Общие вопросы > Разное
Помогите навести порядок в голове
blastbeat:
А можно ссылку на какое-нибудь из многочисленных экспериментальных исследований специалистов с самыми неблагоприятными условиями и последующей несработкой защиты? Гугл не выдал подходящих результатов.
Честно говоря, прочитанное повествование вызывает некоторые сомнения. Насколько мне известно, токи ОЗЗ в 20-30А характерны для сетей с изолированной нейтралью, так как там ОЗЗ не является КЗ. Сети СН так и называют - сети с малыми ТКЗ. Там провод по нескольку часов на земле пролежать может, так как замыкание идёт через емкости неповрежденных фаз и токи невысоки. При этом такой режим работы приводит к усиленному старению изоляции оборудования и может привести к последующему её пробою.
В случае глухозаземлённой нейтрали есть основания усомниться в корректности заявлений. Сомнения эти инициируются расхождениями между предложенной формулой и формулами методик расчётов токов ОКЗ в сетях 0,4 кВ, известных мне; а также несоответствием общего вывода текста с личным опытом эксплуатации ВЛ 0,4 кВ: результативность защит зависит в гораздо большей мере от того, что в изначальном тексте было принято игнорировать - от сопротивления провода (это если не брать во внимание неизменяемые параметры, такие как ном. мощность, напряжение кз транса, группа соединения обмоток, мощность потерь и другие параметры, необходимые для построения схемы замещения): а именно от расстояния от источника до точки КЗ и от состояния линии. Напомню, что для довольно распространённого провода ВЛ 0,4 кВ – АС-16/2,7 – величина составит около 1,8 Ом активного сопротивления и около 0,4 Ом индуктивного. АС-25/4,2, популярный в равной степени, имеет примерно 1,2 и 0,3 соответственно. Учитывая, что линии 0,4 кВ могут тянуться метров на 600-900 - это значительная составляющая. Не менее, а иногда и более важным является факт наличия на проводе большого количества счалок – как СОАСов, так и простых скруток, создающих весьма высокое сопротивление. Бывает, что на один пролёт приходится по 3-4 скрутки на фазу. Тут уже будет не важно, упал провод на землю или это металлическое КЗ внутри какого-то аппарата – сопротивление высокое и защита с высокой вероятностью не сработает. Отказ в таком случае будет обуславливаться не тем, что провод упал именно на землю, а тем, что линия 16 проводом, которую проектировали на 300 м, превратилась в 700 м (которую лучше бы тянуть 35-50, а то и 70 проводом), причём посредством кучи счалок. Опять же из практики: провод, лежащий на траверсе опоры в хвосте подобной линии (в городской черте вязка выполняется так, что при расколе изолятора или плохом качестве самой вязки провод падает на траверсу, а не на землю), не вызывал сработки. Траверса была заземленная.
Вторая важная составляющая - конечно, сопротивление в точке соприкосновения с землёй. Но что-то мне подсказывает, что при падении провода в канаву с водой даже в хвосте линии защиты должны сработать. Думаю, в таком случае сопротивление будет составлять не более сотых, а то и тысячных Ома, хотя могу и ошибаться – экспериментальных исследований не проводил. Провода в 99% случаев падают во время плохой погоды - сильного ветра. Сильный ветер зачастую сопровождается дождём. При падении провода на мокрую землю/асфальт защиты нормально срабатывают - проверено. Бывает, конечно, что могут не сработать, но это от того, что сами защиты неправильно подобраны либо не функционируют должным образом в силу своей ветхости/старости. Они и трехфазные КЗ не отключают, так что темы это не касается.
Проблемы с неотключением чаще всего возникают в хвостах линий в сухую погоду, особенно при падении на асфальт. В таких случаях я вполне готов поверить в несработку из-за большого сопротивления.
