Разработка вариантов электроснабжения железнодорожного узла, страница 16

Абсолютное значение Iч для случая прикосновения к любой фазе:

Iч=3*U/(3*Rч+R) из где:

R=R0*L

R0-активное сопротивление кабеля.

Для кабельной линии ААБ-185  R0=1,25*10³ Ом/км

R=0,25*10 *0,14=0,04*10 Ом

Тогда:

Iч=(3*10000)/((3*1000)+(0,035*10 ))=0,16 А

Полученный ток является опасным для человека

Рассмотрим вариант когда человек касается токоведущих частей оборудования при аварийном режиме( коротком замыкании одной из фаз на землю)

В этом варианте ток через тело человека ограничивается сопротивлением грунта от точки короткого замыкания человека. Рассмотрим случай, когда сопротивление земли стремится к нулю. В этом случае человек попадает под действие линейного напряжения.

Ток через тело человека равен:

Iч=Uл/Rч=10000/1000=10А

Полученный ток является смертельно опасным для человека.

Учитывая то, что аварийные ситуации возникают редко, необходимо осуществлять постоянный контроль изоляции линий по отношению к земле. Этот вид контроля изоляции применяется преимущественно в сетях с изолированной нейтралью, где резкое снижение сопротивления изоляции одной из фаз, а в особенности замыкание на землю, создает исключительно опасные условия для эксплуатации. Необходимость постоянного контроля обуславливается тем соображением, что как бы то ни были тщательно проведены периодические эксплуатационные измерения изоляции и ремонт сети в течении длительного периода времени между двумя очередными эксплуатационными испытаниями, изоляция может оказаться в аварийном состоянии.

Необходимо контролировать не только уровень изоляции одной фазы, но и всех трех фаз по отношению к земле.

На трансформаторных и тяговых подстанциях во избежание электротравм устанавливают заземляющие устройства, сооружаемые в грунтах со сложной геоэлектрической структурой. Для проектирования заземляющих устройств необходимы данные об удельном электрическом сопротивлении ρ_i i-х слоев земли с соответствующей мощностью слоя h_i. Нормирование заземляющих устройств в системах электроснабжения с эффективно заземленной нейтралью проводятся по двум вариантам:

1. По допустимому сопротивлению.

2. По допустимому напряжению прикосновения.

При выполнении заземлителя по первому варианту сопротивление заземляющего устройства R₃ не должно превышать 0.5 Ом. Конструктивно заземлитель выполняется в виде горизонтальной заземляющей сетки из проводников, уложенных в земле на глубине t = 0.5 – 0.8 м и вертикальных электродов. Вдоль рядов оборудования и конструкции со стороны обслуживания обязательно прокладываются продольные проводники с расстоянием между ними не более 6 м. Продольные проводники должны соединяться поперечными, проложенными в удобных местах между оборудованием с расстоянием между проводниками не более 12 м. В углах каждой ячейки пересекающиеся проводники должны быть надежно сварены.

Пример расчета ЗС по нормируемому сопротивлению растекания.

Площадь трансформаторной подстанции 60×60 м². Глубина заложения заземлителя t= 0.8 м; диаметр проводников (эквивалентный) d = 0.02 м. Удельное сопротивление верхнего слоя земли ρ₁ = 200 Ом ×м; то же нижнего слоя ρ₂ = 50 Ом ×м. Толщина верхнего слоя земли h₁ = 2.6 м; допустимое по ПУЭ сопротивление ЗС R = 0.5 Ом. Расчетный ток замыкания на землю I_k = 10 000 А, длительность протекания этого тока через контурный заземлитель T = 0.2 с.

Необходимо определить плотность заземляющих проводников  (или число ячеек по стороне заземлителя ).

Относительные параметры ЗС и двухслойной земли.

Предварительно зададимся числом ячеек на стороне m = 8, тогда A = 0,552, ∆t = 0.87. По кривым рис. 2 найдем К_р=-0,68, а затем по рис. 1( Расчет заземляющих устройств электроустановок железнодорожного электроснабжения ) при K = K_p определим ρ_э = 98 Ом * м

По формуле                      определим

 Ом

Увеличим число ячеек по стороне до m = 16. Выполнив аналогичный расчет, получим R = 0.5 Ом

3.1.2. Разработка защитных мер и устройств.

Назначение их заключается в следующем: не допускать человека к элементам, находящимся под напряжением, а также к элементам оборудования при возникновении замыкания на корпус, на землю и другую фазу.