А) для проводников из цветных металлов по формуле

R = lп/S. (7.6)

где - удельное сопротивление проводника, равное для меди 0,018, а для алюминия 0,028 Ом мм2/м; lп - длина провод­ника, м; S - сечение, мм2;

б) для стальных проводников по табл. 7.1 (см. ниже) или табл. 5. 8... 5. 11 справочника [18]. При этом необходимо знать профиль и сечение проводника, его длину, а также ожидаемое значение тока I , определенное по формуле (7.4).

Значения Хф и Хнзп для медных и алюминиевых проводников сравнительно малы (около 0,0156 Ом/км) и ими можно пренебречь. Для стальных проводников их определяют по табл. 7.1. или табл. 5.8...5.11 справочника [18] при знании плотности тока в про­воднике, А/мм2. Значение Хп = 0,6l (где l - длина линии, км) для отдельно проложенных НЗП; при прокладке кабелем или в стальных трубах (малые расстояния между проводниками) Хп нез­начительны (не более 0,1 Ом/км) и ими можно пренебречь [161.

Для наглядности вычисления Zп по формуле (7.5) рассмотрим два примера, чаще встречающихся в практике расчета зануления на отключающую способность.

Пример 1. Определить Zп, если известно: Sф -=50 мм2(фазные медные жилы в трехжильном кабеле); lп=100м ; I = 600 A

Реиение: Для медной жилы кабеля Rф формуле (7.6)

Rф=0,018 100/50 = 0,036 Ом,

а Хф =0, 0156 0 ,1 = 0,00156 Ом (очень мало, поэтому им прене­брегаем).

В качестве НЗП выбираем стальную полосу прямоугольного сечения Sнзп = 100-6 мм2 длиной 100 м. Тогда плотность тока в этой полосе составит

j =I /Sнзп=600/100 6= 1.0 А/мм2.

По табл. 5.11 справочника [18] находим, что r = 1,0 и х = 0,59 Ом/км. В результате

Rнзп= r lп=0,1 0,1= 0,1 Ом,

а Хнзп= Х ln=0,59 0,1 = 0,059 Ом.

- 85 –

а Хф=0,0156 0,3=0,00468 Ом(очень мало поэтому им пренебрегаем)

В качестве кабеля НЗП выбираем четвертую жилу кабеля сечением Sнзп 0,5 Sфп 0,5 16 =8 мм2. Тогда Rнзп = 0,018 300/8 =0.675 Ом а величинами Хнзп и Хп также пренебрегаем из-за их малости (см. выше)

Подставив найденные значения Rф и Rнзп в формулу(7.5) получим

Zп= =1,013 Ом .

4. Вычисляют фактический ток при однофазном КЗ I ,А, в проектируемой сети зануления по формуле

I =Uф/(Zф/3+Zп) , (7.7)

где Zф - фазное напряжение, В; Zт - полное сопротивление трансформатора, Ом (берут из табл. 7.2 для масляных и из "Фаза-нуль",Ом.

5.Полученное значение I сравнивают со значением I если I I , то сечение НЗП выбрано правильно и отключающая способность проектируемого зануления электродвигателя обеспе­чена; в противном случае увеличивают сечение или изменяют ма­териал НЗП и вновь определяют I по формуле (7.7) до тех пор пока будет достигнуто соблюдение условия

I I , (7.8)

Следовательно, расчет проектируемого зануления на отключающую способность является проверочным расчетом правильности выбора проводимости НЗП.

При расчете ЗУ для нейтрали трансформатора исходят из условия обеспечения безопасного прикосновения к зануленному кор-

r r , (7.9) где rо- сопротивление заземления нейтрали трансформатора Ом; r -сопротивление замыкания фазы на землю, Ом (принимают r 20 Ом); U -предельно допустимое напряжение прикосно­вения, В (принимают по табл. 2 ГОСТ 12.1.038-82); Uф- фазное напряжение, В. При выборе U , которая зависит от продолжительности воздействия тока на человека, следует помнить о том. что при

Пусу ЭУ или к НЗП непосредственно при замыкании фазы на землю

В этом случае

-87-

ти воздействия тока на человека свыше 1 с.Найденную величину r по формуле(7.9) затем сравнивают с нормативной ее величиной r , приведенном в табл. 7.4. При этом должно выполняться условие

r r (7.10)

К дальнейшему расчету принимают наименьшеую величину из сравниваемых. Порядок расчета r такой же, как при расчете не­совмещенного ЗУ для защитного заземления ЭУ (см. в разделе 6 задание N6.2.2 и методические указания к нему).При расчете повторного заземления НЗП воздушной ЛЭП исхо­дят из условия обеспечения безопасного прикосновения к зануленному корпусу ЗУ при замыкании фазы на данный корпус. В этом случае

r =n r (7.11)

где rп- сопротивление одного повторного заземлителя НЗП, Ом; n - количество повторных заземлений НЗП, шт.; U -предельно допустимое напряжение прикосновения, В (принимают по
табл. 2 ГОСТ 12.1,038-82); Iкз - ток однофазного КЗ, и, который
определяют по формуле (7.4) или (7.7); Zнзп-полное сопротив­ление участка НЗП (от места замыкания фазы на корпус до нейт­ральной точки источника тока), Ом. Это сопротивление находят
по формуле

Zнзп= (7.12)

при этом расшифровка Rнзп Xнзп и Хп, и метод их определения был приведен выше.При выборе величины U следует исходить из времени до момента отключения защитой поврежденной ЗУ. Однако при отказе или задержке защиты (например, по причине неисправности авто­матического выключателя, завышенных участков и т.п.) это время может увеличиться. Все это надо учитывать при определении U по табл. 2 ГОСТ 12.1.038-82.

