Электрически не связанные цепи

Электрически не связанные цепи

Охрана труда в электроэнергетике

Электрическое разделение цепей

Ранее существовал термин «электрическое разделение сети». Электрическое разделение сети (ГОСТ 12.1.009) это разделение электрической сети на отдельные электрически не связанные между собой участки с помощью разделяющего трансформатора. Разделяющий трансформатор (ГОСТ 12.1.009) это специальный трансформатор, предназначенный для отделения приемника энергии от первичной электрической сети и сети заземления.

В настоящее время применяется понятие «электрическое разделение цепей». В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ 7, ТКП 339-2011), защитное электрическое разделение цепей – отделение одной электрической цепи от других цепей в электроустановках напряжением до 1 кВ с помощью: двойной изоляции; основной изоляции и защитного экрана; усиленной изоляции. Питание отделяемой цепи должно быть выполнено от разделительного трансформатора, соответствующего ГОСТ 30030 «Трансформаторы разделительные и безопасные разделительные трансформаторы», или от другого источника, обеспечивающего равноценную степень безопасности.

В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ 7, ТКП 339-2011), защитное электрическое разделение цепей следует применять, как правило, для одной цепи. Наибольшее рабочее напряжение отделяемой цепи не должно превышать 500 В.

В каком случае применяется данная защитная мера!?

Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ 7, ТКП 339-2011), электрическое разделение цепей может быть использовано в качестве одной из возможных мер защиты при косвенном прикосновении, если время автоматического отключения питания не удовлетворяет условиям для системы TN (таблица 1) и для системы IT (таблица 2).

Талица 1 – Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения для системы TN
Номинальное фазное напряжение U, В Время отключения, с
127 0,8
220 0,4
380 0,2
Более 380 0,1
Талица 2 – Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения для системы IT
Номинальное фазное напряжение U, В Время отключения, с
220 0,8
380 0,4
660 0,2
Более 660 0,1

Какой принцип действия данной защитной меры?!

Рассмотрим случай прикосновения человека к фазному проводу в трехфазной четырехпроводной сети.

Рисунок 1 — Прикосновение человека к фазному проводу трехфазной четырехпроводной сети

В общем случае, ток проходящий через тело человека будет определяться по формуле

где U Ф – фазное напряжение сети; Y А, Y B, Y C, Y N – проводимость фазных и нулевого проводов относительно земли; Y Н – проводимость нейтрали источника питания относительно земли; Y h – проводимость тела человека.

R А, R B, R C, R N – активные сопротивления фазных и нулевого проводов относительно земли; R Н – активное сопротивление нейтрали источника питания относительно земли; C А, C B, С C, C N – емкость фазных и нулевого проводов относительно земли; L Н – индуктивность нейтрали источника питания относительно земли; а – фазный оператор трехфазной системы, учитывающий сдвиг фаз,

Как видно из приведенных выше выражений, значение тока через тело человека определяется активным сопротивлением изоляции и емкостью сети, чем выше сопротивление и меньше емкость, тем ниже значение тока.

Рассмотрим факторы, влияющие на сопротивление изоляции:

  • Влажность – чем выше, тем сопротивление изоляции меньше.
  • Длина линии питания – чем больше, тем сопротивление изоляции меньше.
  • Материал изоляции провода (например, у резиновой изоляции – сопротивление больше, чем у виниловой при прочих равных условиях).
  • Время эксплуатации – чем дольше эксплуатируется линия, тем меньше сопротивление изоляции (из-за старения изоляции, а также появления различных дефектов).
  • Толщина изоляции – чем больше, тем сопротивление изоляции больше.

Минимальное значение сопротивления изоляции зависит от типа элемента электрической сети (кабель, двигатель, трансформатор и т.п.) и устанавливается нормативными документами. Например, сопротивление изоляции силового кабеля до 1000 В должно быть не меньше 0,5 МОм. В процессе проектирования и эксплуатации электрических сетей за счет применения соответствующих организационно-технических мероприятий (применение качественных изоляционных материалов, контроль и испытание изоляции и т.п.) можно обеспечить требуемые значения сопротивления изоляции.

Емкость фаз относительно земли не зависит от каких-либо дефектов, она определяется конструктивными особенностями электрической сети: общей протяженностью сети, высотой подвеса проводов воздушной сети, толщиной фазной изоляции жил кабеля и т.п. Величина удельной емкости сети относительно земли, для кабельных линий составляет 0,1-0,4 мкФ/км, а для воздушных 0,005·мкФ/км. Емкость фаз возрастает с увеличением протяженности и разветвлённости сети. Таким образом, емкость сети за счет применения различных мероприятий на этапе проектирования и эксплуатации не может быть снижена. В процессе эксплуатации емкость сети изменяется лишь за счет отключения и включения отдельных линий, что определяется требованиями электроснабжения.

Читайте также:  Как работает дверная защелка

Проведем анализ влияния сопротивления изоляции трехфазной четырехпроводной электрической сети 380/220 В с изолированной нейтралью на значение тока протекающего через тело человека при прикосновении к фазному проводу для разных значений протяженности сети. Удельную емкость электрической сети примем 0,3 мкФ/км. При расчетах токов сопротивление тела человека будем моделировать резистором со значением сопротивления 1000 Ом.

