ДонНТУ   Портал магістрів

Івженко Олександр Андрійович

Электротехнічний факультет

Кафедра "Електропостачання промислових підприємств і міст"

Спеціальність "Електротехнічні системи електроспоживаня"

Умови безпеки у чотирьохпровідних системах: TT без занулення і IT

Науковий керівник: д.т.н., проф. Курінний Едуард Григорович

Резюме Біографія Реферат

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

• Вступ
• 1. Актуальність теми
• 2. Мета дослідження
• 3. Електробезпека
• 4. Вимоги ПУЕ до чотирипровідних мереж підрозділ електроустановок
• 5. Захисне заземлення
• 6. Розрахунок струмів короткого замикання
• Висновки
• Перелік посилань

Вступ

Широке використання електроенергії привело до значного розширення кола осіб, пов'язаних з експлуатацією електроустаткування. У зв'язку з цим питання безпеки праці при експлуатації електроустаткування набувають особливого значення. Забезпеченню безпечних умов праці на виробництві в Україні приділяється велика увага.

Джерелами можливого ураження людей електричним струмом на робочих місцях можуть бути несправності в мережах електропостачання, в електроустаткуванні машин і механізмів, незнання або недотримання правил електробезпеки.

1. Актуальність теми

В данній роботі розглядається небезпека ураження людини електричним струмом. у ній буде розраховано навантаження житлового будинку,а також опір заземлювача, який прокладено в одношаровій землі. Пропонується дозволити використовувати систему ТТ без занулення за наявності приладів захисного вимкнення та норм на опір заземлення корпусів і тривалості вимкнення ушкодженого електрообладнання. Тема є дуже актуальною і важливою у наш час.

2. Мета дослідження

Мета моєї роботи: аналіз умов електро- та пожаробезпеки систем ІТ і ТТ з дотриманням сучасних вимог ПУЕ.

3. Електробезпека

Електробезпека – це система організаційних і технічних заходів, засобів та способів, які забезпечують захист від шкідливої і небезпечної дії електричного струму, електричної дуги, електромагнітного поля та статичної електрики.

Наукові та промислові досягнення, застосування новітніх ізолювальних матеріалів, автоматичних комутаційних та захисних апаратів, удосконалення правил, регламентів, інструкцій значно підвищили рівень електробезпеки сучасних електроустановок та зменшили їх небезпечність. Що стосується окремої електроустановки, то про її електробезпеку можна сказати так:

- електробезпека установки – відсутність з боку електроустановки такої загрози життю, здоров’ю та майну людей, тваринам, рослинам і довкіллю, яка перевищує допустимий ризик.

Аналіз нещасних випадків в промисловості показує, що із загальної кількості нещасних випадків, які привели до смерті людини, на виробництві 20-40% (у енергетиці до 60%) відбувається в результаті ураження електричним струмом, що, як правило, більше, ніж по якій-небудь іншій причині, причому 75-80% смертельного ураження струмом відбувається в електроустановках напругою до 1000 В.

Дія електричного струму на людину надзвичайно різноманітна. Вона залежить від багатьох чинників. За характером дії розрізняють: термічні, біологічні, електролітичні, хімічні та механічні ушкодження.

Термічна дія струму проявляється опіками окремих ділянок тіла; почорнінням і обвуглюванням шкіри і м'яких тканин; нагрівом до високої температури органів, розташованих на шляху проходження електричного струму, кровоносних судин і нервових волокон, що викликає в них функціональні розлади.

Електролітична дія струму проявляється в розкладанні різних рідин організму на іони, що порушує їх властивості.

Хімічна дія струму виражається у виникненні хімічних реакцій в крові, лімфі, нервових волокнах з утворенням нових речовин, що невластиві організму.

Біологічна дія струму проявляється в роздратуванні і збудженні тканин організму, виникненні судом, в зупинці дихання, зміні режиму сердечної діяльності.

