Напряжение на корпусе оборудования при замыкании фазы на корпус. Ток короткого замыкания в аварийном периоде

Министерство РФ по связи и информатизации

Сибирский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики

Расчётно – графическое  задание по «БЖ»

Выполнил: ст. гр. М-04                                                                    

  Проверил:

Новосибирск 2003.

Задание.

Электроустановки подсоединены к 3 ^х фазной 4 ^х проводной сети с заземлённой нейтралью.

Определить:

1.  Напряжение на корпусе оборудования при замыкании фазы на корпус для двух случаев:

·  без повторного заземления нулевого защитного провода;

·  с повторным заземлением нулевого защитного провода.

2.  Ток короткого замыкания в аварийном периоде.

3.  Потенциалы корпусов при замыкании фазы на корпус и обрыве нулевого провода (до и после места обрыва).

4.  Ток, проходящий через тело человека, касающегося оборудования при замыкании фазы на корпус для двух случаев:

·  без повторного заземления нулевого защитного провода;

·  с повторным заземлением нулевого защитного провода.

5.  Напряжение прикосновения на корпусе установки при замыкании одной из фаз на корпус.

6.  Отключится ли повреждённая установка от сети, если она защищена плавкими вставками с I_{н вст}=50 А.

Исходные данные:

Сеть   380/220 В

R₀ = 4 Ом

R_повт = 10 Ом

R_{петли (фаза + ноль)} = 1,4 Ом 

R_ноль = 0,9 Ом

R_зам = 50 Ом

I_{н вст}=50 А

Решение.

1.  Определим напряжение на корпусе оборудования при замыкании фазы на корпус для двух случаев:

· без повторного заземления нулевого защитного провода:

Считаем, что потенциал в точке A и потенциал земли примерно одинаковы:

j_А » j_земли = 0

Из рисунка следует, что напряжение на корпусе установки равно падению напряжения на сопротивлении нулевого провода.

U_к = j_к – 0 = I_зам * R_ноль;

U_ф = 220 В

 ;      т. к. R_петли = R_фаза + R_ноль,

то

;                 тогда  ;

 (А);                   (В)

Напряжение на корпусе оборудования при замыкании фазы на корпус без повторного заземления нулевого защитного провода равно 3,85 В.

· с повторным заземлением нулевого защитного провода:

 

Очевидно, что напряжение на корпусе установки равно падению напряжения на сопротивлении повторного заземления.

Преобразуем схему.

;

;

R_фаза = R_петли – R_ноль;

U_Rэкв = I_зам * R_экв;

;

U_Rповт = I_Rповт * R_повт;

(Ом);             R_фаза = 1,4 – 0,9 = 0,5(Ом);

(А);         U_Rэкв = 4,29 * 0,846 = 3,63(В);

(А);                         U_Rповт = 0,26 * 10 = 2,6(В).

Напряжение на корпусе оборудования при замыкании фазы на корпус с повторным заземлением нулевого защитного провода равно 2,6 В.

2.  Определим ток короткого замыкания в аварийном периоде:

Эти значения возьмём из пункта 1.

·  Ток короткого замыкания в аварийном периоде в схеме без повторного заземления нулевого защитного провода равен 4,28 А.

·  Ток короткого замыкания в аварийном периоде в схеме с повторным заземлением нулевого защитного провода равен 4,29 А.

3.  Определим потенциалы корпусов при замыкании фазы на корпус и обрыве нулевого провода (до и после места обрыва):

·  Схема без повторного заземления:

 

Потенциал корпуса 1^ой установки определяем аналогично, как в пункте 1 (в случае без повторного заземления).

U_к = j_к = 3,85 В

Потенциал корпуса 2^ой установки в этом случае будет равен:

U_к = j_к » U_ф = 220 В

·  Схема с повторным заземлением:

 

Потенциал корпуса 1^ой установки определяем аналогично, как в пункте 1 (в случае без повторного заземления). Добавление повторного заземления не влияет на изменение потенциала, так как нулевой провод всё равно оборван.

U_к = j_к = 3,85 В

Потенциал корпуса 2^ой установки определяем следующим образом:

Из рисунка видно, что:

U_к = j_к – 0 =j_к = U_Rповт;

Найдём падение напряжения на Rповт.

;

U_Rповт = I_зам * R_повт;

 (А);

U_Rповт = 3,41*10 = 34,1 (В).

В итоге потенциал корпуса 2^ой установки будет равен:

U_к = j_к = 34,1 В.

4.  Найдём ток, проходящий через тело человека, касающегося оборудования при замыкании фазы на корпус для двух случаев:

·  без повторного заземления нулевого защитного провода:

;

R_фаза = R_петли – R_ноль;

U_Rэкв = I_зам * R_экв;

;

R_h = 1000 Ом– сопротивление тела человека

 (Ом);     (А);

U_Rэкв = 4,28 * 0,89 = 3,81 (В);

(А)=37,95(мА)

37,95 мА > 10 мА  поэтому  опасно.

10 мА – это величина условно безопасного тока.

·  с повторным заземлением нулевого защитного провода:

;

;

;

U_Rэкв = I_зам * R_экв;

;           U_Rh1 = I_h1 * R_h1;           ;

 (Ом);               (Ом);

 (А);           U_Rэкв = 4,28*0,85 = 3,638 (В);

 (А);                             U_Rh1 =0,26*9,9 = 2,574 (В);

 (А) = 2,57 мА < 10 мА  -   не опасно.

5.  Найдём напряжение прикосновения на корпусе установки при замыкании одной из фаз на корпус:

·  без повторного заземления нулевого защитного провода:

Ток I_h возьмем из предыдущего пункта. I_h = 2,57 мА

U_пр =R_h * I_h

U_пр = 2,57 * 10^-3 * 1000 = 2,57 (В).

·  с повторным заземлением нулевого защитного провода:

U_пр = U_Rh1 = 2,57 (В).

6.  Отключится ли повреждённая установка от сети, если она защищена плавкими вставками с I_{н вст}= 50 А.

Повреждённая установка не отключится, так как I_зам должен превосходить в 3 раза I_{н вст}:

I_зам  > 3*I_{н вст}

Из рассмотренных в пункте 1 случаев этого не наблюдалось:

·  I_зам = 4,28 А << 150 А;

·  I_зам = 4,29 А << 150 А.