Ннрв. ПР ПМ.03 (1). Практическая работа (6 часов) Тема
 Скачать 3.72 Mb.
|
|
Тема: Составление технологических карт по техническому обслуживанию кабельных линий. Цель Научиться правильности составления технологической карты на техническое обслуживание кабельных линий. Материальное обеспечение информационный материал, рабочие тетради. Общие теоретические положения При техническом обслуживании кабельных линий (КЛ) периодически проводят их осмотры с целью визуального обнаружения неисправностей и дефектов. КЛ на напряжение до 35 кВ, проложенные открыто, должны осматриваться не реже 1 раза в 6 месяцев проложенные в земле - не реже 1 раза в 3 месяца. Не реже 1 раза в 6 месяцев выборочные осмотры КЛ должны проводиться административно-техническим персоналом. Внеочередные осмотры КЛ должны проводиться в период паводков и после ливневых дождей, когда возможны сдвиги почвы и попадание грунтовых вод в подземные кабельные сооружения, а также после отключения КЛ релейной защитой. Эксплуатационный персонал должен постоянно следить за техническим состоянием кабелей и трасс кабельных линий. Надежность кабельных линий при эксплуатации обеспечивается выполнением мероприятий, в которые входят контроль за температурой нагрева кабеля, осмотры, ремонты, профилактические испытания. Для продолжительности срока службы кабельной линии необходимо следить за температурой жил кабеля, так как перегрев изоляции ускоряет его старение. Максимально допустимая температура токопроводящих жил кабеля определяется его конструкцией. Так, для кабелей напряжением 10 кВ с бумажной изоляцией и вязкой нестекающей пропиткой допускается температура не более 60° С для кабелей 0,66 – 6 кВ с резиновой изоляцией и вязкой нестекающей пропиткой — 65° С для кабелей до 6 кВ с пластмассовой (из полиэтилена, самозатухающего полиэтилена и поливинилхлоридного пластиката) изоляцией – 70° С для кабелей 6 кВ с бумажной изоляцией и обедненной пропиткой – 75° С, ас пластмассовой (из самозатухающего полиэтилена) или бумажной изоляцией и вязкой или обедненной пропиткой — 80° С. Длительно допустимые токовые нагрузки на кабели с изоляцией из пропитанной бумаги, резины и пластмассы выбирают по действующим ГОСТам. Кабельные линии напряжением 6–10 кВ, несущие нагрузки меньше номинальных, могут быть кратковременно перегруженными назначение, которое зависит от вида прокладки. Так, например, кабель, проложенный в земле и имеющий коэффициент предварительной нагрузки 0,6, может быть перегружен 20 на 35% в течение получаса, начина ч, а при коэффициенте предварительной нагрузки 0,8 – на 20% в течение получаса, начина ч. Для кабельных линий, находящихся в эксплуатации более 15 лет, перегрузка снижается на 10%. Осмотры кабельных линий до 35 кВ проводят в следующие сроки трассы кабелей, проложенных в земле, по эстакадам, в туннелях, блоках, каналах, галереях и по стенам зданий — не реже одного раза в 3 мес концевые муфты на линиях до 1000 В – один разв года выше 1000 В – один разв мес (кабельные муфты, расположенные в ТПРУ и подстанциях, осматривают одновременно с другим оборудованием кабельные колодцы – 2 раза в год коллекторы, шахты и каналы на подстанциях с постоянным оперативным обслуживанием — не реже одного раза в месяц. Внеочередные обходы осуществляют в периоды паводков и после ливней. При осмотре кабелей внутри помещений, в туннелях, шахтах, кабельных полуэтажах проверяют исправность освещения, вентиляции, сигнализации о появлении дыма наличие средств пожаротушения состояние несгораемых перегородок и дверей между отсеками и помещениями температуру воздуха и металлических оболочек кабелей состояние опорных конструкций, соединительных и концевых муфт, металлических оболочек и антикоррозионных покровов брони наличие маркировки отсутствие горючих предметов и материалов. Большую опасность для целости кабелей представляют земляные работы, выполняемые на трассах или вблизи них. Поэтому необходимо обеспечить постоянный надзор за кабелями на все время работы. Рис. .1 