Расчет rп по формуле (7.11) ведется для всех ЗУ, питаю­щихся на этом участке НЗП, так как у каждой ЗУ своя величина Iкз. Затем найденные величины r сравнивают с норма­тивной ее величиной r (см. табл. 7.4). При этом должно вы­полняться условие .

r r (7.13)

К дальнейшему расчету принимают наименьшую величину из
сравниваемых. Порядок расчета каждого rп идентичен порядку
расчета несовмещенного ЗУ для защитного заземления ЗУ (см. в
разделе 6 задание N6.2.2 и методические указания к нему).

- 89 - На третьем этапе проектирования осуществляется конструк­тивная разработка рассчитанных элементов зануления для конк­ретной ЗУ. Она выполняется в соответствии с материалами и ука­заниями подраздела 7.4. 7.2. Задания на расчет Задание N7.2.1. Рассчитать отключающую способность проек­тируемого зануления ЗУ цеха и определить потребное сопротивле­ние ЗУ нейтрали трансформатора, если известно: электропитание осуществляется по трехмильному кабелю от масляного (варианты 1...12) или сухого (варианты 13...25) трансформатора с вторич­ным напряжением 400/230 В; для защиты электродвигателя с ко-роткозамкнутым ротором установлены плавкие предохранители с кратностью тока 3 (варианты 1...15) или 4 (варианты 16...25); в кабеле жилы использованы алюминиевые (варианты 1...15) или медные (варианты 16...25); остальные исходные данные приведены в табл. 7.5. Задание N7.2.2. Рассчитать проектируемую сеть зануления ЗУ промышленного предприятия, цеха, ВЦ или промобъекта, если известно: электропитание осуществляется четырехжильным кабелем от сухого (варианты 1...12) или масляного (варианты 13...25) трансформатора с вторичным напряжением 400/230 В; сопротивле­ние естественного заземлителя Re = 0 (варианты 1...5), 5 (ва­рианты 6...10), 10 (варианты 11...15), 15 (варианты 16...20) или 20 Ом (варианты 21...25); количество вертикальных заземли­телей n = 4 шт.; длина их lв= 2,5 (варианты 1...10), 3 (ва­рианты 11...20) или 5 м (варианты 21...25); они заглублены в землю на Н = 0,9 м от ее поверхности; остальные исходные дан­ные приведены в табл. 7.6 и 7.7 (масляные трансформаторы име­ют напряжение на высокой стороне 6-10 кВ). 7.3. Методические указания по выполнению заданий и анализу результатов расчета Перед выполнением задания(й) студент изучает обеспечение злектробезопасности техническими способами и средствами защиты по учебному пособию [7, с. 110...121] и методику проектирова­ния зануления (см. выше подраздел 7.1), а также он знакомится со своим вариантом задания(й) из подраздела 7.2. При выполнении задания N7.2.1 студент рисует принципиаль-

-93-

ную схему зануления ЭУ цеха по своим исходным данным и ведет расчет на отключающую способность проектируемого зануления ЗУ по формулам (7.1...7.8), т.е. реализует все пять пунктов рас­чета на отключающую способность.

Примечание. В случае невыполнения требования ПУЭ, отраженного в формуле (7.8), следует идти на увеличение сечения стальной полосы, на применение двух таких полос одинакового сечения или медного (алюминиевого) провода определенного сечения, а в иск­лючительных случаях - на замену плавкого предохранителя на ав­томатический выключатель с кратностью тока 1,4 (или 1,25) или кабеля трехкильного на четырехдольный с тем же Sф.

После расчета на отключающую способность студент опреде­ляет rо по формуле (7.9), проверяет его на выполнение условия формулы (7.10) и принимает величину rо к реализации. Затем он приступает к конструктивному решению с учетом материалов и указаний подраздела 7.4.

При выполнении задания N7.2.2 студент определяет отключа­ющую способность проектируемого зануления ЗН промышленного предприятия по формулам (7.4...7.8), т.е. реализует 2...5 пункты расчета на отключающую способность. При ; невыполнении условия в формуле (7.8) студент руководствуется вышеприведенным примечанием. Затем он вычисляет ro по формуле (7.9), про­веряет его на выполнение условия формулы (7.10) и принимает величину rо к дальнейшему расчету. После этого студент ведет детальный расчет конструкции ЗН ro , выполняя 1...4 пункты второго этапа расчета защитного заземления или используя фор­мулы (6.1...6.8) раздела 6 (см. выше, в том числе и пример по двухступенчатому расчету R). При этом Rк он должен сравнивать с принятой величиной ro. Если условия формулы (6.8) выполняют­ся, то детальный расчет ЗН нейтрали трансформатора завершен. Расчет rп в данном задании не производится, так как питание ЗН предприятия осуществляется по кабелю (см. исходные данные за­дания N7.2.2). Затем студент приступает к конструктивному решению с учетом материалов и указаний подраздела 7.4.

