Початок arrow Справка arrow Безопасность arrow Обеспечение электрической безопасности в сетях напряжением до 1 кВ

Обеспечение электрической безопасности в сетях напряжением до 1 кВ

Распределительные сети с номинальным напряжением 380 В выполняют четырехпроводными и трехпроводными. Их присоединяют к сетям более высокого напряжения через понижающие трансформаторы, мощность которых обычно не превышает 10002500 кВА. Эксплуатационные свойства этих сетей рассмотрены ниже.

Четырехпроводные сети.

Четырехпроводная сеть с тремя фазными проводами и нулевым проводом позволяет присоединить к ней трехфазные приемники энергии на линейное напряжение, а также однофазные приемники на фазное напряжение. Так, например, к четырехпроводной сети 380/220 В могут быть присоединены электродвигатели 380 В и лампы накаливания 220 В. Нулевой провод обеспечивает одинаковые напряжения у зажимов однофазных приемников, включенных в звезду, при неодинаковой нагрузке фаз, что, как правило, имеет место. Нулевой привод имеет такую же изоляцию, как и фазные провода. Сечение его обычно меньше сечения фазных проводов. Обрыв нулевого провода вызывает перераспределение напряжения между группами однофазных приемников энергии; при этом более нагруженная группа получает меньшее напряжение, а менее нагруженная - большее напряжение. Во избежание такой ненормальной работы сети нельзя допускать отключения нулевого провода. Установка коммутационных аппаратов плавких предохранителей в нулевом проводе запрещена.
Нейтраль обмотки низшего напряжения трансформатора заземляют. Ее присоединяют к заземлителю подстанции. Нулевой провод заземляют многократно. Кожухи электродвигателей, металлические части осветительной арматуры присоединяют к нулевому проводу, чтобы обеспечить автоматическое отключение поврежденных участков сети при замыкании на корпус. Такое использование нулевого провода называют занулением. Для обеспечения надежного отключения поврежденных участков сети сопротивление цепи однофазного КЗ должно быть невелико. Поэтому желательно применение трансформаторов с соединением обмоток А/У0, сопротивление нулевой последовательности которых значительно меньше, чем обычно применяемых трансформаторов с соединением обмоток Y/Y0.
Четырехпроводная сеть, выполненная согласно сказанному выше, обладает следующими свойствами:
а)      при однофазных КЗ в такой сети обеспечивается селективное и быстрое отключение поврежденных участков сети с помощью автоматических выключателей и плавких предохранителей; время отключения обычно не превышает 0,1 с;
б)       при замыкании на корпус заземленные части приобретают некоторый потенциал, зависящий от сопротивления нулевого провода и размещения заземлителей вдоль линии. Обычно он меньше фазного напряжения. Безопасность прикосновения к заземленным предметам обеспечивается кратковременностью тока;
в)       при пробое изоляции трансформатора со стороны обмотки высшего напряжения на обмотку низшего напряжения люди защищены от опасных напряжений, поскольку обмотка низшего напряжения заземлена;
г)      случайное прикосновение к фазному проводу (вследствие неосторожности и при нарушении правил техники безопасности) представляет исключительно большую опасность. Человек, схвативший провод, оказывается включенным в цепь с фазным напряжением. Последовательно с ним включены относительно небольшое сопротивление заземлителя и сопротивление под ступнями (обуви, пола, верхнего слоя земли). При неблагоприятных условиях эти сопротивления малы. Однако главным утяжеляющим условием, отличающим рассматриваемый случай от прикосновения к заземленным предметам, является продолжительность прохождения тока через человека со всеми вытекающими отсюда последствиями. Человек, коснувшийся провода, может оказаться не в состоянии самостоятельно освободиться от него вследствие судорожного сокращения мышц руки. Если цепь не будет немедленно отключена (автоматическое отключение здесь не имеет места) и пострадавшему не будет оказана необходимая помощь, смертельный исход неизбежен. Такие случаи, к сожалению, не столь редки. Единственный способ избежать их заключается в строгом соблюдении правил техники безопасности, категорически запрещающих работу в электрических установках и сетях под напряжением.

Трехпроводные сети.

Трехпроводные сети 380 В предназначены в основном для присоединения двигательной нагрузки. В таких сетях нейтраль обмотки низшего напряжения трансформатора не заземляют. Ее присоединяют к земле через пробивной предохранитель. Кожухи электродвигателей и другого оборудования заземляют в целях безопасности прикосновения. Для этого предусматривают заземляющий проводник. Сеть, выполненная таким образом, обладает следующими эксплуатационными свойствами.
а)      При замыкании на корпус образуется цепь через активные и емкостные сопротивления неповрежденных проводов относительно земли. Эти сопротивления велики, поэтому ток, распространяющийся в землю в месте замыкания, мал и обычно не превышает нескольких ампер. Он недостаточен для срабатывания автоматических выключателей и плавления вставок предохранителей. Напряжения неповрежденных проводов относительно земли повышаются до линейного напряжения, но напряжения между проводами не изменяются. Поэтому работа приемников энергии не нарушается. Эту особенность незаземленных сетей рассматривают как положительное свойство. Однако сеть работает в ненормальных условиях. О нарушении нормальной работы сети обслуживающий персонал узнает по показаниям контрольных приборов и аварийному сигналу. Отыскание места повреждения связано с отключением отдельных линий и даже сети в целом, следовательно, с нарушением электроснабжения.
Заземленные части электрооборудования приобретают некоторый потенциал, пропорциональный отношению Z3/Zфl..:i, где Z3 - сопротивление заземлителя, Zф-з - результирующее сопротивление изоляции фаза - земля. Если протяженность сети невелика и ее изоляция в хорошем состоянии, сопротивление Zф-з относительно велико и потенциал заземленных предметов невелик. Однако он держится продолжительно, что увеличивает опасность прикосновения. Чем меньше сопротивление Zф-з, т. е. чем хуже состояние изоляции сети, тем больше опасность прикосновения к заземленным предметам.
б)       При пробое изоляции трансформатора со стороны обмотки высшего напряжения на обмотку низшего напряжения искровой промежуток пробивного предохранителя перекрывается и обмотка низшего напряжения соединяется с землей, что устраняет опасность для людей.
в)       Случайное прикосновение к фазному проводу вследствие неосторожности при нормальной работе и хорошем состоянии изоляции сети менее опасно, чем в заземленной сети, поскольку последовательно с человеком включены относительно большие сопротивления изоляции Zф-з двух других проводов. Однако по мере снижения сопротивления изоляции опасность прикосновения увеличивается. В пределе при замыкании одного провода на землю человек, коснувшийся другого провода, оказывается под линейным напряжением.
В последнее время в незаземленных сетях в целях безопасности стремятся уменьшить продолжительность однофазных замыканий. Для этого прибегают к особым устройствам, реагирующим на ток нулевой последовательности, потенциал заземленных предметов или сопротивление проводов относительно земли. Такие устройства и соответствующие выключатели получили название устройства защитного отключения. Основное их назначение заключается в обеспечении безопасности при прикосновении к заземленным предметам и проводам. Селективность отключения здесь обычно не обеспечивается.

 
< Нормативные требования предельно допустимых значений токов и напряжений прикосновения   Общие положения по технике безопасности >