Схема определения места повреждения кабеля индукционным методом 1 – генератор звуковой частоты, 2 – место повреждения, 3 – приемная рамка, 4 – усилитель, 5 – телефон, 6 – электромагнитные колебания вдоль кабельной трассы Места производства земляных работ по степени опасности повреждения кабелей делятся на две зоны первая – участок земли, расположенный на трассе кабеля или на расстоянии дом от крайнего кабеля напряжением выше 1000 В вторая – участок земли, расположенный от крайнего кабеля на расстоянии свыше м. При работе впервой зоне запрещается применять экскаваторы и другие землеройные машины использовать ударные механизмы (клин-бабы, шар-бабы и др) на расстоянии ближе 5 м применять механизмы для раскопки грунта отбойные молотки, электромолотки) на глубину выше 0,4 м при нормальной 21 глубине заложения кабелям выполнять земляные работы в зимнее время без предварительного отогрева грунта осуществлять работы без надзора представителем организации, эксплуатирующей кабельную линию. Чтобы своевременно выявить дефекты изоляции кабеля, соединительных и концевых муфт и предупредить внезапный выход его из строя или разрушение токами коротких замыканий, проводят профилактические испытания кабельных линий повышенным напряжением постоянного тока. При повреждении кабеля прежде всего определяют с помощью мегаомметра 2500 В характер неисправности. Измеряют сопротивление изоляции токопроводящих жил кабеля относительно земли и между собой каждой пары жили проверяют на отсутствие их обрыва. Зону повреждения обнаруживают несколькими методами, но чаще всего индукционным (для определения мест замыкания между жилами кабеля. По двум замкнутым между собой жилам кабеля (рис. 65) пропускают ток 10 – 20 А звуковой частоты (800 – 1000 Гц) от специального генератора 1. При этом вокруг кабеля до места замыкания возникают электромагнитные колебания, распространяющиеся и над поверхностью земли. Эти колебания улавливают прибором с приемной рамкой 3, усилителем 4 и телефоном 5. Оператор, проходя с этим прибором по трассе, прослушивает звуки наведенных электромагнитных волн. Звук при приближении к месту повреждения сначала усиливается, а затем прекращается на расстоянии от него около 1 м. Особое внимание уделяют кабелям, проложенным в районах прохождения электрифицированного транспорта. В такой кабельной линии следует измерять не менее 2 разв течение первого года эксплуатации уровни потенциалов и блуждающих токов. Если уровень приблизился к опасной черте, принимают меры, устраняющие это явление. Каждая линия должна иметь свой единый диспетчерский номер или наименование для удобства оперативных переключений. Открыто проложенные кабели и все кабельные муфты снабжают бирками с обозначениями марки, сечения, номера или наименования линии. На бирках соединительных муфт указывают номер муфты и дату монтажа. При осмотрах трасс КЛ, проложенных в земле, проверяется наличие знаков привязки линии к постоянным ориентирам (или пикетов на незастроенной территории, обозначающих трассу. На трассе КЛ не должно быть вспучивания или проседания грунта, не должно производиться каких-либо работ, раскопок, складирования строительных материалов, свалок мусора. Правилами охраны электрических сетей для КЛ, проложенной в земле, устанавливается охранная зона в размере 1 мс каждой стороны от крайних кабелей. Любые работы в охранной зоне КЛ должны выполняться с разрешения и под наблюдением организации, эксплуатирующей кабель. В местах выхода кабеля из земли, например на стену здания или опору ВЛ, должна быть защита кабеля от механических повреждений. Осмотры КЛ, проложенных в кабельных сооружениях (тоннелях, эстакадах и других, должны проводить два человека. В первую очередь 22 проверяется с помощью газоанализатора отсутствие в кабельных сооружениях газов, состояние освещения и вентиляции. Проверяется общее состояние кабельных сооружений, наличие средств пожаротушения, отсутствие посторонних предметов. Все металлические конструкции кабельных