Анализ результатов расчета по этим заданиям ведется в хо­де расчета по обеспечению требуемого уровня электробезопаснос­ти. Последний определяется условиями обеспечения отключающейся способности проектируемого зануления ЭУ ( ) и непревышения наибольших допустимых величин r ,r , т.е. Rк r и Rк r . Студент в ходе расчета добивается, чтобы эти условия были выполнены. Следовательно, он создает требуемый уровень

- 94 - злектробезопасности при проектировании зануления конкретных ЭУ промышленного предприятия. 7.4. Конструктивные решения по результатам расчета Такими решениями являются схема зануления цеховой элект­росети напряжением 400/230 В для конкретного электродвигателя с расчетными данными по заданию N7,2.1 (рис. 7.1) и схема электросети с расчетными величинами по отключающей способнос­ти , разрез и план трансформаторной подстанции с комбинирован­ным ЗУ нейтрали трансформатора соответствующей мощностью по заданию N7.2.2. На этих чертежах студент указывает все расчет­ные данные, в том числе сечения фазного и нулевого защитного проводников, их длину; схему соединения обмоток трансформато­ра; величину Iн плавкого элемента ближайшего предохранителя или автоматического выключателя; основные геометрические раз­меры заземлителей и зануляющих их проводников; принципы креп­ления и присоединения зануляющих проводников к стене, заземлителям и зануляпщему оборудованию (детально см. разделы 5 и 6 справочника [18]). На практических занятиях и в контрольных работах заочни­ков студентам рекомендуется оформлять конструктивные решения по вышеуказанным заданиям как показано на рис. 7.1 и 7.2. При оформлении этих решений на ватманском листе формата А1 разрезы и планы проектируемого объекта, а также отдельные детали зануления ЗУ показываются студентом в соответствующих масштабах и с крайне необходимыми пояснениями. Одновременно в расчетно-пояснительной записке приводятся студентом основные рекомендации ПУЭ [15] при организации проектируемого зануления ЭУ. К ним относятся: 1) 1 присоединение нейтрали генератора, трансформатора на стороне до 1 кВ к заземлителю или ЗУ при помощи зануляющего проводника сечением не менее указанного выше в табл. 6.1 (см. в разделе 6). 39 располагается в непосредственной близости от генератора или трансформатора, а в отдельных случаях (например, во внут­рицеховых подстанциях) - непосредственно около стены здания. Его сопротивление r в любое время года должно быть не более величин, указанных в п. 1 табл. 7.4; 2) присоединение зануляемых частей ЗУ или других установок к глухозаземленным нейтральным точке, выводу или средней точке обмоток источника тока при помощи НЭП. Его проводимость должна

-95-

быть не менее 50% проводимости вывода фаз. Этот проводник (от нейтрали генератора или трансформатора до щита распределитель­ного устройства) должен быть выполнен при выводе фаз минами -жиной на изоляторах; при выводе фаз кабелем (проводом) - жилой кабеля (провода). В кабелях с алюминиевой оболочкой допускает­ся использовать оболочку в качестве НЗП вместо четвертой жилы;

3) предусмотрение повторных заземлений НЗП только на концах воздушных ЛЭП (или ответвлений от них) длиной более 200 м, а также на вводах от этой ЛЭП к ЗУ, которые подлежат занулению. При этом в первую очередь следует использовать естественные заземлители (например, подземные железобетонные части опор ЛЭП) и ЗУ, выполненные для защиты от грозовых перенапряжений. Повторные заземлители НЗП в сетях постоянного тока выполняются при помощи отдельных искусственных заземлителей, не имеющих металлических соединений с подземными трубопроводами. Заземля­ющие проводники для повторных заземлителей выбирают из условия

Рис. 7.2. Конструктивные решения по сети зануления ЗУ предпри­ятия; а - схема электросети с расчетными величинами по отключающей способности; б - разрез трансформа­торной подстанции с комбинированным ЗУ нейтрали трансформатора мощностью 100 кВ А; в - план подстан­ции с комбинированным 39 нейтрали трансформатора; 1 - заземляющий проводник; 2 - заземляющий болт на баке трансформатора; 3 - гибкая перемычка для зазем­ления бака трансформатора; 4 - магистраль заземления; 5 - естественный заземлитель (водопроводная труба) с Rе = 20 Ом; 6 - вертикальные заземлители (4 шт.); 7 - горизонтальный заземлитель

длительного прохождения тока не менее 25 А и механической прочности по табл. 6.1 (см. в разделе 6). Общее сопротивление всех повторных заземлителей (в том числе естественных) НЗП каждой воздушной ЛЭП в любое время года должно быть не более величин, указанных в п. 2 табл. 7.4.

-97 -

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: