ДонНТУ   Портал магистров

Ивженко Александр Андреевич

Электротехнический факультет

Кафедра «Электроснабжение промышленных предприятий и городов»

Специальность «Электротехнические системы электропотребления»

Условия безопасности в четырехпроводных системах: TT без зануления и IT

Научный руководитель: д.т.н., проф. Куренный Эдуард Григорьевич

Резюме Биография Реферат Библиотека Ссылки Отчет о поиске Индивидуальный раздел

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

• Введение
• 1. Актуальность темы
• 2. цель исследования
• 3. Электробезопасность
• 4. Требования ПУЭ к четырехпроводным сетям подразделение электроустановок
• 5. Защитное заземление
• 6. Расчет токов короткого замыкания
• Выводы
• Список источников

Введение

Широкое использование электроэнергии привело к значительному расширению круга лиц, связанных с эксплуатацией электрооборудования. В связи с этим вопросы безопасности труда при эксплуатации электрооборудования приобретают особое значение. Обеспечению безопасных условий труда на производстве в Украине уделяется большое внимание.

Источниками возможного поражения людей электрическим током на рабочих местах могут быть неисправности в сетях электроснабжения, в электрооборудовании машин и механизмов, незнание или несоблюдение правил электробезопасности.

1. Актуальность темы

В данной работе рассматривается опасность поражения человека электрическим током. в ней будет рассчитана нагрузка жилого дома, а также сопротивление заземлителя, который проложен в однослойной земле. Предлагается разрешить использовать систему ТТ без зануления при наличии приборов защитного отключения и норм на сопротивление заземления корпусов и продолжительности отключения поврежденного электрооборудования. Тема является очень актуальной и важной в наше время.

2. цель исследования

Цель моей работы: анализ условий электро- и пожаробезопасности систем ІТ и ТТ с соблюдением современных требований ПУЭ.

3. Электробезопасность

Электробезопасность - это система организационных и технических мероприятий, средств и способов, которые обеспечивают защиту от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.

Научные и промышленные достижения, применение новейших изолирующих материалов, автоматических коммутационных и защитных аппаратов, усовершенствование правил, регламентов, инструкций значительно повысили уровень электробезопасности современных электроустановок и уменьшили опасность. Что касается отдельной электроустановки, то о ее электробезопасности можно сказать так:

- электробезопасность установки - отсутствие со стороны электроустановки такой угрозы жизни, здоровью и имуществу людей, животным, растениям и окружающей среде, которая превышает допустимый риск.

Анализ несчастных случаев в промышленности показывает, что из общего количества несчастных случаев, приведших к смерти человека, на производстве 20-40% (в энергетике до 60%) происходит в результате поражения электрическим током, как правило, больше, чем по какой-либо другой причине, причем 75-80% смертельного поражения током происходит в электроустановках напряжением до 1000 В.

Действие электрического тока на человека разнообразно. Оно зависит от многих факторов. По характеру действия различают: термические, биологические, электролитические, химические и механические повреждения.

Термическое действие тока проявляется ожогами отдельных участков тела почернением и обугливанием кожи и мягких тканей; нагревом до высокой температуры органов, расположенных на пути прохождения электрического тока, кровеносных сосудов и нервных волокон, вызывает в них функциональные расстройства.

Электролитическое действие тока проявляется в разложении различных жидкостей организма на ионы, нарушает их свойства.

Химическое действие тока выражается в возникновении химических реакций в крови, лимфе, нервных волокнах с образованием новых веществ, не свойственных организму.

Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении тканей организма, возникновении судорог, в остановке дыхания, изменении режима сердечной деятельности.

Термическое действие тока проявляется ожогами отдельных участков тела почернением и обугливанием кожи и мягких тканей; нагревом до высокой температуры органов, расположенных на пути прохождения электрического тока, кровеносных сосудов и нервных волокон, вызывает в них функциональные расстройства.

Механическое действие тока приводит к сильным сокращениям мышц, вплоть до их разрыва, к разрывам кожи, кровеносных сосудов, переломов костей, вывихов суставов, расслоение тканей.

По видам поражения различают электротравмы и электрические удары.

Электротравмы - это местное поражение (ожоги, металлизация кожи, механические повреждения, электроофтальмия).

Электрические удары - это общие поражения, связанные с возбуждением тканей током (нарушение функционирования центральной нервной системы, органов дыхания и кровообращения, потеря сознания, расстройства речи, судороги, нарушение дыхания, вплоть до остановки, мгновенная смерть), проходящей через них.