сооружений должны быть покрыты негорючим антикоррозийным составом. Кабельные туннели должны быть оборудованы средствами для отвода ливневых и почвенных вод. Эти средства должны находиться в исправном состоянии. По температуре внутри кабельных сооружений косвенно контролируется тепловой режим кабелей. Температура воздуха внутри сооружений должна превышать температуру наружного воздуха не более чем на С. На открыто проложенных кабелях должны быть стойкие к воздействию окружающей среды бирки, прикрепляемые вначале и конце кабеля и через 50 м. На этих бирках указываются марка и сечение кабеля, напряжение, номер или другое условное обозначение линии. На бирках муфт должны быть отмечены номер муфты и дата ее монтажа. Проверяется состояние антикоррозийного покрова металлических оболочек кабелей, расстояния между кабелями, состояние соединительных и концевых кабельных муфт, отсутствие следов вытекания масла или кабельной мастики. Все замеченные при осмотрах дефекты и неисправности КЛ заносятся в листок осмотра. Эти дефекты и неисправности в зависимости от их характера устраняются при текущем техническом обслуживании. Повреждения аварийного характера должны быть устранены немедленно. Для каждой КЛ при вводе в эксплуатацию устанавливается допустимая токовая нагрузка. Эта нагрузка определяется по условию, что температура жил кабеля будет не выше длительно допустимой температуры θ ДОП, нормируемой. Для кабелей с бумажной пропитанной изоляцией величина θ зависит от номинального напряжения ном см. табл. 1). Таблица 1. Допустимая температура нагрева ном кВ До 3 6 10 20 35 θ С 80 65 60 55 50 Для кабелей с изоляцией из полиэтилена и поливинилхлорида ДОП С с изоляцией из сшитого полиэтилена ДОП = С с резиновой изоляцией ДОП С. Перегрев изоляции кабеля выше ДОП заметно ускоряет процесс ее старения и, следовательно, сокращает срок службы кабеля. Непосредственное измерение температуры жилы кабеля представляет значительные трудности. Поэтому для проверки теплового режима кабель нагружают током и снимаются показания термодатчиков, установленных на стальной броне (оболочке или шланге) кабеля. 23 Температура жилы кабеля Ж рассчитывается по формуле θ = б, (1) где б - температура брони (оболочки или шланга, измеренная при испытании Δθ - превышение температуры жилы кабеля над температурой брони (оболочки или шланга. Величина Δθ рассчитывается по эмпирической формуле или определяется по номограммам. Одна из таких номограмм для кабелей с алюминиевыми жилами, находящихся в эксплуатации от 5 до 25 лет. Токовая нагрузка КЛ, при которой Ж = ДОП, соответствует допустимой длительной нагрузке. Рис. 2. Разность температур между броней и алюминиевыми жилами кабелей напряжением 10 кВ В практической эксплуатации действительную токовую нагрузку кабеля I сопоставляют с длительно допустимым током доп, приводимым в справочной литературе [2]. Длительный режим работы кабеля считается допустимым при выполнении условия I 24 Для кабелей напряжением 20-35 кВ с бумажной изоляцией перегрузки не допускаются Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. Контроль нагрузочного режима КЛ осуществляется снятием графиков нагрузки, выполняемым не реже 2 разв год. Причем один раз контроль осуществляется в период зимнего максимума нагрузки. Особое внимание при техническом обслуживании КЛ уделяется кабельной изоляции. Одним из средств контроля состояния изоляции является измерение ее сопротивления, выполняемое мегаомметром. Схемы измерения фазной и междуфазной изоляции кабеля показаны на рис. 2. Отсчет величины сопротивления изоляции осуществляется приблизительно через 1 минуту после начала процесса измерения. Сопротивление изоляции кабелей на напряжение до 1 кВ должно быть не менее 0,5 МОм. Сопротивление изоляции кабелей на напряжение выше 1 кВ не нормируется. Рис. Измерение сопротивления фазной (аи междуфазной (б) изоляции кабеля Электрическая прочность изоляции КЛ проверяется испытанием повышенным выпрямленным напряжением. Величина испытательного напряжения исп и длительность его приложения в зависимости от вида кабельной изоляции приведены в табл. 2. Испытательное напряжение прикладывается поочередно к каждой жиле кабеля, при этом две другие жилы кабеля и его металлическая оболочка (экран) должны быть заземлены. Испытательное напряжение поднимается плавно со скоростью 1... 