Расчетная часть. 
Охрана труда и техника безопасности

Расчет зануления

Спроектировать зануление электрооборудование с номинальным напряжением 220 В и номинальным током 10 А.

Для питания электрооборудования от цеховой силовой сборки используется провод марки АЛП, прокладываемый в стальной трубе. Выбираем сечение алюминиевого провода S=2.5 мм. Потребитель подключен к третьему участку питающей магистрали.

Первый участок магистрали выполнен четырехжильным кабелем марки АВРЕ с алюминиевыми жилами сечением (3*50+1*25) мм в полихлорвиниловой оболочке. Длина первого участка — 0,25 км. Участок защищен автоматом, А 3110 с комбинированным расщепителем на ток Iном=100 А.

Второй участок проложен кабелем АВРЕ (3*25+1*10) мм длиной 0,075 км. Участок защищен автоматическим выключателем, А 3134 на ток 80 А. Магистраль питается от трансформатора типа ТМ=1000 с первичным напряжением 6 кВ и вторичным 400/220 В.

Магистраль зануления на первых двух участках выполнена четвертой жилой питающего кабеля, на третьем участке — стальной трубой.

Рис. 24. Схема питания оборудования

TT — трансформатор ТП — трансформаторная подстанция РП — распределительный пункт СП — силовой пункт.

Для защиты используется предохранитель ПР-2. Ток предохранителя:

(9.1).

где Кп — пусковой коэффициент = 0,5…4,0.

Значение коэффициента К принимается в зависимости от типа электрических установок:

• 1. Если защита осуществляется автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитные расцепители, т. е. срабатывающие без выдержки времени, то К выбирается в пределах 1,25ё1,4
• 2. Если защита осуществляется плавкими предохранителями, время перегорания которых зависит от величины тока (уменьшается с ростом тока), то в целях ускорения отключения К принимают і3.
• 3. Если установка защищена автоматами выключения с обратно зависимой от тока характеристикой, подобной характеристике предохранителей, то так же Кі3.

Выбираем стандартный предохранитель на 15 А.

Так как в схеме приведен участок магистрали больше 200 м, то необходимо повторное зануление. Значение сопротивления зануления не должно превышать 10 Ом.

Расчетная проверка зануления

Определим расчетное значение сопротивления трансформатора:

Рассчитаем активное сопротивление фазного провода для каждого из участков:

(9.2).

где l — длина провода.

S — сечение провода.

— удельное сопротивление материала (для алюминия =0,028 0 м_*мм²/км).

Рассчитаем активное сопротивление фазных проводов для трех участков:

Ом (9.3).

Ом (9.4).

Ом (9.5).

R_Ф1=0,14 0 м; R_Ф2=0,084 0 м; R_Ф3= 0,336 0м:

Полное активное сопротивление фазного провода: R_Фе =О, 56 0 м;

Рассчитаем активное сопротивление фазного провода с учетом температурной поправки, считая нагрев проводов на всех участках равным Т=55 С.

Ом, (9.6).

Где град — температурный коэффициент сопротивления алюминия.

Активное сопротивление нулевого защитного проводника:

Ом (9.7).

Ом (9.8).

Для трубы из стали: =1,8 Ом/км.

Ом (9.9).

Таким образом, суммарное сопротивление магистрали зануления равно:

R_{M3 е} =R_{M3 1}+R_МЗ 2+R_{M3 3}=0,544 Oм (9.10).

Определяем внешние индуктивные сопротивления. Для фазового провода:

Х'_Ф= Х'_ФМ — Х_ФL; (9.11).

Для магистрали зануления:

Х'_М3= Х'_{М3 М} — Х_{М3 L}; (9.12).

Где Х'_М3 и Х'_ФМ— индуктивные сопротивления, обусловленные взаимоиндукцией фазового провода и магистрали зануления;

Х_М3 и Х_Ф1— внешние индуктивные сопротивления самоиндукции.

Индуктивные сопротивления, обусловленные взаимоиндукцией фазового провода и магистрали зануления определяются по формуле:

Х'_ФМ = Х'_{М3 М} =0145 lg (d_ФМ3), (9.13).

где d — расстояние между фазным и нулевым проводом. (для 1 и 2 d=15 мм, для 3 d=9.5 мм) Х'_ФМ1=Х'_М3М=0,145 lg15=0,17 Ом. (9.14).

Х'_ФМ2=Х'_М3М=0,145 lg15=0,17 Ом. (9.15).

Х'_ФМ3=Х'_М3М=0,145 lg9,5=0,142 Ом. (9.16).

Суммарное сопротивление на всех участках:

Х'_ФМ =Х'_М3М =3_*0,145=0,482 Ом (9.17).

Внешние индуктивные сопротивления определяются по формуле:

X_ФL = X'_L* L, где X'_L— удельное сопротивление самоиндукции, Ом/м.

X'_L1 =0,09_*0,25=0,023 Oм.

X'_L2=0,068_*0,075=0,005Oм.

X'_L3 =0,03_*0,03=0,0009 Oм Суммарное внешнее индуктивное сопротивление фазового провода:

Х_ФL=0,029 Oм.

X_M3L1 =0,068_*0,25=0,017 Oм.

X_M3L2 =0,03_*0,075=0,0025Oм.

X_M3L3=0,138_*0,03=0,004Oм.

Суммарное внешнее индуктивное сопротивление магистрали зануления:

X_M3L=0,024 Oм Суммарное внешнее индуктивное сопротивление:

Х_Ф'=0,435−0,0314=0,453 Ом Х_М3'=0,435−0,0244=0,458 Ом Определяем внутреннее индуктивное сопротивление:

Х_Ф" ₁₋₂= X_M3" ₁₋₂=0,057_*0,075=0,001 Ом Х_Ф" ₃=0,0157_*0,03=0,0005 Oм Полное сопротивление фазного провода и магистрали зануления:

Z_Ф=0,78 Ом.

Z_M3=0,79 Oм Ток однофазного КЗ определим по формуле:

I_КЗ =220/(0,78+0,79)=132 А (9.18).

Сравним расчетные параметры с допустимыми: I_КЗ=132>12 А Кроме того, должно выполняться условие: Z_M3 < 2 _* Z_Ф

Условие выполняется.