Основи охорони праці

 

Рис. 3.15. Принципова схема захисного відключаючого пристрою, що реагує на оперативний постійний струм: 1 – автоматичний вимикач; 2 – джерело постійного струму; КО – котушка вимкнення вимикача; ДТ – дросель трьохфазний; Д – дросель однофазний; Т – реле струму; R1, R2, R3 – опори ізоляції дротів відносно землі; RЗМ – опір замикання фази на землю

 

Датчиком тут служить реле струму Т з малим струмом спрацьовування (декілька міліампер). Трьохфазний дросель ДТ призначений для отримання нульової точки мережі. Однофазний дросель Д обмежує стікання змінного струму в землю, якому він створює великий індуктивний опір.

Постійний струм  , який отримується від джерела постійного струму 2, протікає по замкненому ланцюгу: джерело струму 2 – земля – опори ізоляції всіх дротів відносно землі – дроти – трьохфазний дросель ДТ – однофазний дросель Д – обмотка реле струму Т – джерело струму 2.

Величина цього струму залежить від напруги джерела живлення постійного струму   і загального опору ланцюга

                                                   ,                                       (3.30)

де   – сумарний опір реле і дроселів, Ом;   – сумарний опір ізоляції дротів  ,  ,   і замикання фази  на землю, Ом.

При нормальному режимі роботи мережі опір   – великий, і тому струм   незначний. У випадку пониження опору ізоляції однієї (або двох, трьох) з фаз в результаті замикання фази на землю чи на корпус, або в результаті дотикання до фази людини опір   зменшиться і струм   зросте і, якщо він перевищує струм спрацьовування реле, відбудеться відключення мережі від джерела живлення. 

Область використання цих приладів – мережі невеликої протяжності напругою до 1000 В з ізольованою нейтраллю.

 

3.8. Захист від переходу напруги з високої на низьку при пошкодженнях ізоляції в трансформаторах

Пошкодження ізоляції в трансформаторі може привести до замикання між обмотками різних напруг. В такому випадку в мережу з низькою напругою переходить більш висока напруга.

 

Рис. 3.16. Захист від переходу високої напруги (вище 1000 В) на низьку

 

Розглянемо схему захисту за допомогою пробивного запобіжника в мережах трьохфазного струму з ізольованою нейтраллю (рис. 3.16).

При переході напруги з високого боку на низький пробивається повітряний проміжок між електродами запобіжника і відбувається замикання високої напруги на землю. При цьому (тобто при виникненні  ) спрацьовує захист і пошкоджений трансформатор відключається.

 

Захист в мережах з глухозаземленою нейтраллю спрощується так як він здійснюється безпосередньо через заземлення нейтралі.

В трансформаторах з вищою напругою до 1000 В, які призначені для живлення ручного електроінструменту малою напругою захист забезпечується заземленням в мережах з ізольованою нейтраллю (рис. 3.17, а) або зануленням в мережах з глухозаземленою нейтраллю (рис. 3.17, б) одного кінця вторинної обмотки трансформатора.

 

а)                                        б)

Рис. 3.17 Захист від переходу високої напруги в понижуючих трансформаторах у мережах з напругою до 1000 В: а – з ізольованою; б – з заземленою нейтраллю

 

При наявності екрану між обмотками трансформатора заземлюється або занулюється екран.

 

3.9. Компенсація ємнісної складової струму замикання на землю

В кабельних та розгалужених мережах, які володіють значною ємністю відносно землі у випадку дотикання до струмопровідних частин через людину протече струм (рис. 3.18). Цей струм являє собою суму активного струму   і ємнісного струму  . Струм   випереджає струм   на 900 і складає значну величину, бо ємність велика.

    Ємнісну складову можна компенсувати індуктивним струмом. Для цього нейтраль джерела живлення заземлюють через дросель з індуктивністю  . В цьому випадку через людину пройде також індуктивний струм  .

 

 

Рис. 3.18. Компенсація ємнісної складової струму на землю

 

Результуючий струм через людину  , який являє собою векторну суму трьох струмів  ,  ,  , зменшиться, так як струми   і   компенсують одне одного частково або повністю.

Значення струму   в цьому випадку можна визначити за формулою:

                           , де  ,           (3.31)

де для спрощення ми вважали, що  , а  .

З формули (3.31) видно, що   залежить від співвідношення   і  : 

•при   має місце недокомпенсація і  < ; 

•при   – перекомпенсація і  > ; 

•при   має місце повна компенсація  =  і струм через людину в цьому випадку мінімальний  = .

З рахунок постійної зміни ємності фаз відносно землі внаслідок включення і відключення розгалужень умови резонансу важко виконати. Тому використання приладів статичної компенсації за допомогою дроселя з постійною індуктивністю в мережах мало ефективне. Більш ефективним