2 кВ/с до требуемого значения и поддерживается неизменным в течение времени, указанного в табл. 2. При проведении испытаний повышенным напряжением измеряются токи утечки и их несимметрия по фазам. Таблица 2. Величины приложенного напряжения. ном, Ко до 1 3 6 10 20 35 Бумажная пропитанная изоляция исп, KB / t, МИН 2,5/5 15-25/5 36/5 60/5 100/5 175/ 5 Пластмассовая изоляция и СПЭ-изоляция исп, KB / t, МИН 2,5/5 7,5/5 36/5 60/5 25 Резиновая изоляция исп, KB / t, МИН 6/5 12/5 20/5 Изоляция кабеля считается удовлетворительной, если не произошло ее пробоя, а токи утечки и коэффициент несимметрии этих токов по фазам не превысили значений, приведенных в табл. 3. Таблица 3. Точки утечки и коэффициент несимметрии. ном, Ко 6 10 20 35 I ут, мА 0,2 0,5 1,5 1,8 I ут max / I ут min 2 3 3 3 У кабелей с пластмассовой защитной оболочкой шлангом) дополнительным испытаниям повышенным выпрямленным напряжением подвергается защитная оболочка. Испытательное выпрямленное напряжение -10 кВ в течение 1 мин. подается между металлической оболочкой (экраном) и землей. При неуспешных испытаниях отыскивается место повреждения пластмассовой оболочки и выполняется ее ремонт. На вертикальных участках кабелей напряжением 20...35 кВ с бумажной изоляцией контролируется осушение изоляции. Этот контроль осуществляется с помощью термометров, укрепленных на броне кабеля в верхней, средней и нижней частях вертикального участка. Разность показаний термометров более чем на С свидетельствует о сильном осушении изоляции и начавшемся процессе ее пробоя. В этом случае вертикальный участок кабеля должен быть выведен из эксплуатации и заменен. У одножильных кабелей, собранных в трехфазную группу, измеряется токораспределение. Неравномерность распределения токов по фазам должна быть не более 10%. После отсоединения кабеля от оборудования, профилактических испытаний, монтажа или перемонтажа кабельных муфт должны быть проверены фазировка кабеля и целостность его жил. Сущность фазировки заключается в проверке соответствия фаз А, В и С кабеля фазам А, В и С, например, распределительного устройства, к шинам которого подключается кабель после отсоединения. Определение целостности жил выполняется мегаомметром. Измерения сопротивления проводят между каждой парой фаз с одного конца кабеля. Жилы кабеля на другом конце замыкаются между собой. При целых жилах кабеля мегаомметр при всех измерениях должен показать нулевое сопротивление. Задание к работе Составить технологическую карту технического обслуживания кабельный линий по аналогии. (Для выбора инструментов и приспособлений пользоваться справочником) № п- п Вид работ Срок проведения Инструменты и приспособления 26 Порядок выполнения работы 1. Изучить инструкцию к практической работе. 2. Изучить информационный материал. 3. Составить технологическую карту основных работ ТО КЛ. 4. Составить отчет. Содержание отчета 1. Тема. 2. Цель. 3. Материальное обеспечение. 4. Выполненная технологическая карта. 5. Ответы на вопросы. Вопросы для самоконтроля 1. Какие сроки проведения технического обслуживания кабельных линий, проложенных открыто, в земле 2. Когда проводятся внеочередные осмотры КЛ Назовите допустимую температуру нагрева для кабелей с различной изоляцией. 4. На что влияет перегрев кабельных линий 5. Назовите допустимую токовую нагрузку для кабелей с различной изоляцией 27 ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА (2 часа) Контроль состояния реле различных типов. Цель работы Освоить методику выполнения работ на испытательных стендах по проверке и наладке тепловых реле (расцепителей), пускателей и автоматических выключателей. Задания 1. Снять времятоковую характеристику тепловых реле (расцепителей) и сравнить с типовой характеристикой (по заданию преподавателя) 2. Отрегулировать тепловое реле (расцепитель). 