Практикалық сабақ №8

Модуль 3. Электр тоғынан қорғану

Тақырып 1. Қорғаныс жерлендіргіші.

Қорғаныс жерлендіргіші.

 

1. Қорғаныс жерлендіргішінің тағайындалуы, әрекет ету принципі және қолдану аймағы

2. Жерлендіргіш құрылғылардың түрлері, орындалуы

3. Қорғаныс жерлендіргішін есептеу

 

Қорғаныс жерлендіру, яғни, электрқауіпсіздігі мақсатында жасалады, ол алдын ала жермен электр байланысы немесе оның тоқөткізбейтін металл бөлшектері, ол нәтижесінде корпусқа тұйықталуы салдарынан кернеуге ұшырауы мүмкін ж»не т.б. себептер (көршілес тоқөткізуші бөлшектердің индуктивті әсер етуі, потенциал шығымы, найзағай жарқылы, т.б.). Жер эквиваленті ретінде өзен суы немесе теңіз, тас көмір және т.б.

Орнатылған қорғаныс жерлендіру – электрқондырғысының корпусына немесе корпусқа тұйықталу салдарынан кернеуге ұшыраған басқа да тоқөткізбейтін металл бөліктеріне қол тигізген жағдайда тоқпен зақымдану қауіпін жою.

Қорғаныс жерлендіруді жұмыс жерлендіруінен және найзағайдан қорғаныс жерлендіруден ажырата білуі керек.

Жұмыс жерлендіруі – электр шебін жердің бөлек нүктелеріне алдын ала жалғау, мысалы, генератор орамасының нейтральдік нүктелері, күштік және өлшеуіш трансформаторлар, доғаны басушы аппараттар, электржелісінің ұзын желілерінде көлденең компенсациялы реакторлар, сонымен қатар жерді фазалық немесе кері сым ретінде қолдану кезіндегі фазалар. Жұмыс жерлендіруі электрқондырғыларының қалыпты және апат жағдайында жұмыс жасауы үшін арналған, ол қарапайым (яғни, жерлендірілетін бөліктердің өткізгіштерін жерлендіргішпен жалғау арқылы) немесе арнайы аппараттар арқылы (атпа сақтандырғыштары, разрядниктер, резисторлар және т.б.) жасалады. ПУЭ сәйкес жұмыс жерлендіруі – бұл электрқондырғысының тоқөткізгіш бөлігінің нүктесін немесе нүктелерін жерлендіру, ол электрқауіпсізігі мақсатында емес, тек қана электрқондырғысының қалыпты жұмысын қамтамассыз ету үшін қолданылады.

Найзағайдан қорғаныс жерлендіру – найзағай қабылдағышты және разрядниктерді алдын ала жермен жалғау, ондағы мақсат ондағы найзағай тоқтарын жерге қарай алып кету.

Қорғаныс жерлендірудің жұмыс принципі – корпуста тұйықталу немесе басқа да себептерден пада болған түйісу немесе адым кернеуінің мәнін қауіпсіз мәнге дейін төмендету. Бұл жерлендірілген құрылғының потенциалын төмендету арқылы жүзеге асады, сонымен қатар адам тұрған негіз бен жерлендірілген құрылғы потенциалдарын теңестіру (адам тұрған негіздің потенциалын жерлендірілген құрылғы потенциалының шамасына жақын мөлшерге дейін жоғарылату).

Қорғаныс жерлендіру пайдаланылатын аймақтар:

1) аймымалы тқты 1000 В дейінгі кернеулі желі: арашаланған нейтральді үшфазалы үшсымды желілер;бірфазалы, екісымды, жерден арашаланған, сонымен қатар тоқ көзінің орамасының ортаңғы нүктесі арашаланған екісымды тұрақты тоқ;

2) тоқ көзінің орамасының ортаңғы немесе нейтральді нүктесінің кез келген режимында айнымалы және тұрақты тоқпен 1000 В жоғары кернеулі желілер (34-сурет).

Сурет 34 үшфазалы тоқ желілеріндегі қорғаныс жерлендірудің принципиальді сызбасы: а —1000 В дейінгі арашаланған нейтральді желілер; б — 1000 В жоғары арашаланған нейтральді желілер; 1 — жерлендірілген қондырғы; 2 — қорғаныс жерлендірудің жерлендірушісі; 3 —жұмыс жерлендірудің жерлендірушісі: r _о, r_з, — жұмыс және қорғаныс жерлендірудің кедергісі.

 

 

1. Жерлендіргіш құрылғылардың дайындалуы

2. Қорғаныс жерлендіргіштерін есептеу

Тұрғызылып жатырған қалалық кабель желісінің 10/0,4 кВ төмендеткіш трасформатор подстанциясында контурлы типті жерлендіргіш орналастыру шешілген. Жерлендіргіште 10 вертикаль электрод— ені b = 50 мм, болат бұрыштама, әр қайсысының ұзындығы L _в = 3 м және горизонталь электрод —қимасы 4 x 20 = 80 мм² болат бетше, ұзындығы L _г=50м, ол өз алдына вертикаль электродтарды байланыстырады.

Подстанцияға екі үшфазалы трансформатор орнатылады, олар жоғарғы кернеу жағынан арашаланған нейтральді және бітеужерлендірілген нейтраль жағынан 400 В.

Берілгені: қуаттандырушы желінің ұзындығы 10 кВ Ьш = 40 км, «уе желісі жоқ; жердің жоғарғы ылғалдылығы кезінде алынған жердің меншікті кедергісі, ρ == 65 Ом м; көршілес вертикаль электродтар арасындағы арақашықтық а = 5 м; вертикаль электродтың жоғарғы шетінің жерге енгізілу тереңдігі және горизонталь электродтың батырылу тереңдігі t = 0,8 м.

