Белинский Станислав Олегович к т н зав

Белинский Станислав Олегович, к. т. н. , зав. кафедрой «Безопасность жизнедеятельности» Ур. ГУПС

Расчет системы защитного зануления В цехе электродепо для питания электроустановок напряжением ниже 1000 В применяется система электроснабжения четырёхпроводная с нулевым проводом и заземлённой нейтралью питающего трансформатора (TN-C-S) трансформаторной подстанции (ТП). Рассчитать сопротивление петли «фаза-нуль» от ТП до ЭУ депо, ток короткого замыкания и выбрать отключающие аппараты электрического щита на входе линии в цех, если принять, что питание потребителей осуществляется по приведённой схеме (рис), а мощность питающей системы принимается бесконечно большой. Рассчитать возможное напряжение прикосновения на входе линии в электрический распределительный щит, заземлённый на повторное заземляющее устройство RП и на корпусе ЭУ. Оценить опасность напряжения прикосновения с нормируемыми предельно допустимыми уровнями при использовании в качестве отключающих аппаратов предохранителя с продолжительностью отключения более 1 с и аппаратов с электромагнитным расцепителем с продолжительностью отключения до 0, 1 с.

Расчётная схема Варианты Исходные данные 1 Линейное напряжение системы электроснабжения, В Питающая линия Длина L 1, м Сечение проводов, мм 2 Материал провода Сопротивление ЗУ R 0, Ом Линия, питающая электроустановку депо Длина КЛ L 2, м Сечение проводов, мм 2 Материал провода Сопротивление ЗУ Rп, Ом Максимальный потребляемый ток ЭУ, А Кратность пускового тока электродвигателей ЭУ 2 3 4 5 6 7 8 9 0 380 Кабель 400 4 х35 Алюм 3, 7 Кабель 60 4 х16 Алюм 2, 5 25 3 380 Кабель 500 4 х35 Медь 3, 2 Кабель 70 4 х10 Алюм 2, 8 20 3 380 ВЛ 400 4 х25 Медь 2, 8 Кабель 80 4 х6 Медь 3, 1 15 2 380 ВЛ 500 4 х35 Алюм 4, 1 Кабель 90 4 х10 Алюм 3, 5 10 3 380 Кабель 300 4 х50 Алюм 3, 2 Кабель 100 4 х16 Алюм 3, 9 15 3 380 Кабель 400 4 х70 Алюм 3, 3 Кабель 90 4 х25 Алюм 3, 6 20 2 380 ВЛ 300 4 х50 Алюм 4, 3 Кабель 80 4 х16 Алюм 3, 1 25 2 380 ВЛ 400 4 х95 Алюм 3, 5 Кабель 70 4 х10 Медь 2, 7 30 1 380 Кабель 100 4 х95 Алюм 3, 6 Кабель 60 4 х6 Медь 2, 3 35 1 380 ВЛ 100 4 х25 Медь 3, 7 Кабель 50 4 х4 Медь 2, 1 40 1

Электрическая схема замещения петли «фаза-нуль» Uф - фазное напряжение сети, В; ZТ/3 - полное сопротивление фазы трансформатора токам однофазного короткого замыкания, Ом; Zпт - полное сопротивление петли «фаза-нуль» от трансформатора до точки короткого замыкания, Ом. Кдоп - допустимая кратность тока однофазного короткого замыкания Iкз 1 по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата Iз (табл. ). Zii – сопротивление фазного и нулевого провода участков линии, Ом

Rуд = Rуд. 20 [ 1+ (tдоп. - 20)] , где Rуд - удельное сопротивление провода при максимальной допускаемой температуре tдоп, 0 С; Rуд. 20 - удельное сопротивление провода при температуре провода 20 0 С; - температурный коэффициент (для меди 0, 0041 1/ 0 С; для стали 0, 006 1/ 0 С; для алюминия 0, 0044 1/ 0 С). tдоп = 80 0 С для кабелей с бумажной изоляцией; 70 0 С для неизолированных проводов воздушных линий; 65 0 С для кабелей с резиновой и пластмассовой изоляцией; 80 0 С для алюминиевой оболочки трехжильных кабелей, используемой в качестве нулевого провода.

Выбор предохранителя Выбор автомата Iнп Iр ∙КП, Iнв Iр ∙КП , Iнпв Iр∙КП, Iр∙КП ≤ Iнр IКЗ / КДОП, Iнпв IКЗ / КДОП Iр∙КП ≤ Iсо IКЗ / КДОП Ток защитного аппарата, Iз 1. Номинальный ток плавкой вставки предохранителя, Iн пв 2. Номинальный ток нерегулируемого расцепителя Iнр или ток уставки регулируемого расцепителя Iрр автоматического выключателя, имеющего обратнозависимую от тока характеристику 3. Уставка тока мгновенного срабатывания Iсо (отсечка) автоматического выключателя, имеющего только электромагнитный расцепитель Кратность тока, Кдоп 3 (4 - во взрывоопасных зонах) 3 (6 - во взрывоопасных зонах) значения 1, 1 Iном*N для автоматических выключателей с мгновенным расцепителем, где N равно 5, 10, 20 при характеристиках расцепления соответственно “В”, “С” и “D”; Iном - номинальный ток автоматического выключателя 1, 4 (Iн 100 А) 1, 25 (Iн 100 А), где Iн - номинальный ток автоматического выключателя