3. Проверить по контрольным точкам результаты регулирования. Инструменты и приспособления Монтерский инструмент. Оборудование тепловые реле, автоматические выключатели с тепловыми расцепителями, секундомер. Материалы Монтажные провода, изолента. Содержание и последовательность выполнения задания Тех. условия Ознакомиться с принципиальной схемой стенда по техническому паспорту. Изучить по лекционному материалу и методическому обеспечению, литературе, методы регулировки и настройки тепловых реле (расцепителей). Ознакомиться с рабочим местом, выбрать оборудование. Ознакомится с правилами техники безопасности при работе. Преподаватель выдает тепловые реле, автоматические выключатели, дает задание для настройки аппаратуры. Снять времятоковую характеристику теплового реле пускателя и расцепителя автоматического выключателя, сравнить с типовой характеристикой по паспорту. Подключить рле по стенду, выставить время и включая нагрузку определить время и токосрабатывание. Отрегулировать тепловое реле (расцепитель) на номинальный токи испытывать. Отметить данные исследований, сравнить с градуправкой, нулевое деление должно совпадать с I н. Проверить по контрольным точкам результаты регулирования время и ток срабатывания. Проверить данные испытаний с расчетными. Убрать рабочее место, выполнить письменный отчет. Контрольные вопросы 1. Каков объем работ по наладке пускозащитной аппаратуры перед вводом в 28 эксплуатацию 2. Перечислить основные типы тепловых реле и требования, предъявляемые к ним. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА ( 2 часа) Определение зависимостей, характеризующих стекание тока в землю через защитный заземлитель Цель работы выявить зависимости, характеризующие явления при стекании тока в землю через различные виды заземлителей. 1. Теоретическая часть Стекание тока в землю происходит только через проводник, находящийся с нею в непосредственном контакте. Такой контакт может быть случайным или преднамеренным. В последнем случае проводник или группа соединенных между собой проводников, находящихся в контакте с землей, называется заземлителем. Причинами стекания тока в землю является замыкание токоведущей части на заземленный корпус электрического оборудования или падение провода на землю либо использование земли в качестве провода и т. п. Во всех этих случаях происходит резкое снижение потенциала З, заземлившейся токоведущей части до значения, равного произведению тока, стекающего в землю, З, на. сопротивление заземлителя растеканию тока З) Это явление используют как меру защиты от поражения током при случайном появлении напряжения на металлических нетоковедущих частях, которые с этой целью заземляю. Однако наряду с понижением потенциала заземлившейся токоведущей части при стекании тока в землю возникают и отрицательные явления, появляется потенциал на заземлителе и находящихся в контакте с ним металлических частях, а также на поверхности грунта вокруг места стекания тока в землю. Возникающие при этом разности потенциалов отдельных точек электрической цепи протекания тока, в том числе точек на поверхности земли, достигают больших значений и представлять опасность для человека. Значение потенциалов, их разностей и характер изменений, а, следовательно, и обусловленная ими опасность поражения человека током зависят от многих факторов - значения тока, стекающего в землю - конфигурации, размеров, числа и взаимного расположения электродов - удельного сопротивления грунта и др. Воздействуя на некоторые из этих факторов можно снизить разности потенциалов, действующие на человека, до безопасных значений. . R I 3 3 3 29 Заземлитель с полусферическим электродом Заземлитель с полусферическим электродом – заземлитель со сферическим электродом, заглубленный так, что его центр находится на уровне земли. Рис. 1 - Распределение потенциала на поверхности земли вокруг заземлителя с полусферическим электродом Для такого заземлителя уравнение потенциальной кривой на поверхности земли будет равно , (2) Потенциал заземлителя з, будет при х, равном радиусу заземлителя r, те) Разделив (2) на (3), получим , (4) Заземлитель с вертикальным трубчатым электродом x 2 3 3 π ρ I r 2 3 3 ρ I x 3 I r 30 Рассмотрим заземлитель с вертикальным трубчатым электродом длиной l, и диаметром d, погруженный в землю так, чтобы его верхний конец был на уровне земли. Рис. 2 - Определение уравнения потенциальной кривой заземлителя с вертикальным трубчатым электродом С заземлителя стекает ток I3. Найдем выражение для расчета потенциала точек на поверхности земли и потенциала заземлителя. Разбиваем заземлитель по длине на бесконечно малые участки каждый длиной dy и диаметром dy. С каждого такого участка в землю стекает ток, который обуславливает возникновение элементарного потенциала dφ, в некоторой точке земли. з = , (4) Рассмотрим точку А на поверхности земли, отстоящую от оси заземлителя на расстоянии х. Потенциал этой точки будет равен dφ = , (6) Учитывая, что m = , и заменяя з его значением из формулы (4), получаем dφ = , (7) dy l I 3 m π ρ dI 1 2 3 2 2 y x 2 2 3 2 y x dy L ρ I 31 Проинтегрировав это уравнение по всей длине заземлителя (от 0 дополучим искомое уравнение для потенциала точки Ат. е. уравнение потенциальной кривой dφ = = , (8) Потенциал заземлителя φ3, будет, при х = 0,5d тез) Здесь 0,5 d << l, следовательно, первым слагаемым под корнем можно пренебречь. Тогда это уравнение примет вид з = , (10) На рис. 2.3 показана потенциальная кривая заземлителя с вертикальным трубчатым электродом с отношением размеров l : d = 50. Рис. 3 - Распределение потенциала на поверхности земли вокруг заземлителя с вертикальным трубчатым электродом с размерами l : d = 50 (l = 2,5; d = 0,05) 1.3. Заземлитель с протяженным трубчатым электродом на поверхности l 0 2 2 3 2π y x dy l ρ I x l l x ln πl ρ I 2 2 3 2 0,5d l l (0,5d) ln l 2 2 2 3 π ρ I d l ln π ρ I 4 l 2 3 32 У этого вида заземлителя, находящегося на поверхности земли и заглубленного так, что его продольная ось совпадает с поверхностью земли, изменения потенциальной кривой различны в различных направлениях. Рис. 4 - Распределение потенциала на поверхности земли вокруг заземлителя с протяженным трубчатым электродом а) потенциальная кривая вдоль оси заземлителя б) потенциальная кривая в плоскости, перпендикулярной оси заземлителя и пересекающей его в середине в) эквипотенциальные кривые на поверхности земли вокруг протяженного заземлителя. Наиболее резко потенциал падает вдоль оси заземлителя, а наиболее плавно – поперек оси по линии, проведенной через его середину. Уравнение потенциальных кривых этого заземлителя имеют следующий вида) вдоль оси заземлителя (по оси х, х = , (11) где l и d – длина и диаметр сечения заземлителя. б) поперек оси заземлителя (по оси у, l x d l x d l l I 2 2 2 ln 2 ρ 2 2 2 2 3 33 у = , (12) Потенциал заземлителя будет при наименьшем значении х, те. при х = 0,5l, если з вычисляется из (11), или при наименьшем значении у, те. при у = 0,5 d, если з вычисляется из (12), тез) Эквипотенциальные линии на поверхности земли вокруг протяженного заземлителя приближаются по форме к эллипсам на большом расстоянии от заземлителя они переходят в окружности (рис в) 1.4. Напряжение прикосновения Напряжение прикосновения для человека, касающегося заземленного корпуса электрооборудования и стоящего на земле (случайна рис. 5), определяется отрезком АВ и зависит от формы потенциальной кривой и расстояниях между человеком и заземлителем (чем дальше от заземлителя находится человек, тем больше ПР и наоборот. Так, при наибольшем расстоянии, те. при х →∞, практически при хм (случайна рис. 5) напряжение прикосновения имеет наибольшее значение пр = з при этом коэффициент прикосновения α1 = 1. Это — наиболее опасный случай прикосновения. y l y l ln πl ρ I 2 4 2 2 3 d l ln l