические конструкции распределительных устройств, металлические оболочки и броня контрольных и силовых кабелей, контрольных и наладочных стендов, корпуса передвижных и переносных электроприемников, а также электрооборудование, размещенное на движущихся частях станков, машин и механизмов.

 

 

 

 

 

 Зануление как метод обеспечения электробезопасности. Область применения, принцип действия.

 

Занулением называется присоединение металлических корпусов электрических машин, трансформаторов и других токоведущих металлических частей электрооборудования, которые не находятся под напряжением при нормальной работе, к многократно заземленному нулевому проводу.

Нулевым проводом называется провод сети, соединенный с глухозаземленной нейтралью трансформатора или генератора или со средним нулевым проводом сети постоянного тока.

Многократное заземление нулевого провода -- это дополнительная, но обязательная мера защиты, осуществляемая через каждые 200 м по его длине. Надежная защита возможна, если сечение нулевого четвертого провода (Sн.пр.) будет равно (не менее) 50% сечения фазного провода сети (Sф) при изготовлении их из одного материала:

 

                            (3.4.34)

 

Обычно нулевой провод изготавливается из стали, а фазные провода -- из цветных металлов. В этом случае необходимо учитывать, что сопротивление их зависит от плотности тока.

На основе экспериментальных данных для выбора эквивалентных по сечению проводников из стали и цветных металлов получены следующие соотношения.

Если провода линии изготовлены из алюминия (Sф^A1)

 

                        (3.4.35)

 

если провода линии изготовлены из меди (Sф^М),

 

                          (3.4.36)

 

Назначение защитного зануления - устранение опасности поражения электрическим током при соприкосновении человека с металлическими частями электрооборудования, оказавшимися под напряжением при замыкании фазы на корпус или землю.

Область применения зануления - трехфазные четырехпроводники сети напряжением до 1000В с глухозаземленной нейтралью или глухозаземленным выводом источника однофазного тока.

Принцип действия зануления основан на превращении пробоя на корпус в однофазное короткое замыкание (замыкание между фазой и нулевым проводом) с целью вызвать ток большой силы, способный обеспечить срабатывание защиты (плавких вставок, средств автоматики)

 

Рис. 3.4.8 Схема зануления

 

Для того, чтобы произошло быстрое и надежное срабатывание средств защиты, необходимо, чтобы ток короткого замыкания, превышал ток отключения (оплавление плавкой вставки и отключение аппарата)

                      (3.4.37)

 

где, Ік.з. - ток короткого замыкания, А

к - коэффициент кратности тока короткого замыкания относительно тока отключения;

Іном - номинальный ток оплавления плавкой вставки или срабатывания автомата, А.

Согласно ПУЭ, проводники зануления подбирают таким образом, чтобы ток короткого замыкания превышал не менее, чем в 3 раза, номинальный ток плавкой вставки.

Время срабатывания отключения поврежденной электроустановки с момента появления напряжения на корпус электроустановки составляет 5-7с при защите плавкими вставками и 1-2с - при защите автоматами.

В аварийный период, с момента возникновения замыкания фазы на корпус и до автоматического отключения поврежденной электроустановки от сети, заземление электроустановок через нулевой защитный проводник снижает напряжение между корпусом и землей.

Повторное заземление позволяет снизить напряжение нулевого провода и корпуса зануленного оборудования относительно земли при замыкании фазы на корпус, как при нормальном режиме, так и при обрыве нулевого провода.

При отсутствии повторного заземления нулевого провода при замыкании фазы на корпус участок нулевого провода в месте замыкания и прикосновения к нему корпуса по отношению к земле находится под напряжением:

 

                  (3.4.38)

 

где, Iк - ток, протекающий по участку: фазный - нулевой провод (ток замыкания), А;

Zн - сопротивление участка нулевого провода от источника питания до места присоединения поврежденного оборудования, Ом,

Rф и Rн - активное сопротивление фазного и нулевого проводов сети, Ом.

При наличии повторного заземления нулевого провода появляется цепь тока замыкания через это заземление.

 

Автоматическое отключение сетей

 

Помимо заземления, профилактика электротравматизма заключается в правильном подборе и эксплуатации изоляции электросетей и установок, в автоматическом отключении, применении пониженных напряжений и различных блокировок, в разработке и применении индивидуальных средств защиты.

В тех случаях, когда безопасность не может быть обеспечена устройством заземления, применяются защитные устройства, основными элементами которых являются магнитные пускатели и реле защитного отключения.

Наиболее универсальными устройствами являются те, которые для обеспечения высокой эксплуатационной надежности выполняются на новых полупроводниковых приборах. Например, в СНГ предложено устройство защиты от утечки тока в землю с использованием переменного оперативного тока пониженной частоты. Устройство обладает высокой чувствительностью и может осуществить защиту при токах утечки от 15 мА и выше.