– условий внешней среды (температура, влажность, наличие токоведущего пыли и др.)..

В системе ТТ для конечных цепей с рабочим током более 32 А и распределительных цепей время отключения допускается таким, которое не превышает 1 с. Переменный ток более опасен, чем постоянный, однако при высоком напряжении (более 500 В) опаснее становится постоянный ток. Наиболее опасный частотный диапазон переменного тока от 20 до 100 Гц. Основная масса промышленного оборудования работает на частоте 50 Гц (что входит в этот опасный диапазон). Высокочастотные токи менее опасны. Токи высокой частоты могут вызвать лишь поверхностные ожоги, поскольку они распространяются только по поверхности тела человека.

Общее электрическое сопротивление человеческого организма суммируется из сопротивлений каждого из участков тела, расположенных на пути прохождения тока. Они имеют разное электросопротивление. Самое большое электросопротивление имеет верхний роговой слой кожи, в котором отсутствуют нервные окончания и кровеносные сосуды. При влажной или поврежденной коже электросопротивление составляет около 1000 Ом. При сухой, без повреждений, кожи электросопротивление многократно возрастает. Между током, протекающим через тело человека, и приложенным к нему напряжением существует нелинейная зависимость - с увеличением напряжения сила тока растет быстрее. Это объясняется, главным образом, нелинейностью электрического сопротивления тела человека. Так, при напряжении на электродах 40 ... 45 В, в наружном слое кожи возникает значительная напряженность электрического поля, при которой полностью или частично происходит пробой наружного слоя кожи, снижает полное сопротивление тела человека. При напряжении 127 ... 220 В оно практически падает до значения внутреннего сопротивления тела. Чем больше время протекания тока, тем сопротивление кожи падать быстрее. Суммарное сопротивление внутренних сред тела человека не превышает нескольких сотен Ом. В качестве расчетных значений сопротивления человеческого организма принимают 1000 Ом при напряжении 50 В и выше.

Низкое электросопротивление организма способствует тяжким последствиям поражения электрическим током. Электросопротивление тела человека снижают такие показатели, как физиологическое и психологическое состояние (утомление, алкогольное опьянение, голод, заболевания, эмоциональное возбуждение).

4. Требования ПУЭ к четырехпроводным сетям

Известно, что наиболее распространенные четырехпроводные сети 380/220 В. В предыдущих ПУЭ [5] в системе 380/220 с глухозаземленной нейтралью заземления корпусов без их зануления не допускалось, а в более ранних изданиях использовалось жесткая формулировка: "категорически запрещается". В настоящее же время ПУЭ допускает реализацию системы ТТ как с занулением, так и без него. Также согласно новым правилам [2] изменились и требования по электробезопасности в системе IT. Теперь в этой четырехпроводной сети допускается не заземлять нейтраль. В связи с этим в дипломной работе анализируются режимы работы системы IT и ТТ с точки зрения электро-пожаробезопасности с соблюдением современных требований ПУЭ.

подразделение электроустановок:

Сила тока, проходящего через тело человека является основным фактором, который обусловливает последствия поражения. Разные по величине токи оказывают и разное влияние на организм человека. Различают три основные пороговые значения силы тока: О мерах от поражения электрическим током электроустановки подразделяют на:

– электроустановки напряжением до 1 кВ в электрических сетях с глухозаземленной нейтралью;

–электроустановки напряжением до 1 кВ в электрических сетях с изолированной нейтралью;

–электроустановки напряжением выше 1 кВ в электрических сетях с изолированной компенсированной или (i) заземленной через резистор нейтралью;

–электроустановки напряжением выше 1 кВ в электрических сетях с глухозаземленной или эффективно заземленной нейтралью [2].

В зависимости от типа заземления системы различают сети с заземленной и изолированной нейтралью (средней точкой). Это системы ТТ, IT, TN-C, TN-S, TN-C-S трехфазного переменного или постоянного тока. Каждая из них характеризуется своей степенью поражения электрическим током.

– электроустановки напряжением до 1 кВ в электрических сетях с глухозаземленной нейтралью;

Четырехпроводные системы ТТ и IТ

К потребителю электрическая энергия подводится по линиям от распределительной сети, берут начало на трансформаторной подстанции (ТП). К ТП электроэнергию подают в большинстве случаев трехфазным током по трехпроводным высоковольтным линиям при напряжении от 6 до 35 кВ, а отводят по следующим схемам: трехфазная трехпроводная или четырехпроводная сеть с изолированной нейтралью – система IТ; трехфазная четырехпроводная или пятипроводная сеть с глухозаземленной нейтралью, система ТТ или TN.