ρ I 2 π 3 34 Рис - Напряжение прикосновения при одиночном заземлителе I - потенциальная кривая II – кривая, характеризующая изменение ПР при изменении х При наименьшем значении х, те. когда человек стоит непосредственно на заземлителе (случайна рис. 5), Unp = 0 и α1 = 0. Это — безопасный случай, так как человек не подвергается воздействию напряжения, хотя они находится под потенциалом заземлителя з. При других значениях х в пределах 0 – 20 м (случайна рис. 5) ПР плавно возрастает от 0 до За от 0 до 1. В практике устройства защитных заземлений необходимо знать максимальные напряжения прикосновения. Для примера проанализируем изменение Unp и α1, при одиночном полусферическим заземлителе радиусом r. В этом случае потенциал любой точки на поверхности земли вокруг заземлителя описывается уравнением φ = rφз/х , поэтому Unp = за коэффициент прикосновения α1 = 1- , (15) При ха практически при хм (случайна рис. 5) Напряжение прикосновения и коэффициент прикосновения будут иметь максимальные значения Unp max = з α1 = 1. ) (1 3 3 x r x r x r 0 x r 35 При x = r (случайна рис. 5) = 1, поэтому Unp = 0 и α1 = 0. При промежуточных значениях хот дом и α1 определяются из выражения (14) и (15). При заземлителе с вертикальным трубчатым электродом выражение для расчета Unp и α1 можно получить, вычитая уравнение потенциала некоторой точки основания из уравнения потенциала заземлителя Unp = з - осн = , (16) α1= 1- , (17) Максимальные Unp и α1 будут при х = ∞. 1.5 Шаговое напряжение Шаговое напряжения возникает между нагими человека в следствии неравномерного распределения потенциала зазелителя по земле (рис. 6). Точка касания ноги расположенная ближе к заземляющему электроду будет иметь больший потенциал, по сравнению с более удаленной. Следовательно, между двумя точками касания на расстоянии шагам) существует разность потенциала. Эта разность и называется шаговым напряжением. Величина шагового напряжения зависит от величины шага и от расстояниях от заземлителя. Шаговое напряжения для полусферического электрода можно наитии на основании (4) последующему выражению ша (з- (за rφза/x(x+а) (18) Как видно ш ш если расстояние от заземлителя больше. Следовательно, по мере удаления от места замыкания вылечена шагового напряжения уменьшается. Шаговое напряжения на расстоянии 10..20 мот места замыкания практически не приставляет опасность. x r d l n 1 l x ln x l x ln l l ln l ρ I 4 l x 1 l 2π ρ I d 4 2 2 2 3 2 2 3 3 d l n l l x ln 4 l x 2 2 36 Рисунок 6 – шаговое напряжение 2. Экспериментальная часть 2.1 Описание лабораторной установки В лабораторной работе используются следующие блоки – блок линейных дросселей – трехфазный источник питания – блок мультиметров; – трехфазный трансформатор – модель сферического, трубчатого вертикального и протяженного трубчатого заземлителя. 2.3 Порядок выполнения работы Работа осуществляется в следующей последовательности 1. Соедините гнезда защитного заземления всех блоков, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания желтыми проводами с зеленой полосой. 2. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений рис 6 3. Используйте модель заземлителя с полусферическим заземлителем 4. Включите трехфазный источник питания и питание блока мультиметров. Снимите следующие зависимости от расстояниях потенциала точек земли (т.1-т.12) в зоне растекания токах напряжение прикосновения ПР = f (х – шагового напряжения Ш f (х, для этого 5.1 установить удельное сопротивления грунта песок 5.1.1 включив вольтметр блока мультиметров между гнездом « » и гнездами, соответствующих точек земли (т.1-т.12), снять зависимость φ = f (х 37 5.2 включив вольтметр блока мультиметров между гнездом «0» и гнездами, соответствующих точек земли (т.1-т.12), снять зависимость напряжения прикосновения пр = f (х 5.3 включив вольтметр между соседними гнездами соответствующих точек земли (т.1-т.12), измерить ш = f (х) 5.4 полученные данные занести в табл. 2.1 6. Ток стекания в землю контролируйте с помощью амперметра блокамультиметров. Он не должен превышать 0,5 А 7. Провести аналогичные измерения для удельного сопротивления грунта ρ=200 (чернозем) и ρ=100 (суглинок. 