В устройстве защиты от короткого замыкания в электросетях, запатентованном в ФРГ, используется оперативный ток повышенной частоты, что обеспечивает время отключения короткого замыкания 1 мс. Во Франции запатентовано защитное устройство, которое также реагирует на токи повышенной частоты и отличается простотой конструкции.

Защитное отключение (ЗО) - это система автоматического отключения электроустановки при возникновении в ней опасности поражения человека электрическим током (быстродействующая защита).

ЗО должно обеспечивать защиту в следующих случаях: при замыканиях на землю или корпус, при появлении токов утечки. Защитное отключение используют в тех случаях, когда нет уверенности в надежности заземления или зануления.

К устройствам защитного отключения (УЗО) предъявляются следующие требования: высокая чувствительность (реагирование на незначительные изменения входной величины), короткое время срабатывания (время отключения не должно превышать 0,2 с), способность отключить напряжение выборочно от поврежденного оборудования, надежность и самоконтроль (отключение при неисправности УЗО)

Эффективно применение защитного отключения в электроустановках напряжением до 1000В: в передвижных электроустановках с изолированной нейтралью; в стационарных установках для защиты электрифицированного инструмента; в условиях повышенной опасности в стационарных электроустановках с глухозаземленной нейтралью; на отдельных установках высокой мощности.

Электрозащитные средства.

Электрозащитные средства (ЭЗС) - это переносимые и перевозимые средства, служащие для защиты людей, работающих с электроустановками, от поражения электрическим током, от воздействия электрической дуги и электромагнитного поля.

По характеру применения средства защиты, согласно ГОСТ 12.4.011-89 «Средства защиты работающих. Общие требования», классифицируются на две категории:

- средства коллективной защиты;

- средства индивидуальной защиты.

По степени защиты ЭЗС подразделяются на: основные и дополнительные.

Основные ЭЗС - это средства защиты, изоляция которых длительно выдерживает рабочее напряжение электроустановок, что позволяет безопасно соприкасаться с источникам тока. Дополнительные ЭЗС - это средства, которые сами по себе не могут при данном напряжении обеспечить защиту от поражения током и применяются как дополнительные меры защиты к основным средствам.

К основным защитным средствам, которые позволяют работать непосредственно на токоведущих частях, находящихся под напряжением до 1000В, относятся: изолирующие оперативные измерительные штанги, токоизмерительные изолирующие клещи, указатели напряжения, изолирующие тяги, захваты, инструмент с изолированными рукоятками, диэлектрические перчатки. Испытательное напряжение для основных защитных средств зависит от рабочего напряжения установки и должно быть не меньше трехкратного значения линейного напряжения в электроустановках с изолированной нейтралью и не меньше трехкратного фазного напряжения в установках с глухозаземленной нейтралью.

К дополнительным средствам индивидуальной защиты, применяемым в электроустановках напряжением до 1000В, которые усиливают изолирующее действие основных средств, относятся: диэлектрические галоши, диэлектрические резиновые коврики, различные виды изолирующих лестниц, подставок, площадок, ограждения, предупредительные плакаты, переносные заземления и т. д.

К основным защитным средствам при работе в электроустановках с напряжением выше 1000В относятся: изолирующие штагы, изолирующие и электроизмерительные клещи, указатели напряжения; изолирующие устройства и приспособления для работы на высоковольтных линиях (ВЛ) с непосредственным прикосновением электромонтера к токоведущим частям (изолирующие лестницы, площадки, изолирующие тяги, канаты, корзины телескопических вышек и др.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 3.4.9. Индивидуальные электрозащитные средства:

1- выключающая штанга; 2 - пасатижы; 3 - защитные очки; 4 - изолирующий коврик; 5 - изолирующая подставка; 6 - изолирующие перчатки; 7 - отвертка; 8 - клещи; 9 - технические галоши и клещи; 10 - токоизмерительные клещи.

 

К дополнительным ЭЗС, применяемые в электроустановках с напряжением выше 1000В относятся: диэлектрические перчатки, боты, ковры, изолирующие подставки и накладки; диэлектрические колпаки, переносные заземления; оградительные устройства; плакаты безопасности.

Кроме перечисленных ЭЗС, в электроустановках применяют также такие средства индивидуальной защиты: очки, маски, противогазы, рукавицы, предохранительные пояса и страховочные канаты.

 

Таблица 3.4.5.

Нормы и сроки электрических испытаний средств 
защиты в электроустановках напряжением до 1000В

Средства защиты	Испытатель-ное напряжение, кВ	Продолжите-льность испытаний, мин	Допустимый ток, МА	Периодич-  ность испытаний, в мес.
Изолирующие штанги	40	5	-	24
Изолирующие электроизмерительные клещи	2	5	-	24
Указатели напряжения:    однополюсные	0,75	1	0,6	12
Двухполюсные	0,60	1	4	12
Диэлектрические перчатки	6	1	6	6
Инструменты с изолирующими рукоятками	2	1	-	12
Диэлектрические галоши	3,5	1	2	12