Как-то был случай несработки, когда провод порвался так, что остался недлинный кусок, который едва касался земли (расстояние 5-10 мм). От ТП метров 300 было. В этом случае ток шёл через дугу, так как прямого соприкосновения не было. Опять же, сопротивление дуги рассчитывается исходя из проводника - по параметрам нулевых последовательностей кабелей. У меня даже где то видео осталось - попёрся туда в ботах и на камеру крупным планом дугу эту снимал.
А теперь по матчасти. Насколько мне известно, ток ОКЗ рассчитывается либо по ГОСТ 28249-93 через сопротивление нулевой последовательности Rk0 Xk0, либо по Беляеву «Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ» через сопротивление петли фаза-ноль (в нашем случае читай - фаза-земля). Оба эти метода отличаются от приводимого специалистами, которые осуществляют многочисленные экспериментальные исследования настолько, насколько отличается закон Ома для участка цепи от закона Ома для полной цепи. При этом результаты методов по ГОСТу и по Беляеву в зависимости от места и типа КЗ отличаются межу собой на величины от 1% до ~100% (к слову, 2- и 3-фазные КЗ не различаются больше чем на 10%). Кроме того оба документа рассматривают контуры «фаза-ноль» и «фаза-заземляющие конструкции» как равнозначные, не внося поправочных коэффициентов, хотя, конечно, их сопротивления могут быть сильно разными. Но самое важное то, что ни один из этих методов не даёт результатов ниже нескольких сотен ампер. В этом несложно убедиться, поглядев на обильное количество примеров расчётов при разных ситуациях.
Так что мне слова Александра видятся вполне отражающими реальное положение дел. При этом, как всегда, имеются исключения: в отдельных случаях защита действительно может не сработать. И ещё меньший процент этих случаев зависит от того, упал ли провод на землю или коротнулся в аппарате.
blastbeat:
--- Цитата: AlexZhuk от 21 Декабрь 2020, 23:51:43 ---Как-то примерно так:
--- Конец цитаты ---
А чего именно заземление должно быть, а не, скажем две антенны?
ADP:
Доброго дня.
Вопрос очередной. Пытаюсь понять отличие сути напряжения от ЭДС. Там работа и тут работа. Обе в вольтах измеряются. Напряжение = разность потенциалов + ЭДС. Может кто-то на физическом примере пояснить, что это за сторонние силы (ЭДС) и как себя проявляют? Где они есть, а где равны нулю? Сам знаю лишь один пример ЭДС (в трансформаторе). Вот там, к примеру, роль ЭДС что конкретно выполняет?Ток в магнитопроводе?
леопольд:
--- Цитата: blastbeat от 26 Декабрь 2020, 20:09:24 ---А можно ссылку на какое-нибудь из многочисленных экспериментальных исследований специалистов с самыми неблагоприятными условиями и последующей несработкой защиты? Гугл не выдал подходящих результатов.
--- Конец цитаты ---
В-первых, давайте сразу сразу уточним тему обсуждения. Речь шла о падении фазного провода на землю в сетях с глухозаземленной нейтралью и о возможности отключения устройствами токовой защиты на ТП появившегося вследствие этого тока замыкания через землю . О токах короткого замыкания, на величину которых в значительной мере оказывают влияние сечение проводов ВЛ, протяженность линии, наличие скруток и т.п., речь не идет.
Теперь по заданному Вами вопросу. Покопался тут в своих книгах и нашел более подробные данные по сопротивлениям растеканию с проводов на землю.
Например, в книге «Заземление, защитные меры электробезопасности», М.Р. Найфельд («Энергия», 1971 г.) на стр. 94 говорится о том, что некий «А.И. Кузнецов произвел большое число измерений сопротивлений растеканию проводников при соприкосновении их на длине 45 м с землей, поверхностью дорог, крышами зданий, водой и т.п. Некоторые из этих данных приведены в табл.3-7».
Вот некоторые данные из этой таблицы: при падении провода на грунтовую дорогу с грязью (суглинок) сопротивление растеканию составит 8-10 Ом, при падении на сухой грунт или садовую землю – 400 Ом, при падении в кювет дороги без воды – 100 Ом, то же с водой – 4 Ома, при падении в реку – 2 Ома.
