Maandusseadmete töö- ja elektrilised kaitseomadused
Maandusseadmete peamine tööfunktsioon on tagada releekaitseahela tööks piisav juhtivus, et sulgeda elektripaigaldise pingestatud osad maandatud raami või maandusega.
Seetõttu on maandusseadme kõige olulisem elektriline omadus maandusjuhtivus Gzy või selle pöördväärtus Rz — maandusseadme takistus, mis võrdub Rzy = Rs + Rzp, kus Rz on maanduselektroodilt maanduselektroodile leviva voolu takistus. maandus (maandatud elektroodi takistus), RZp — maandusjuhtmete takistus.
Maanduselektroodilt maapinnale leviva voolu takistuse moodustab kogu voolu levikutsoon — maapinna ruumala, alates maandatud elektroodi pinnast, elektripotentsiaal φ, mis voolu Азs läbimise ajal maapind on φ3 ja tsooni, kus φ on praktiliselt null (nullpotentsiaaliga tsoon).
Kooskõlas Ohmi seadus maandustakistus võrdub sõlmede potentsiaali suhtega maanduselektroodile voolu sisestamise kohas ja maanduselektroodist maandusse väljuva voolu Azz suhtega Rs = φsmax /Азс
Pange tähele, et potentsiaalne φ laine on arvuliselt võrdne maanduselektroodi Uz pingega. Seetõttu kirjutatakse valem tavaliselt kujul Rs = Uc /Azc
Maandusseadme elektriline kaitsefunktsioon seisneb pinge piiramises lubatud piiridesse, mille juures inimene võib elektripaigaldise maandatud korpusega (elektripaigaldise metallkonstruktsiooniosadega, mis tavaliselt ei ole pingestatud) kokku puutuda. faasi sulgemine ümbrisesse või maandusse.
Mõelge juhtumi lühisele elektrivõrgus, mille pinge on üle 1 kV tõhusalt maandatud nulliga (suure maandusrike vooluga, joon. 1). Elektriahel sisaldab toitetrafo faasi, toitejuhtme juhti, tarnitud trafo korpust, selle maandusseadet, maandust, toitetrafo maandusseadet.
Potentsiaali φ jaotus maapinnal voolu levikutsoonis vastab toitetrafo maandusseadmest maasse siseneva voolu Azz üldtunnustatud positiivsele suunale. Maanduspotentsiaalil on suurim positiivne väärtus φmax punktis, mis asub maanduselektroodi ühe keskelektroodi kohal.
Riis. 1.Korpuse lühise elektriskeem võrgus, mille pinge on suurem kui 1 kV efektiivse neutraalse maandusega: 1 — jõutrafo; 2 — elektriline vastuvõtja; 3 — maandusjuhe; 4 — maanduselektrood; A — B ja A — B — voolu hajumistsoonid; a, b — isiku võimaliku samaaegse kokkupuute punktid maandatud korpuse ja maapinnaga; b, b'- punktid voolu levikutsoonis, millele inimene saab üheaegselt astuda
Maanduselektroodist kaugenedes väheneb potentsiaal maanduses suhteliselt kiiresti ja maandusseadme kontuuri ligikaudu 20 suure diagonaaliga võrdsel kaugusel on see väiksem kui 2% maanduspotentsiaalist φmax. Maanduselektroodist sellisel kaugusel loetakse potentsiaal tavaliselt nulliks.
Samamoodi muutub potentsiaal toitetrafo maandusseadme lähedal. Voolu eeldatava suuna suhtes peetakse selle potentsiaali negatiivseks.
On kaks peamist ohtlikku olukorda, kus voolu jaotuspiirkonnas olev inimene võib pingesse sattuda. Esimene olukord — inimene seisab maapinnal trafoalajaamades, elektrikilpides ja muudes seadmetes ning puudutab elektripaigaldise metallist maandatud osi.