11. По завершении эксперимента отключите трехфазный источник питания и питание блока мультиметров. 12. По результатам измерений постройте график изменения потенциала основания от расстояния ОСН = f (х) в одних осях для трех типов грунта. 12. Используйте полученные зависимости для формулирования выводов о влиянии на электробезопасность удельного сопротивления грунта, в котором он заложен, и расстояния от заземлителя до места установки защищаемого электрооборудования. 38 Рисунок 7 - Схема лабораторного стенда 39 Таблица 1. Измеренные значения Вид заземлителя Заземлитель с полусферическим электродом (325) песок чернозем суглинок № х х φ, В I, А ПР, В Ш, В φ, В I, А ПР, В Ш, В φ, В I, А ПР, В Ш, В 1 0 0-0,8 2 0,8 0,8-1,6 3 1,6 1,6-2,4 4 2,4 2,4-3,2 5 3,2 3,2-4 6 4 4-4,8 7 4,8 4,8-5,6 8 5,6 5,6-6,4 9 6,4 6,4-7,2 10 7,2 7,2-8 11 8 8-8,8 12 8,8 8,8-9,6 13 9,6 9,6-10,4 14 10,4 10,4-11,2 15 11,2 11,2-12 16 12 40 Контрольные вопросы 1. Причина возникновения шагового напряжения 2. Как распределяется потенциал на поверхности грунта в зоне растекания тока с заземляющего электрода. 3. На каком расстоянии начинается земля с нулевым потенциалом 4. Как зависит напряжения прикосновения заземленного корпуса от расстояния от места замыкания на землю 5. Как влияет величина напряжения прикосновения на величину сопротивления растеканию заземляющего устройства 41 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА (2 часа Контроль изоляции в электрической сети с изолированной нейтралью Время – 4 часа. Цель работы Освоить методику измерения сопротивления петли «фаза-нуль» с помощью прибора. Задания 1. Ознакомиться с конструкцией прибора М. 2. Измерить сопротивление петли «фаза-нуль» на лабораторной установке. 3. Рассчитать допустимое значение полного сопротивления петли (данные для расчета указывает преподаватель) 4. Сравнить опытные и расчетные значения полного сопротивления петли «фаза-нуль» и сделать заключение. Инструменты и приспособления Монтерский инструмент, диэлектрические перчатки. Оборудование Прибор М 417. Материалы Кабель КРПТ х мм, изолента. №№ п/п Содержание и последовательность выполнения задания Тех. Условия 1. Ознакомиться с конструкцией прибора М 417, по лекционным записям, литературе освоить методику измерения сопротивления петли «фаза-нуль». Изучить правила безопасности при работе с приборами. 2. Выбрать лабораторную установку с плавкими вставками, автоматическими выключателями. Перед началом измерения прибор калибруют. Подключение и отключение зажимов выполняют в диэлектрических перчатках. Измерять прибором сопротивление цепи электропроводки при защите плавкими вставками, записать данные, затем провести измерения электромагнитной защиты автоматическими выключателями. Подключение и отключение зажимов выполняет преподаватель. 3. Рассчитать допустимое значение полного сопротивления петли «фаза-нуль» и сделать заключение об эффективности защиты. Эффективность системы зануления, определяют, проверяя условия автоматического отключения поврежденной электроустановки. Для плавких предохранителей I′ > З.Iв, где в – номинальный ток плавкой вставки 42 предохранителя. Для автоматических выключателей с электромагнитными расцепителями ток однофазного к.з. к > (1, 2, 5 … 1,4) эр, где эр. – ток срабатывания электромагнитного расцепителя автоматического выключателя. Сопротивление петли «фаза-нуль» Zn < ф - е, или в Zn < ф - т, (1, 2, 5 … 1, 4) эр. Где ф – фазное напряжение т – сопротивление силового трактора Току однофазного к.з. 4. Сделать заключение о состоянии электроустановки, выполнить письменный отчет. Контрольные вопросы 1. Как проверить исправность системы зануления? 2. С какой целью и с какой периодичность проводят проверку сопротивления петли «фаза-нуль». 3. Какие испытания производят при эксплуатации внутренних электропроводок |