И далее на той же странице: «Исследования Ленэнерго показали, что в самых неблагоприятных условиях (например, голый медный провод сечением 10-16 мм2, длиной 30 м, утоптанный в илистую грязь) сопротивление составляло 15-20 Ом».
Запомним эти цифры и обратимся еще к одному, более современному «источнику» - учебнику для вузов В.Т. Медведев, Е.С Колечицкий, «Основы охраны труда и техники безопасности в электроустановках», 2015 г., Издательский дом МЭИ.
Вот цитата из него: «Следует отметить, что экспериментально установлено, что сопротивление растеканию Rзм неизолированных проводов при контакте с землей на длине 30-50 м составляет сотни и даже тысячи Ом. Иногда, например, если провод по всей указанной длине погружен в грязь, сопротивление составляет 15-20 Ом. В редких случаях, например, когда провод падает в реку или иной водный бассейн, а также касается металлической конструкции с малым сопротивлением растеканию (водопровод и т.п.), Rзм снижается до 2-5 Ом».
Таким образом, для оценки тока замыкания через землю в большинстве случаев можно ориентироваться на сопротивление растеканию в 15-20 Ом, и то при неблагоприятных условиях (например, погружение "голого" провода в грязь, суглинок, илистую грязь), о чем говорят оба «источника». По сути - это достаточно небольшое значение сопротивления, которое по своим параметрам может конкурировать с искусственно выполненным ЗУ. Ну, а если, все же, закошмариться по полной программе и использовать цифру в 2 Ома? ОК, пусть будет 2 Ома. Давайте тогда с учетом этой маловероятной в реальности цифры прикинем ток замыкания через землю. Для этого даже возьмем сопротивление ЗУ нейтрали источника тока тоже 2 Ома (как у Алекса в деревеньке), то есть меньше, чем указанные в ПУЭ 4 Ома. Накинем для порядка 1 Ом на сопротивление проводов, сопротивление металлосвязи заземляющих контактов, сопротивление обмотки трансформатора и т.п. Тогда получим ток замыкания 230/(2+2+1)=46 А. Очевидно, что данный ток, рассчитанный при заведомо заниженном сопротивлении цепи его протекания, не может достигнуть опасных значений, требующих его отключения устройствами токовой защиты на ТП.
Поэтому, в качестве резюме можно сказать: опасность токов замыкания на землю в сетях с глухозаземленной нейтралью с точки зрения поражения человека электрическим током заключается не столько в величине самого тока (ведь понятно, что человек не может встроиться в цепь протекания тока), а состоит во-первых, в возможности попасть под шаговое напряжение в зоне падения фазного провода на землю, а во-вторых, в появлении напряжения на нейтрали трансформатора (относительно земли), что, соответственно, приведет к появлению напряжения на зануленных проводящих корпусах электрооборудования в электроустановках, выполненных по системам TN.
P.S. Что касается методики расчета токов замыкания через землю, то она элементарно проста, так как основана - как можно убедиться - на законе Ома. Эти простые формулы, а также много другое по вопросам электробезопасности можно увидеть в указанной мной выше литературе. Или вот еще книжка: учебное пособие для вузов П.А. Долин, В.Т. Медведев , "Электробезопасность. Теория и практика", Издательский дом МЭИ, 2012 г. Переиздана в 2019 г. Рекомендую.
AlexZhuk:
--- Цитировать ---А можно ссылку на какое-нибудь из многочисленных экспериментальных исследований специалистов...
--- Конец цитаты ---
Я вот тоже по этому поводу в некоторой растерянности: по моим убеждениям при обрыве и падении провода защита отработать должна, и токи там далеко не номинальные.
Но крыть нечем, читаю и молчу. Но чую: есть подвох в математическом анализе, которым оперирует автор сего текста.
Навигация
Перейти к полной версии