Tegelikult on maapinna punktide potentsiaalide absoluutväärtused voolu levikutsoonis, kaasa arvatud φmax, alati väiksemad kui elektripaigaldise maandatud metallosade omad, mille potentsiaal pinget ignoreerides. kompleksse maandussüsteemi horisontaalsete elektroodide langus on φ laine.
Seega, kui inimene seisab voolu jaotuspiirkonnas, näiteks punktis b (joonis 1).1) ja ei puuduta elektripaigaldise maandatud korpust, siis kere (joon. 1 punkt a) ja punkti b vahel nn puutepinge Udp, mida võib pidada aktiivse kahe- teadaoleva sisetakistusega terminalvõrk (joonis 2), mis on arvuliselt võrdne kahe inimese jalalt maasse leviva voolu takistusega Rnp.
Riis. 2. Definitsiooni järgi Un: a ja b – punktid vastavalt joonisele 1, mida inimene puudutab käe (peopesa) ja jalaga (tallaga)
Kui inimene seisab punktis b"Puutades punkti a, langeb ta puutepinge Up alla, mis on võrdne voolu korrutisega Ohmi seaduse järgi Azt läbib, kuid tema keha tema keha takistusel RT: Un = Azt x RT.
Voolu Azm võrdub suhtega Udp takistuste Rt ja Rnp summasse: Azt = Udp /(Rt +Rnp), Upp = (UdpNS RT)/(Rt + Rnp)
Tähendus RT/(Rt + Rnp) on tavaliselt tähistatud tähega βp... Siis Upp = Udp x βp. pange tähele, et βp on alati väiksem kui üks ja seetõttu on Up väiksem kui Udp.
Teine ohtlik olukord on seotud sellega, et voolu leviku piirkonnas seisab või kõnnib inimene tavaliselt nii, et tema jalad on erineva potentsiaaliga punktides, näiteks punktides b ja b' joonisel fig. 1. Teise ohuolukorra iseloomustamiseks tutvustame astmepingete ja astmepingete mõisteid.
Riis. 3. UNC definitsiooni järgi: b, b'- punktid vastavalt joonisele fig. 1., millel isik seisab.
Astmepinge Udsh on potentsiaalide erinevus kahe maapinna punkti vahel voolu jaotuspiirkonnas, millele inimene saab korraga astuda.
Analoogiliselt esimese ohtliku olukorraga võib Udsh väärtust tõlgendada kui teadaoleva sisetakistusega aktiivse kaheklemmilise võrgu avatud ahela pinget (joonis 3). Kui inimene astub punktidele, mille vahel Udsh tegutses, kaasatakse bipolaarsesse vooluringi inimkeha Rtsh takistus mööda teed "jalg - jalg".
Sel juhul on aktiivse kahe terminaliga võrgu sisetakistus astmeline voolu hajumise takistus Rtsh, mida saab lihtsustada kahe identse takistuse summana igast inimjalast maapinnale levivale voolule.
Astmepinge defineeritakse järgmiselt: Uw = Azt x Rtsh.
Puudutuse ja sammustressi mõisted kehtivad ka loomade kohta. Puutepinge all mõistetakse sel juhul ninapeegli või kaela ja jalgade vahelist potentsiaalivahet ning jala pinge on esi- ja tagajalgade vahel.
Peamised omadused, mille abil on võimalik kindlaks teha maandusseadmete töö- ja elektrikaitseomadusi, on maanduselektroodi takistus (Rz), puutepinge (Up) ja astmepinge (Ush), mis on leitud arvestuslikul hooajal kell. praeguse Azzi arvutatud väärtus.
Up ja Ush väärtused sõltuvad inimese jalad maasse jätva vooluvälja iseloomu koefitsientidest ja inimese keha takistusest, mis on funktsioon tema keha läbivast voolust ja takistusest. Rz . Seetõttu selleks, et arvutage maandusseadme takistus ning puute- ja astmepingeid, on vaja osata arvutada maanduselektroodidelt maasse väljuvate voolude elektrivälju.