Лекция на тему "Короткие замыкания и заземляющие устройства по дисциплине "Электрооборудование тепловых электрических станций"

Лекция 3. Короткие замыкания и заземляющие устройства

Короткими замыканиями (КЗ) называют замыкания между фазами (фазными проводниками электроустановки), замыкания фаз на землю (нулевой провод) в сетях с глухо- и эффективно-заземленными нейтралями, а также витковые замыкания в электрических машинах.

Короткие замыкания возникают при нарушении изоляции электрических цепей. Причины таких нарушений различны: старение и вследствие этого пробой изоляции, набросы на провода линий электропередачи, обрывы проводов с падением на землю, механические повреждения изоляции кабельных линий при земляных работах, удары молнии в линии электропередачи и др.

Короткие замыкания, как правило, сопровождаются увеличением токов в поврежденных фазах до значений, превосходящих в несколько раз номинальные значения.

Заземлением какой-либо части электроустановки называется преднамеренное электрическое соединение ее с заземляющим устройством.

В зависимости от назначения различают следующие виды заземления:

1) рабочее, к которому относится заземление нейтрали трансформатора, дугогасящих катушек и электрических аппаратов, определяющих общий режим работы электроустановки;

2) заземление безопасности (защитное), к которому относят разнообразие кожухов приборов и электроаппаратов;

3) грозозащитное заземление, к которому относя разнообразие тросов, стержневых молниеотводов, опор ЛЭП и разрядников.

Заземляющее устройство – это совокупность заземлителя (металлический проводник или группа проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей) и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановок с заземлителем.

Основу заземляющего устройства составляют заземлители, т. е. металлические элементы, находящиеся непосредственно в грунте и заземленные провода (доступные для осмотра). Для устройства заземлителя применяются вертикальные и горизонтальные электроды – заземлители. В качестве вертикальных заземлителей применяются стальные трубы, стержни и профессиональная сталь (уголки). Для горизонтальных заземлителей используется полосовая сталь шириной 20 – 40 мм и толщиной ≥ 4 мм, а также сталь круглого сечения диаметром более 6 мм.

На подстанции заземлитель представляет собой сложную систему, объединяющую вертикальные электроды, соединенные горизонтальными полосами. На ЛЭП в качестве заземлителя опор могут использоваться их железобетонные фундаменты (естественный заземлитель).

Заземлитель характеризуется значением сопротивления, которое окружающая земля оказывает стекающему с него току.

Сопротивлением заземляющего устройства называется сумма сопротивлений заземлителя относительно земли и сопротивлений заземляющих проводников.

Сопротивление заземлителя относительно земли определяется как отношение напряжения на заземлителе к току, проходящему через заземлитель в землю. Оно зависит от удельного сопротивления грунта, в котором заземлитель находится, типа, размеров и расположения элементов, из которых заземлитель выполнен, количества и взаимного расположения заземлителей. Удельное сопротивление грунта измеряется в Ом∙см и зависит от строения грунта, его температуры, содержания в нем влаги и растворимых веществ. Чем глубже расположен заземлитель, тем стабильнее оказывается сопротивление грунта и лучше условия для растекания тока. Поэтому заземлители располагают так, чтобы верхние кромки вертикальных заземлителей или уровень горизонтальных заземлителей находились на глубине от 0,5 до 1 м от поверхности земли.

Воздействие электрического тока на организм человека. Действие электрического тока на живую ткань носит своеобразный и разносторонний характер.

Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве до высокой температуры кровеносных сосудов, нервов, сердца, мозга и других органов, что вызывает в них серьезные функциональные расстройства.

Электродинамическое действие тока выражается в разложении органической жидкости, в том числе и крови, что вызывает значительные нарушения их физико-химического состава.

Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей организма, а также в нарушении внутренних биоэлектрических процессов, протекающих в нормально действующем организме и связанных с его жизненными функциями.

Все электротравмы делятся на два вида: местные и общие. Местные электрические травмы – электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, механические повреждения и электроофтальмия. К общим электротравмам относятся электрические удары, когда поражается весь организм из-за нарушения нормальной деятельности жизненно важных органов и систем.

Практикой установлено, что вполне здоровые и физически крепкие люди легче переносят электрические удары, чем больные и слабые. Повышенной воприимчивостью обладают лица, страдающие рядом заболеваний, в первую очередь болезнями кожи, сердечно-сосудистой системы, органов внутренней секреции, легких, нервными болезнями и др.

Первая помощь при поражении электрическим током состоит из двух этапов: освобождение пострадавшего от действия тока и оказание ему доврачебной медицинской помощи. Первое действие для освобождения пострадавшего от тока должно быть быстрое отключение той части электроустановки, которой он касается. Иногда необходимо перерубить провода топором с деревянной рукояткой или перекусить их инструментом с изолированными рукоятками. Можно оттянуть пострадавшего от токоведущих частей, взявшись за его одежду, если она сухая и отстает от его тела. Рекомендуется действовать одной рукой, держа вторую руку в кармане или за спиной.

Меры первой доврачебной медицинской помощи зависят от состояния пострадавшего. Для определения этого необходимо уложить пострадавшего на спину и проверить у него наличие дыхания, пульса и состояния зрачка в течение 15 – 20 с. Если по страдавший без сознания его необходимо привести в сознание (поднести к носу вату, смоченную в нашатырном спирте, обрызгать лицо холодной водой, растереть и согреть тело). Если пострадавший плохо дышит или у него отсутствуют признаки жизни, необходимо срочно сделать ему искусственное дыхание и непрямой массаж сердца.

Пожарная профилактика. Во всех производственных, вспомогательных и служебных зданиях должен соблюдаться установленный противопожарный режим для обеспечения нормальных и безопасных условий туда.

Постоянные места производства сварочных и других огневых работ должны полностью соответствовать требованиям “Инструкций о мерах пожарной безопасности при проведении огневых работ на энергетических объектах Минэнерго РК”.

Средства пожаротушения.

Огнетушителями, ОУ – огнетушитель углекислотный предназначен: для тушения разных веществ и материалов, а также электроустановок под напряжением до 10 кВ.

ОП – огнетушитель порошковый, для тушения твёрдых веществ, горючих жидкостей, электроустановок находящихся под напряжением до 1 кВ.

ОХП – огнетушитель химический пенный. Предназначен для тушения горючих материалов, жидкостей, твёрдых материалов. Запрещается тушение электрооборудования находящегося под напряжением.

ОУБ – огнетушитель углекислотный - бромэтиловый, предназначен для тушения горючих и тлеющих материалов, электроустановок находящихся под напряжением до 380 В.

ОБХ - огнетушитель бромхладоновый, предназначен для тушения горючих и тлеющих материалов, электроустановок находящихся под напряжением до 380 В.

ОВП – огнетушитель воздушно-пенный, предназначен для тушения твёрдых веществ, горючих жидкостей. Запрещается тушение электрооборудования находящегося под напряжением.

Силицирование – это поверхностное насыщение стальных и чугунных заготовок алюминием с образованием твердого раствора алюминия  в железе. насыщение поверхностного слоя стальных заготовок кремнием, обеспечивающее повышение стойкости против коррозии и эрозии в морской воде, азотной, серной и соляной кислотах, применяется для деталей, используемых в химической промышленности.