При замыкании на корпус двигателя 2
Ом
В соответствии с Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей общее сопротивление растеканию тока заземлителей всех повторных заземлений нулевого провода каждой воздушной линии электропередачи в наиболее неблагоприятное время года должно быть не более 5, 10, 20 Ом при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В соответственно. При этом сопротивление растеканию тока каждого из повторных заземлений принимают не более 15, 30 и 60 Ом при тех же напряжениях.
Порядок выполнения работы
1. Получить задание преподавателя и необходимые исходные данные для расчета. Недостающие исходные данные принять самостоятельно.
2. Познакомиться с принципом действия, порядком расчета зануления.
3. Определить наибольшие допустимые значения сопротивлений повторных заземлений нулевого провода в точках А и В (рис.2). Дано: n=2; R0=5Ом; =75В, для участка l1 =0,308Ом, = 0,184Ом; Хп=0,12Ом; =390А. Для участка l1+ l2 =0,630Ом; =0,380Ом; Хп =0,210Ом; =354А.
4. Оформить отчет.
5. Ответить на контрольные вопросы.
Таблица 1
Исходные данные для расчета защитного зануления
Вариант | |||||||||||
Для участка l1 | |||||||||||
, Ом | 0,300 | 0,260 | 0,267 | 0,275 | 0,280 | 0,290 | 0,295 | 0,300 | 0,260 | 0,295 | 0,295 |
, Ом | 0,180 | 0,185 | 0,183 | 0,190 | 0,175 | 0,190 | 0,195 | 0,198 | 0,185 | 0,190 | 0,195 |
Хп, Ом | 0,13 | 0,15 | 0,17 | 0,12 | 0,11 | 0,10 | 0,15 | 0,16 | 0,15 | 0,11 | 0,15 |
, А | |||||||||||
Для участка l1+ l2 | |||||||||||
, Ом | 0,620 | 0,625 | 0,632 | 0,630 | 0,632 | 0,636 | 0,630 | 0,637 | 0,620 | 0,632 | 0,635 |
, Ом | 0,340 | 0,345 | 0,347 | 0,340 | 0,351 | 0,355 | 0,345 | 0,347 | 0,340 | 0,351 | 0,342 |
Хп, Ом | 0,22 | 0,20 | 0,21 | 0,22 | 0,20 | 0,24 | 0,22 | 0,21 | 0,22 | 0,20 | 0,25 |
, А |
Контрольные вопросы
1. Назначение повторного заземления при занулении ВЛ?
2. Можно ли зануленное оборудование дополнительно заземлить?
3. Каков порядок расчета сопротивления заземления нейтрали?
4. В каком случае зануление является эффективным средством защиты?
Практическая работа №13
Средства защиты от статического электричества
Цель работы: Освоить методику расчета и принцип выбора средств защиты от статического электричества.
Основные понятия
Статическое электричество – совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности или в объеме диэлектриков или на изолированных проводниках
Статическое электричество возникает в результате механического разделения зарядов в процессах, сопровождающихся трением, размельчением и перетеканием однородных и разнородных непроводящих жидкостей и т.п., а также за счет электрической индукции. В процессах, где используются вещества с удельным сопротивлением, не превышающим 106Ом×м, опасных зарядов практически не наблюдается и, как правило, специальных мер защиты от статического электрического не требуется. В производствах, связанных с применением легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, газов, пылей и волокон, искровые разряды статического электричества могут вызвать взрывы, пожары.
Атмосферное электричество проявляется в виде молний, электростатической и электромагнитной индукции от грозового разряда на различных окружающих предметах.
Наиболее опасные потенциалы статического электричества образуются:
· при движении изолирующих жидкостей по трубопроводам со скоростью, превышающей 0,7-1,0 м/сек;
· при проведении операций слива – налива, перекачивании и переливании изолирующих жидкостей из сосуда в сосуд, особенно при поступлении жидкости в аппарат или емкость свободно падающей струей;
· при движении по трубопроводам и при выходе из сопла сжатых и сжиженных газов, особенно тех, в потоке которых содержится тонкораспыленная жидкость, суспензия или пыль (окраска пульверизацией и подобные процессы);
· при движении порошкообразных веществ и пыли в потоке воздуха или газа (аэросушка и подобные процессы), при пылевых процессах: размол, просеивание, при фильтрации воздуха или газа, загрязненного пылью, при всклубливании пыли);
· при перемешивании веществ в смесителях, при обработке их на вальцах, каландрах, обрезинивании тканей и подобных операциях;
· при работе ременных передач и резиновых транспортеров, выполненных из непроводящей резины;
· при трении бумаги в процессах изготовления и печатания;
· в текстильной промышленности, особенно при обработке искусственного волокна и шелка.