Жерлендіргіш кедергісін анықтау, ондағы мақсат кедергінің ПУЭ сәйкестігін тексеру. Сонымен қатар жерлендіргіш 1000 В дейін және 1000 В жоғары, сонымен қатар 35 кВ дейінгі қондырғыларға орнатылатындай болуы керек, яғни, оның кедергісі r _з бірінші жағдайда 4 Ом-нан артық болмауы керек және екінші жағдайда 125/ I _з 10 Ом (мұндағы I _з — жерге тұйықталу тоғы, А).

 

 

Сурет 39 төмендетуші трансформатор подстанциясының 10/0,4 кВ контурлы жерлендіруші схемасы

 

Есептеу щектік кедергі бойынша пайдалану коэффиценті әдісімен орындалады; топыраө - біртекті.

Шешуі.

1) Жерге тұйықталатын есептеуші тоқ.

мұндағы U_л — желінің сызықтық кернеуі;, L_КЛ, L_ВЛ — электрбайланысқан сымдар мен әуе желілерінің ұзындығы.

2) қондырғы үшін 10 және 0,4 кВ деп тағайындалған қажетті жерлендіру кедергісін келесі формула көмегімен бағалаймыз:

3) вертикаль және горизонталь электродтар үшін есептік кедергі

,

мұнда                             ;

4) топ жерлендірушілердің кедергісі

мұндағы — топ жерлендірушінің вертикаль электродтарын пайдалану коэффиценті; — вертикаль электродтарды байланыстыратын горизонталь сызықтық электродтарды пайдалану коэффиценті.

Қарастырылып отырған жерлендіргіш контурлы және п =10 екендігін ұмытпаймыз, осыдан алатын қатынасымыз

сонда

R < R_з (1,99 < 3,125) болғандықтан, берілген жерлендіргіштің кедергісінің мәні ПУЭ талаптарына сәйкес келеді.

Әдебиеттер: [4, 15,16].

Бақылау сұрақтары

1. Адым кернеуін анықтаңыз, егер жерлендіргіш потенциалы 14 В, жартышарлы жерлендіргіш радиусы – 22 см болса.

2. үш бірдей жерлендіргіштен тоқ ағып жатқан аймақта тұрған адмның қадам кернеуін анықтаңыз. Адам топырақты А және В нүктелерінде түйіседі.

Жерге ағатын тоқтар: I₁ = 25 А; I₂ = 35 А; I₃ = 45 А.

Топырақтың меншікті кедергісі ρ = 200 Ом⋅м.

Жартышарлы электродтар радиусы: r₁ = 20 cм; r₂ = 20 cм; r₃ = 20 cм.

Электродтар арасындағы арақашықтық s = 3 м.

Арақашықтық l = 1 м.

А және В нүктелері арасындағы арақашықтық 0,8 м.

Пайдаланылатын әдебиеттер тізімі: [1, 2, 3, 5]

1. Жерлендіргіш құрылғылардың дайындалуы

2. Қорғаныс жерлендіргіштерін есептеу

 

тікбұрышты параллепипед түріндегі металл бактың қабырғасының ұзындығы a =1 м және биіктігі b = 1,5 м металл бак жерге орналастырылған. Осы кезде жер бетіне оның с = 1,0 м биіктіктегі бөлігі шығып тұр.

Сурет 33 Жерлендіргіш    (электрод) – жерге жартылай енгізілген тікбұрышты параллепипед түріндегі металл бак

 

Табу керек бактан тоқтың ағуына қарсы кедергіні анықта r _з, Ом, ол үшін біртекті ортада орналасқан дара шаршының электрсыйымдылығының анықтауға арналған формуланы пайдаланамыз. Жердің меншікті кедергісі р 100 Ом м.

Жауабы: r _з =24 Ом. Әдебиеттер: [2, 4].

 

Тапсырма 23. Вертикаль стерженді жерлендіргіштің L ұзындығын көбейткен кездегі R кедергісінің азаюы, d диаметрін ұлғайтқан кездегі кедергінің азаюынан көп болатынын дәлелде. Сандық мәндерін анықтап, қисықтық тәуелділіктерін анықта R = f (L) и R = f (d).

Нұсқау: пайдаланушы ретінде d = 0,01 м диаметрі дөңгелек қималы стержень алу ұсынылады; стерженнің бастапқы енгізілуі тереңдігін L =2 м; өлшемдердің өзгеру қысқалығы — 1, 2, 3, 4; жердің меншікті кедергісі ρ= 100 Ом м.

Әдебиеттер: [4, 5, 16].

 

 

Бақылау сұрақтары

Электр құрылғыларымен жұмыс жасау кезінде жерлендіргіш жабдықтар қандай қауіп келтіруі мүмкін, мысалы, орталықтандырылған жылыту батареялары, су құбыры, т.б.? 5. Электр тоғымен зақымдану қауіпі жоғары аймақ» термині нені білдіреді? Осындай орындардың белгілерін айтыңыз, өз үйіңіздегі осындай орындардан мысалдар келтіріңіз, 6. Арашаланған нейтральді үшфазалы электр желісінің қауіпі. 7. Жерлендіргішті нейтральді үшфазалы электр желісінің қауіпі. 8. Жерден арашаланған зақымданған электр құрылғылары қандай қауіп төндіреді (арашалағыш зақымданды, құрылғы корпусында кернеу пайда болады)?