Термічна дія струму проявляється опіками окремих ділянок тіла; почорнінням і обвуглюванням шкіри і м'яких тканин; нагрівом до високої температури органів, розташованих на шляху проходження електричного струму, кровоносних судин і нервових волокон, що викликає в них функціональні розлади.

Механічна дія струму призводить до сильних скорочень м'язів, аж до їх розриву, до розривів шкіри, кровоносних судин, переломів кісток, вивихів суглобів, розшарування тканин.

За видами ураження розрізняють електротравми і електричні удари.

Електротравми – це місцеве ураження (опіки, металізація шкіри, механічні ушкодження, електроофтальмія).

Електричні удари – це загальні ураження, пов'язані зі збудженням тканин струмом (порушення функціонування центральної нервової системи, органів дихання і кровообігу, втрата свідомості, розладу мови, судоми, порушення дихання, аж до зупинки, миттєва смерть), що проходить через них.

– умов зовнішнього середовища (температура, вологість, наявність струмоведучого пилу та ін.).

У системі ТТ для кінцевих кіл з робочим струмом понад 32 А та розподільних кіл час відключення допускається таким, що не перевищує 1 с. Змінний струм є більш небезпечним, ніж постійний, проте при високій напрузі (більше 500 В) небезпечніше стає постійний струм. Найбільш небезпечний частотний діапазон змінного струму від 20 до 100 Гц. Основна маса промислового устаткування працює на частоті 50 Гц (що входить в цей небезпечний діапазон). Високочастотні струми менш небезпечні. Струми високої частоти можуть викликати лише поверхневі опіки, оскільки вони поширюються тільки по поверхні тіла людини.

Загальний електричний опір людського організму підсумовується з опорів кожного з ділянок тіла, розташованих на шляху проходження струму. Вони мають різний електроопір. Найбільший електроопір має верхній роговий шар шкіри, в якому відсутні нервові закінчення і кровоносні судини. При вологій або пошкодженій шкірі електроопір складає близько 1000 Ом. При сухої, без ушкоджень, шкіри електроопір багаторазово зростає. Між струмом, що протікає через тіло людини, і прикладеною до нього напругою існує нелінійна залежність – зі збільшенням напруги сила струму росте швидше. Це пояснюється, головним чином, нелінійністю електричного опору тіла людини. Так, при напрузі на електродах 40...45 В, в зовнішньому шарі шкіри виникає значна напруженість електричного поля, при якій повністю або частково відбувається пробій зовнішнього шару шкіри, що знижує повний опір тіла людини. При напрузі 127...220 В воно практично падає до значення внутрішнього опору тіла. Чим більше час протікання струму, тим опір шкіри падатиме швидше. Сумарний опір внутрішніх середовищ тіла людини не перевищує декількох сотень Ом. У якості розрахункових значень опору людського організму приймають 1000 Ом при напрузі 50 В і вище.

Низький електроопір організму людини сприяє тяжчим наслідкам ураження електричним струмом. Електроопір тіла людини знижують такі показники, як фізіологічний і психологічний стан (стомлення, алкогольне сп'яніння, голод, захворювання, емоційне збудження).

4. Вимоги ПУЕ до чотирипровідних мереж

Відомо, що найбільш розповсюджені чотирипровідні мережі 380/220 В. У попередніх ПУЕ [5] у системі 380/220 з глухозаземленою нейтраллю заземлення корпусів без їх занулення не допускалося, а в більш ранніх виданнях використовувалося жорстке формулювання: "категорично забороняється". У теперішній же час ПУЕ допускає реалізацію системи ТТ як із зануленням, так і без нього . Також згідно з новими правилами [2] змінилися і вимоги з електробезпеки у системі IT. Тепер у цій чотирипровідній мережі дозволяється не заземлювати нейтраль. У зв’язку з цим у дипломної роботі аналізуються режими роботи системи IT і ТТ з точки зору електро- та пожежобезпеки з дотриманням сучасних вимог ПУЕ.

