Короткозамкнутая однофазная сеть.

Jчел = U/Rчел ( так как R0 мал, практически весь ток течет через человека )

Лекция №2 (20.09.2011)

Z1=10кОм

Z2=10кОм

Jчел = U/(2*Rчел + Rизол)

Jзаземл = U/(2Rзаземл + Rизол)

Uk = Jчел*Rзаземл

Jчел = Uk/Rчел

Ток течет по линии наименьшего сопротивления ВСЕГДА!

Трехфазные электрические сети

Если 3 ЭДС равны по амплитуде и сдвинуты по фазе одна относительно другой на ≤ 2π/3, то такая система называется трехфазной симметричной системой.

Ее преимущества при генерации, передаче и преобразовании энергии (в отличие от однофазной):

Ø Меньший расход металла на провода

Ø Меньше расход стали на трансформатор

Ø Простота получения вращения магнитного поля

Ø Трансформатор имеет как минимум 2 обмотки

 

Трехфазные трансформаторы могут быть сделаны двумя способами:

1. Треугольником ∆ (конец одной фазы с началом другой)

2. Звездой (все обмотки имеют общую точку и сдвинуты на 120 град.)

В зависимости от режима нейтрали и наличия/отсутствия нулевого провода различают следующие разновидности 3-х фазных сетей:

1. Трехфазные трехпроводные с изолированной нейтралью

2. ……с заземленной нейтралью

3. …..четырех проводные с изолированной нейтралью

4. ….с глухозаземленной нейтралью

Наибольшее распространение получили трехфазные трехпроводные сети с изолированной нейтралью. При этом, если сети проходят в области 1км, то сеть называется короткой. Она подразумевает, что емкостная нагрузка отсутствует, присутствует только чисто активная нагрузка.

Трехфазная трехпроводная сеть с ИН

Включился человек, произошло перенапряжение (ассиметричная диаграмма).

Напряжение 220В

Сопротивление 1 кОм

Сопротивление изоляции 7 кОм, следовательно ток через тело человека Jчел»60…70 мА.

Если сеть свыше 1 км, то у сети большая емкостная нагрузка, Rизол ≥≥ ½*π*f*С – длинная сеть.

Емкость колеблется в пределах от 0.5 до 1.5 мкФ

Если ток через тело человека = 90…95 мА, то это фибрилляционный ток, возможен летальный исход.

Возможно 5 типов прикосновения человека к сетям:

В реальном случае ток ч\з тело человека всегда должен оцениваться через:

Лекция №3 (4.10.2011)

Виды электротравм

Местные:

1. Электрические ожоги (токовые, дуговой) – поражение кожи и других мягких тканей, поражения связок, иногда кости

2. Электрические знаки или метки

3. Металлизация кожи – проникновение вглубь кожи паров металла

4. Механические травмы (разрывы сухожилий в результате судорог)

5. Электроофтальмия (поражение роговой оболочки глаза)

Общие электротравмы:

1. Электрический удар практически всего организма человека, местных внешних повреждений человек может и не иметь, но в организме возникает возбуждение живых тканей, который протекает через ткани; сопровождается непроизвольным сокращением мышц, нарушение сердечной деятельности, летальный исход.

Явление стекания тока в землю – происходит через проводник, который находиться непосредственном контакте с землей. Такой контакт может быть случайным или преднамеренным.

При стекании тока в землю вокруг заземлителя образуется зона растекания тока, характер распределения потенциалов в этой зоне при изменении расстояния от заземлителя рассмотрим для случая, когда заземлитель полусферический.

Напряжение между точкой и землей – напряжение относительно земли. Теоретически растекание тока идет до бесконечности. Однако плотность тока J на расстояние порядка 20 м принято считать равным 0.

J = Jз/2πх, х – расстояние от заземлителя до точки

70% падения напряжения происходит на первом метре от контакте с заземлителем.

Напряжение шага

Преднамеренное заземление

Rd = ρ/2πl*(ln(2l/d) + 0.5ln((4t+l)/(4t-l)))

ρ – удельное сопротивление грунта

l – длина заземлителя d – диаметр заземлителя t – расстояние от поверхности земли до середины заземлителя

Обычно сопротивление одиночного заземлителя превышает установленное значение ПУЭ. Для того чтобы получить необходимые сопротивления заземляющего устройства используют несколько заземлителей, расположенных на расстоянии значительно меньшем 20 метров, при этом поля растекания тока отдельных заземлителей накладываются один на другое, то есть возникает явление взаимного экранирования. Коэффициент использования заземлителей n =η*Rod/Rз

Защитное заземление

ЗЗ металлических частей и частей электрооборудования и корпусов, нормально не находящихся под напряжением наиболее эффективная мера защиты в сетях с ИН и напряжением до 1000В. В сетях более 1000В в независимости от режима нейтрали также используется эта мера. Это преднамеренное соединение с землей металлических нетоковедущих частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением в результате нарушения изоляции электроизоляции.

Назначение ЗЗ – устранение опасности поражения людей электрическим током при появлении напряжения на конструктивных нетоковедущих частях оборудования, «замыкание на корпус».

Принцип действия ЗЗ снижение напряжения между корпусом, оказавшимся под напряжением, и землей до безопасного значения, путем соединения корпуса устройства с помощью заземляющего устройства с малым сопротивлением.

Из формулы напряжения прикосновения следует, что чем меньше ток через человека, тем меньше заземления и больше изоляция. Согласно ПУЭ сопротивление заземления в установках до 1000В не должно превышать 4 Ом. При мощности источника питания до 1000кВт допускается Rз ≤ 10 Ом.

 

Лекция №4 (18.10.2011)

Защитное зануление – преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей и корпусов электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением в следствии замыкания фазы на корпус с многократно заземленным нулевым защитным проводником. Принцип: превращение замыкания на корпус в однофазное КЗ с целью вызвать большой ток Jкз, способный обеспечить срабатывание токовой защиты и тем самым автоматически отключить поврежденную электроустановку от питающей сети. Область применения зануления трехфазные четырехпроводные сети до 1000В с ЗН.

k – коэффициент кратности тока, определяется типом автомата (предохранители, токовые автоматы), показывает сколько петель сделает ток до момента отключения.

Назначение нулевого защитного проводника – обеспечение необходимого для отключения установки значения тока однофазного КЗ, путем создания для этого тока цепи с малым сопротивлением. Чтобы снизить напряжение корпуса относительно земли на период от момента замыкания до момента отключения поврежденной установки, а также на случай обрыва нулевого защитного проводника необходимо многократное повторное заземление нулевого проводника.

Формула показывает, что напряжение корпуса относительно земли зависит от соотношения R0 и Rз. В этой связи в сети до 1000В ток Jз может оказаться недостаточным для срабатывания токовой защиты, установка может не отключиться, и напряжение Uо может быть длительным. Поэтому в сетях до 1000В с ЗН защитное заземление не применяется.