Опасность взрыва возникает тогда, когда накопившийся электростатический разряд столь велик, что энергия искры достигает или превышает минимальную энергию взрыва соответствующей взрывчатой смеси или взрывчатого вещества.
Ряд производственных процессов с участием твердых, жидких или газообразных диэлектрических сред сопровождается статической электризацией, т.е. возникновением и разделением положительных и отрицательных зарядов. Установлено, что из двух трущихся веществ положительно заряжается то, у которого диэлектрическая проницаемость больше.
Основная величина, характеризующая способность к электризации – удельное электрическое сопротивление ( ) поверхностей контактируемых материалов.
Установлено, чем интенсивнее ведется процесс (скорость), тем больший заряд остается на поверхности.
Чем выше величина удельного электрического сопротивления материалов, тем больше величина заряда накапливающегося на материале в результате процесса электризации. На электропроводящем материале заряды не сохраняются.
В табл.1 приведены данные об удельном электрическом сопротивлении некоторых веществ.
Таблица 1
Наименование материала | Удельное электрическое сопротивление ,Ом·м | Наименование материала | У дельное электрическое сопротивление ,Ом·м |
Полистирол | 1016 | Графит | 8,0–1,4·106 |
Парафин | 1016 | Почва | 6-5·103 |
Стекло | 1011–1014 | Электропроводящая резина | 2·106 |
Жидкие углеводороды | 108–1016 | Дистиллированная вода | 104 |
Синтетические волокна | 1010–1014 | Разбавленная серная кислота | 1,0·10-2 |
Натуральный каучук | 1012–1013 | Железо | 1·10-7 |
Сухое дерево | 108–1014 | Серебро | 1,5·10-8 |
Синтетические смолы | 107–1012 | Медь | 1,55·10-8 |
Натуральные волокна | 104–108 | Алюминий | 2,41·10-8 |
Токи при статической электризации составляют обычно несколько микроампер (1-10мкА).
Реальная воспламеняющая способность электрической искры зависит от концентрации, температуры и давления взрывоопасной смеси. Условием, воспламенения (взрыва) такой смеси от искры статического электричества является следующее:
(1)
где – энергия разряда статического электричества (зависит от свойств материала, конструкции аппарата, технологического процесса и др.), Дж;
– минимальная энергия зажигания горючей смеси, образование которой возможно в данном технологическом процессе (зависит только от свойства горючей смеси и является характеристикой чувствительности ее к воспламенению), определяется экспериментально, Дж.
Статическое электричество может вызвать воспламенение взрывоопасной смеси при совокупности следующих условий:
1. Наличии источника статических электрических зарядов;
2. Накоплении значительных зарядов на контактирующих поверхностях;
3. Достаточной разности потенциалов для электрического пробоя среды. Пробой воздушного промежутка возможен при напряжении электрического поля более 30 кВ/м;
4. Наличии достаточной запасенной электрической энергии;
5. Возможности возникновения электрических разрядов.
Отсутствие любого из условий исключает пожаро- и взрывоопасные последствия статического электричества.
Электростатическая искробезопасность объекта достигается при выполнении условия безопасности:
(2)
где – коэффициент безопасности выбирается из условий допустимой (безопасной) вероятности зажигания ( =0,4).
Энергия (Дж), выделяемая в искровом разряде с заряженной проводящей поверхности, определяется по формуле:
(3)
где С – электрическая емкость проводящего объекта относительно земли, Ф.
– потенциал заряженной поверхности, относительно земли, В.
В табл.2 приведены минимальные энергии зажигания (МДж) для некоторых паро- и газовоздушных смесей, в табл.3 – пылевоздушных смесей.
Таблица 2
Минимальная энергия , необходимая для воспламенения некоторых