Начертить схему трехфазной сети с напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью и подключенным оборудованием.
1. Определить напряжение на корпусе оборудования при замыкании фазы на корпус:
а) при занулении оборудования (подключении корпусов к нулевому проводу);
б) с повторным заземлением нулевого провода.
2. Определить ток короткого замыкания и проверить, удовлетворяет ли он условию ПУЭ для перегорания плавкой вставки предохранителя:
I к. з.≥ 3 I Н,
где I Н – ток плавкой вставки, проверить для I Н = 20, 30, 50, 100 А.
3. Определить потенциал корпусов при замыкании фазы на корпус и обрыве нулевого провода (до и после места обрыва).
4. Определить ток, проходящий через тело человека, касающегося оборудования при замыкании фазы на корпус:
а) без повторного заземления нулевого провода;
б) с повторным заземлением нулевого провода.
5. Определить напряжение прикосновения на корпусе зануленной установки при замыкании одной из фаз на землю (дать схему).
6. Рассчитать заземляющее устройство, состоящее из n индивидуальных заземлителей так, чтобы R З не превышало 4 Ом.
7. Сформулировать выводы.
Исходные данные для решения задачи приведены в табл. 1. 1.
Таблица 1. 1.
R п, Ом Z п, Ом Z н, Ом R ЗМ, Ом L, м d, м t, м ηз U Ф,
В вид грунта ρ, Ом ∙ м
4 2 1 75 2 0,03 2,5 0,71 220 глина 60
Рис. 1. 1. Схема зануления.
L1, L2, L3, – фазные провода, N – нулевой рабочий проводник, PE – нулевой защитный проводник,ПП1, ПП2, ПП3 – плавкие предохранители, ЭУ – электроустановка. R0– сопротивление заземления нейтрали, R п – сопротивление повторного заземления.
Нужно полное решение этой работы?
Решение
При занулении, корпуса электрооборудования соединяются с нулевым проводом. Зануление превращает замыкание на корпус в однофазное короткое замыкание, в результате чего срабатывает максимальная токовая защита и селективно отключается поврежденный участок сети. Зануление снижает потенциалы корпусов, появляющиеся в момент замыкания на корпус или землю.
При замыкании фазы на зануленный корпус ток короткого замыкания протекает по петле фаза – нуль.
1. Определим ток короткого замыкания
,А( 1 )
где, Z П – сопротивление петли фаза – нуль, учитывающее, величину сопротивления вторичных обмоток трансформатора, фазного провода, нулевого провода, Ом;
U Ф – фазное напряжение, В.
І к .з = 220 В2 Ом
I к. з= 110 А.
Условие ПУЭ (Правила устройства электроустановок) для перегорания плавкой вставки предохранителя:
I к. з.≥ 3 I Н,
где I Н – ток плавкой вставки (номинальное значение тока, при котором происходит срабатывание элемента защиты), проверить для I Н= 20; 30; 50;100 А.
IH1= 20 A; I к. з.≥ 3 ∙ 20 А; I к .з.≥ 60 A, 110 А > 60 A, I к. з.> 3 IН1; защитное устройство сработает.
IH2= 30 A; I к. з.≥ 3 ∙ 30 А , I к. з.≥ 90 А , 110 A > 90 A, I к. з.> 3 IН2; защитное устройство сработает.
IH3= 50 A; I к .з.≥ 3 ∙ 50 А, I к. з.≥ 150 А, 110 A < 150 A, I к. з.< 3 IН3; защитное устройство не сработает.
IH4= 100 A; I к. з.≥ 3 ∙ 100 А, I к. з.≥ 300 А, 110 A < 300 A, I к. з.< 3 IН4; защитное устройство не сработает.
2. Определим напряжение корпуса относительно земли:
а) без повторного заземления :
U з = I к. з. Z н, В.
U з= 110 А ∙ 1,0 Ом = 110 В.
U з = 110 В.
б) с повторным заземлением нулевого провода
,В
где R0, R П – соответственно сопротивления заземления нейтрали и повторного заземления нулевого провода, причем R0= 4 Ом
.
U з. п.=110 В4+4Ом∙4 Ом=55 В
U з. п.= 55 В.
4. При обрыве нулевого провода и замыкании фазы на корпус напряжения корпусов относительно земли:
без повторного заземления нулевого провода для
а) корпусов, подключенных к нулевому проводу за местом обрыва,
U1= U Ф , U1= 220 В.
б) корпусов, подключенных к нулевому проводу перед местом обрыва,
U2= 0.
с повторным заземлением нулевого провода для:
в) корпусов, подключенных к нулевому проводу за местом обрыва,
, В;
U1´=220В∙4 Ом4+4Ом
U1´=110 В
г) корпусов, подключенных к нулевому проводу перед местом обрыва,
, В;
U2´=220В∙4Ом4+4Ом
U2´=110 В.
5. Ток через тело человека в указанных случаях будет определяться следующим образом:
а)
I1= 220В1000 Ом
I1= 0,22 A
б), А;
в), А;
I1´= 110 В1000 Ом =0,11 А
I1´= 0,11А
г), А
I2´= 110В1000Ом =0,11 А
I2´= 0,11А
где R h– сопротивление тела человека (обычно принимают R h= 1000Ом).
6. Напряжение прикосновения на корпусе зануленного оборудования при случайном замыкании фазы на землю (без повторного заземления нулевого провода)
, В,
где R0 – сопротивление заземления нейтрали, R0= 4Ом;
R ЗМ – сопротивление в месте замыкания на землю фазного провода.
Uпр= 220В∙4Ом75Ом+4ОМ =11,1 В.
Uпр= 11,1 В.
Следующая схема отличается от рисунка 1 тем, что не содержит повторного заземления нулевого защитного проводника, а одна из фаз замыкается на землю через сопротивление растеканию тока R ЗМ.
Рис. 1. 2. Схема замыкания фазы С на землю.
L1, L2, L3, – фазные провода, N – нулевой рабочий проводник, PE – нулевой защитный проводник, F1, F2, F33 – плавкие предохранители, ЭУ – электроустановка.
R0– сопротивление заземления нейтрали.
7
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