підрозділ електроустановок:

Сила струму, що проходить через тіло людини є основним чинником, який обумовлює наслідки ураження. Різні за величиною струми справляють і різний вплив на організм людини. Розрізняють три основні порогові значення сили струму: Щодо заходів від ураження електричним струмом електроустановки підрозділяють на:

– електроустановки напругою до 1 кВ в електричних мережах з глухозаземленою нейтраллю;

–електроустановки напругою до 1 кВ в електричних мережах з ізольованою нейтраллю;

–електроустановки напругою понад 1 кВ в електричних мережах з ізольованою, компенсованою або (і) заземленою через резистор нейтраллю;

–електроустановки напругою вище 1 кВ в електричних мережах з глухозаземленою або ефективно заземленою нейтраллю [2].

В залежності від типу заземлення системи розрізняють мережі с заземленою та ізольованою нейтраллю (середньою точкою). Це системи ТТ, IT, TN-C, TN-S, TN-C-S трифазного змінного або постійного струму. Кожна з них характеризується своїм ступенем ураження електричним струмом.

– електроустановки напругою до 1 кВ в електричних мережах з глухозаземленою нейтраллю;

Чотирипровідні системи ТТ і IТ

До споживача електрична енергія підводиться по лініям від розподільної мережі, які беруть початок на трансформаторній підстанції (ТП). До ТП електроенергію подають в більшості випадків трифазним струмом по трипровідним високовольтним лініям при напрузі від 6 до 35 кВ, а відводять за наступними схемами: трифазна трипровідна або чотирипровідна мережа з ізольованою нейтраллю – система IТ; трифазна чотирипровідна або п’ятипровідна мережа з глухозаземленою нейтраллю ? система ТТ або TN.

Згідно з ПУЕ [2] система ТТ (рис. 1) – система, одну точку струмовідних частин джерела живлення якої заземлено, а відкриті провідні частини електроуста¬новки приєднано до РЕ-провідника, з'єднаного із заземлювачем, електрично не залежним від заземлювача, до якого приєднано точку струмовідних частин джерела живлення, а система IТ (рис. 2) – система, в якій мережу живлення ізольовано від землі або її заземлено через прилади або (і) пристрої, що мають великий опір, а відкриті провідні частини електроустановки приєднано до заземленого РЕ-провідника.

РЕ-провідник [2] – захисний провідник в електроустановках напругою до 1 кВ, призначений для захисту від ураження електричним струмом.

– електроустановки напругою до 1 кВ в електричних мережах з глухозаземленою нейтраллю;

5. Захисне заземлення

При обслуговуванні електроустановки небезпеку становлять не лише неізольовані струмоведучі частини, що знаходяться під напругою, але і конструктивні частини електроустаткування, які нормально не знаходяться під напругою, але можуть виявитися під напругою при пошкодженні ізоляції (корпуси електроприладів, металеві каркаси щитів тощо). Для захисту людей від поразки електричним струмом при пошкодженні ізоляції ПУЕ регламентує виконувати окремо або в поєднанні такі заходи захисту:

– захисне заземлення;

– автоматичне вимикання живлення;

– зрівнювання потенціалів;

– обладнання класу ІІ або рівноцінною ізоляцією;

– захисне електричне відокремлення;

– ізолювальні (непровідні) приміщення, зони, площадки;

– системи наднизької (малої) напруги БННН, ЗННН, ФННН;

– вирівнювання потенціалів.

Захисне заземлення [2] – це заземлення точки чи точок системи, установи або обладнання з метою забезпечення електробезпеки. Інакше кажучи, призначення захисного заземлення полягає в тому, щоб створити між корпусом пристрою і землею електричне з'єднання досить малого опору, для того, щоб в разі замикання на корпус, дотик до нього людини не міг викликати через його тіло струм такої величини, який загрожував би його життю або здоров'ю (рис.4 – опори петлі фаза-нуль не показані).