Технические данные предохранителей на напряжение 380 В Тип Номинальный ток, А Характеристика предохранителя плавкой вставки 15 60 100 200 350 600 1000 6; 10; 15 15; 20; 25; 35; 45; 60 60; 80; 100; 125; 160; 200; 225; 260; 300; 350; 400; 500; 600; 700; 850; 1000 Трубчатый, с закрытым разборным патроном, без наполнителя, токоограничивающий НПН-2 15 60 6; 10; 15 15; 20; 25; 35; 45; 60 Трубчатый с неразборным патроном, с наполнителем, безинерционный ПН-2 100 250 400 600 30; 40; 50; 60; 70; 100 80; 100; 120; 150; 200; 250; 300; 350; 400 300; 400; 500; 600 Трубчатый с закрытым разборным патроном, с наполнителем, безинерционный ПР-2

Технические характеристики автоматических выключателей ВА 47 -29 (100) Технические характеристики Тип выключателя ВА-47 -29 ВА-47 -100 Номинальное напряжение частотой 50 Гц, В 230/400 Номинальный ток In, А 0, 5; 1, 6; 2, 5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10, 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63 Номинальная отключающая способность, А 4500 Характеристики срабатывания электромагнитного расцепителя В, С, D Число полюсов 1, 2, 3, 4 Максимальное сечение присоединяемых проводов, мм 2 25 35 10, 16, 25, 32, 35, 40, 50, 63, 80, 10000

Время – токовые характеристики отключения ВА 47 -29

Время – токовые характеристики отключения ВА 47 -100

Внешний вид выключателей дифференциальных (УЗО) ВД 1 -63 Технические характеристики Номинальное напряжение частотой 50 Гц, В 230/400 Номинальный ток In, А 16, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100 Номинальный отключающий дифференциальный ток IΔn, м. А 10, 30, 100, 300 Номинальный условный дифференциальный ток короткого замыкания IΔс, А 3000 Рабочая характеристика при наличии дифференциального тока AC Время отключения при номинальном дифференциальном токе, мс 40 Число полюсов 2, 4 Максимальное сечение присоединяемых проводов, мм 2 35

Выбор последовательного защитного устройства Устройство Номинальный ток In, А УЗО 16 25 32 40 50 63 80 100 Автоматический выключатель 10 16 25 32 40 50 63 80 Выбор уставки УЗО (IΔn) Номинальный ток УЗО, А 16 25 -32 40 -50 63 80 -100 Защита одиночного потребителя, м. А 10 30 30 30 100 Защита группы потребителя, м. А 30 30 30 (100) 100 300 УЗО противопожарного назначения, м. А 300 300 500

Внешний вид дифференциальных автоматов АД 12, АД 14 Технические характеристики Номинальное напряжение частотой 50 Гц, В 230/400 Номинальный ток In, А 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 Номинальный отключающий дифференциальный ток IΔn, м. А 10, 30, 100, 300 Номинальный условный дифференциальный токкороткого замыкания IΔс, А 4500 Рабочая характеристика при наличии дифференциального тока AC Время отключения при номинальном дифференциальном токе, мс 50 Число полюсов 2, 4 Максимальное сечение присоединяемых проводов, мм 2 35

Время-токовые характеристики отключения АД 12, АД 14

Определение напряжение прикосновения на корпусе ЭУ и на корпусе электрического щита Эл. щит Корпус ЭУ

Двухфазное прикосновение к токоведущим частям а) - прикосновение к двум фазным проводам; б) – прикосновение к фазному и нулевому проводу а) б) U L л 3 L 2 L 1 PEN Uф Путь тока «ладонь-ладонь» а) б)

Однофазное прикосновение к токоведущим частям

Определение напряжение прикосновения и тока через тело человека в ЭУ до 1000 В

Сопротивление растеканию тока пола, на котором стоит человек , к. Ом Степень влажности пола Материал пола Сухой Влажный Мокрый Асфальт 2000 10, 0 0, 8 Бетон 2000 0, 9 0, 1 Дерево 30 3, 0 0, 3 Земля 20 0, 8 0, 3 Кирпич 10 1, 5 0, 8 Линолеум 1500 50, 0 4, 0 Метлахская плитка 25 2, 0 0, 3

Электрическая схема замещения Uф = 220 В Rh ≈ 1 к. Ом Ro = 4 Ом Rдоб - ? Сопротивление растеканию тока пола, на котором стоит человек Материал пола Бетон Степень влажности пола Сухой Мокрый 2000 к. Ом 0, 1 к. Ом

Расчет величины тока через тело человека и напряжения прикосновения

Если = 2000 к. Ом В м. А < ПОТ - даже не почувствует Если = 0. 1 к. Ом В м. А > фибрилл. тока - опасно

220 В 20 мм

Удельное сопротивление: - водопроводной воды = 50 Ом·м, - речной воды = 10 Ом·м. l струи 5 см = 0, 05 м Sструи = ·(20· 10 -3)2 /4 = 3, 1· 10· 4 м 2

Наибольшие допустимые напряжения прикосновения Uпр и токи Ih, проходящие через тело человека, при аварийном режиме бытовых электроустановок переменного тока частотой 50 Гц напряжением до 1000 В по ГОСТ 12. 1. 038 -82 Нормиру емая величина Продолжительность воздействия t , с 0, 010, 08 0, 1 0, 2 0, 3 0, 4 0, 5 0, 6 0, 7 0, 8 0, 9 1, 0 Более 1, 0 Uпр , В Ih , A 220 200 100 70 70 55 55 50 50 40 40 35 35 30 30 27 27 25 25 12 2 Наибольшие допустимые напряжения прикосновения Uпр и токи Ih, проходящие через человека, при аварийном режиме производственных электроустановок напряжением до 1000 В с глухозаземлённой нейтралью по ГОСТ 12. 1. 038 -82 Род и частота тока Нормируемая величина Переменный, 50 Гц Uпр , В Ih , м. A Продолжительность воздействия t , с 0, 010, 08 0, 1 0, 3 0, 5 0, 7 0, 9 1, 0 Более 1, 0 650 500 165 100 70 70 55 55 50 50 36 6