Согласно ПУЭ [2] система ТТ (рис. 1) – система, одна точка токоведущих частей источника питания которой заземлена, а открытые проводящие части электрооборудования присоединены к РЕ-проводнику, соединенного с заземлителем, электрически не зависящим от заземлителя, к которому подключен точку токоведущих частей источника питания, а система IТ (рис. 2) – система, в которой сеть питания изолировано от земли или ее заземлена через приборы или (і) устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к заземленному РЕ-проводника.

РЕ-проводник [2] – защитный проводник в электроустановках напряжением до 1 кВ, предназначенный для защиты от поражения электрическим током.

– электроустановки напряжением до 1 кВ в электрических сетях с глухозаземленной нейтралью;

5. Защитное заземление

При обслуживании электроустановки опасность представляют не только неизолированные токоведущие части, находящиеся под напряжением, но и конструктивные части электрооборудования, нормально не находящихся под напряжением, но могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции (корпуса электроприборов, металлические каркасы щитов и т.п.). Для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции ПУЭ регламентирует выполнять отдельно или в сочетании следующие меры защиты:

– защитное заземление;

– автоматическое отключение питания;

– уравнивания потенциалов;

– оборудование класса ІІ или равноценной изоляцией;

– защитное электрическое отделение;

– изолирующие (непроводящие) помещения, зоны, площадки;

– системы сверхнизкого (малого) напряжения БСНН, ЗСНН, ФСНН;

– выравнивания потенциалов.

Защитное заземление [2] – это заземление точки или точек системы, умтановки или оборудования с целью обеспечения электробезопасности. Иначе говоря, назначение защитного заземления заключается в том, чтобы создать между корпусом устройства и землей электрическое соединение достаточно малого сопротивления, для того, чтобы в случае замыкания на корпус, прикосновение к нему человека не мог вызвать через его тело ток такой величины, который был бы опасен его жизни или здоровью (рис.4 - опоры петли фаза-ноль не показаны).

Различают искусственные и естественные заземлители. Искусственный заземлитель - это заземлитель, специально выполненный с целью заземления, а естественный заземлитель - ведущая часть, кроме своих непосредственных функций одновременно может выполнять функции заземлителя (например, арматура фундаментов и инженерных коммуникаций зданий и сооружений, подземная часть металлических и железобетонных опор ВЛ и т.д.). В первую очередь следует использовать естественные заземлители, потому что это дает значительную экономию средств, а в тех случаях, когда они отсутствуют или их сопротивление превышает требуемое значение, устраиваются искусственные заземлители.

6. Расчет токов короткого замыкания

Результаты расчета токов короткого замыкания (КЗ) используются при выборе электрооборудования схемы питания ТП и распределительной сети, расчета уставок релейной защиты, проверки правильности выбора защитной и коммуникационной аппаратуры.

Расчет токов КЗ в сети напряжением до 1 кВ выполняется, как правило, в именованных единицах. При этом должны учитываться активные и индуктивные сопротивления всех элементов короткозамкнутого круга, а также активные сопротивления всех переходных контактов (на шинах, вводах и выводах коммутационных и защитных аппаратов, разъемных контактов и сопротивление дуги в месте КЗ).

При большой мощности питающей энергосистемы(хс < 0,1xт) ток однофазного металлического КЗ находится по формуле:

где - фазное напряжение питающей линии;

– полное сопротивление петли фаза-ноль от трансформатора ТП до точки КЗ;

–полное сопротивление трансформатора ТП токам однофазного КЗ.

Выводы

Согласно современным нормам, распределительная сеть в жилых домах старой застройки относится к системе электроснабжения TN-C. В этой сети реализуется зануление корпусов электрооборудования. Но очень часто в жилом доме можно обнаружить, что для питания электроприемников проложены двухпроводная однофазная сеть, то есть защитного проводника, зануления, нет. В настоящем, когда используют много мощных электроприборов, с целью электро-пожаробезопасности необходимо корпуса электрооборудования занулять. Но для этого нужно модернизировать сеть в квартирных щитках. Если предположить, что вместо системы TN-C реализуется система ТТ, то допускается использовать заземления корпусов электрооборудования без зануления. Основной защитой от косвенного прикосновения в такой системе электроснабжения является автоматическое отключение питания с обязательным применением УЗО

При написании данного реферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение: декабрь 2013 года.

Список источников

1. Правила устройства электроустановок. – 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.