Розрізняють штучні та природні заземлювачі. Штучний заземлювач – це заземлювач, який спеціально виконують з метою заземлення, а природний заземлювач – це провідна частина, яка окрім своїх безпосередніх функцій одночасно може виконувати функції заземлювача (наприклад, арматура фундаментів та інженерних комунікацій будівель і споруд, підземна частина металевих і залізобетонних опор ПЛ тощо). В першу чергу треба використовувати природні заземлювачі, тому що це дає значну економію коштів, а у тих випадках, коли вони відсутні або їхній опір перевищує необхідне значення, улаштовуються штучні заземлювачі.

6. Розрахунок струмів короткого замикання

Результати розрахунку струмів короткого замикання (КЗ) використовуються при виборі електроустаткування схеми живлення ТП та розподільної мережі, розрахунку уставок релейного захисту, перевірки правильності вибору захисної та комунікаційної апаратури.

Розрахунок струмів КЗ в мережі напругою до 1 кВ виконується, як правило, у іменованих одиницях. При цьому повинні враховуватися активні і індуктивні опори всіх елементів короткозамкнутого кола, а також активні опори всіх перехідних контактів (на шинах, вводах і виводах комутаційних і захисних апаратів, роз'ємних контактів і опір дуги в місці КЗ).

При великій потужності живлячої енергосистеми (хс < 0,1xт) струм однофазного металевого КЗ знаходиться за формулою:

де – фазна напруга живильної лінії;

– повний опір петлі фаза-нуль від трансформатора ТП до точки КЗ;

– повний опір трансформатора ТП струмам однофазного КЗ.

Описаний уніфікований процес синтезу може бути з успіхом реалізований автоматизовано та передбачати тільки управлінські функції користувача: опис автомата Мура та вибір використовуваних алгоритмів і структур. Крім того, представлений підхід може застосовуватися до ряду інших сучасних базисів (CPLD, ASIC) і визначати загальний напрямок оптимізаційних робіт при синтезі логічних послідовністних схем.

Висновки

Згідно з сучасними нормами, розподільна мережа у житлових будинках старої забудови відноситься до системи електропостачання TN-C. У цій мережі реалізується занулення корпусів електрообладнання. Але дуже часто у житловому помешканні можна виявити, що для живлення електроприймачів прокладено двопровідна однофазна мережа, тобто захисного провідника, що занулює, не має. У сьогоденні, коли використовують багато потужних електроприладів, з метою електро- та пожежобезпеки необхідно корпуса електрообладнання зануляти. Але для цього потрібно модернізувати мережу у квартирних щитках. Якщо припустити, що замість системи TN-C реалізується система ТТ, то допускається використовувати заземлення корпусів електрообладнання без занулення. Основним захистом від непрямого дотику в такій системі електропостачання є автоматичне вимкнення живлення з обов’язковим застосуванням ПЗВ.

При написанні даного реферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: грудень 2013 року.

Перелік посилань

1. Правила улаштування електроустановок. – Х.: Форт, 2011. – 736 с.
2. Правила устройства электроустановок. – М.: Энергоатомиздат, 1985.
3. Тульчин И.К., Нудлер Г.И. Электрические сети и электрооборудование жилых и общественных зданий. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 480 с.
4. Методическое пособие и справочные материалы к выполнению курсового проекта по курсу «Электроснабжение промышленных предприятий» (проектирование цеховой электрической сети) (для студентов специальности 7.090603 “Электротехнические системы электропотребления”)/ Сост.: И.А. Бершадский, Н.М. Халявинская, О.А. Шевченко, В.В. Якимишина, В.Г. Олейник. - Донецк: ДонГТУ, 2008. – 99 с.
5. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках: Учеб. пос.для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1984.– 448 с.
6. Маньков В.Д. Основы проектирования систем электроснабжения. Справочное пособие. – Санкт-Петербург: НОУ ДПО «УМИТЦ «Электро Сервис», 2010 – 664 с.
7. Федоров А. А., Каменева В. В. Основы электроснабжения промышленных пред¬приятий: Учебник для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 472 с.
8. 8. Коновалова Л. Л., Рожкова Л. Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок: Учеб. пособие для техникумов. – М.; Энергоатомиздат, 1989. – 528 с.