Результаты расчетов в программе MathCAD приведены ниже.

Рисунок 2 — Зависимость значения тока протекающего через тело человека от удельного сопротивления изоляции (при протяженности электрической сети 10 км)

Рисунок 3 — Зависимость значения тока протекающего через тело человека от удельного сопротивления изоляции (при протяженности электрической сети 1 км)

Рисунок 4 — Зависимость значения тока протекающего через тело человека от удельного сопротивления изоляции (при протяженности электрической сети 0,1 км)

Рисунок 5 — Зависимость значения тока протекающего через тело человека от удельного сопротивления изоляции (при протяженности электрической сети 0,01 км)

1. В протяженных электрических сетях с изолированной нейтралью опасность поражения выше, так как больше значение тока протекающего через человека при его прикосновении к фазному проводнику.

2. В протяженных трехфазных четырехпроходных электрических сетях с изолированной нейтралью защитная роль изоляции электрической сети снижается. Увеличение сопротивления изоляции не приводит к уменьшению тока протекающего через тело человека при его прикосновении к фазному проводнику.

Таким образом, принцип действия электрического разделения сети заключается в снижении опасности поражения электрическим током путем уменьшения протяженности электрической сети, за счет разделения её на отдельные не связанные между собой электрически участки малой длины.

Как выполняется электрическое разделение сети?

Для выполнения электрического разделения сети электроприемник подключается через разделяющий (разделительный) трансформатор.

Разделительный трансформатор (в соответствии с ГОСТ 30030-93) – трансформатор, первичная обмотка которого электрически не связана со вторичными обмотками с целью исключения опасности, обусловленной возможностью случайного одновременного прикасания к земле и токоведущим частям или нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции.

Безопасный разделительный трансформатор – разделительный трансформатор, предназначенный для питания цепей сверхнизким безопасным напряжением.

Вторичную обмотку трансформатора и корпус электроприемника не заземляют. Корпус разделяющего трансформатора может заземляться или зануляться, как обычно (трансформаторы класса I) или незаземляться (трансформаторы класса II и III). Вторичное напряжение разделительных трансформаторов не должно превышать 1000 В, для безопасных разделительных трансформаторов – 50 В.

Рисунок 6 — Схема включения разделяющего трансформатора

При случайном прикосновении к фазному проводнику во вторичной цепи не создается опасности поражения электрическим током. Через человека будет протекать лишь небольшой ток через землю и обратно к другому проводнику через свойственную этому проводнику емкость относительно земли. Поскольку емкость проводника относительно земли очень мала, то ток обычно ниже уровня ощущения.

Однако есть ряд условий эффективной работы данной защитной меры:

1. Токоведущие части вторичной цепи не должны иметь связи с землей или защитным проводником.

2. Длина кабелей, подключенных к вторичной обмотке разделительного трансформатора, должна быть ограничена во избежание больших значений емкости (в стандарте МЭК 60364-4-41:2005 рекомендуется, чтобы при питании более чем одного приемника от одного источника произведение номинального напряжения цепи в вольтах и длины кабелей в метрах не превышало 100000, и чтобы длина электропроводки не превышала 500 м.).

3. Должно быть обеспечено большое сопротивление изоляции кабелей и бытовых электроприборов, подключенных к вторичной обмотке разделительного трансформатора. Эти условия обычно ограничивают применение данной защитной меры безопасности уровнем отдельного бытового электроприбора.

". Электрические цепи связанные — электрические цепи, процессы в которых влияют друг на друга посредством общего магнитного поля или общего электрического поля. "

Источник:

"ЭЛЕКТРОТЕХНИКА . ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ. ГОСТ Р 52002-2003"

(утв. Постановлением Госстандарта РФ от 09.01.2003 N 3-ст)

  • затраты, связанные с качеством — затраты, возникающие при обеспечении и гарантировании удовлетворительного качества, а также связанные с потерями, когда не достигнуто удовлетворительное качество.

"Электрические цепи связанные" в книгах

Электрические разряды рыб

Электрические разряды рыб По характеру генерируемых разрядов различают два типа рыб. К первому относят рыб, использующих электрические органы для обороны и нападения — разряды производятся только в ответ на стимуляцию или при встрече с жертвой. Это все

Электрические рецепторы рыб

Электрические рецепторы рыб По степени развития электрической чувствительности рыб можно подразделить на две группы. К первой относятся почти все виды, имеющие электрогенераторные органы (исключение составляют электрический сом и звездочеты, у которых

Читайте также:  Потери напора на фильтре

Электрические разряды рыб

Электрические разряды рыб По характеру генерируемых разрядов различают два типа рыб. К первому относят рыб, использующих электрические органы для обороны и нападения — разряды производятся только в ответ на стимуляцию или при встрече с жертвой. Это все

Электрические рецепторы рыб

Электрические рецепторы рыб По степени развития электрической чувствительности рыб можно подразделить на две группы. К первой относятся почти все виды, имеющие электрогенераторные органы (исключение составляют электрический сом и звездочеты, у которых

Электрические камины

Выбор камина или печи Как показывает практика, вы, наши уважаемые читатели, часто не можете определиться, какой отопительный прибор (печь или камин) хотите приобрести.Попробуем выразить основные критерии, которыми необходимо руководствоваться при выборе отопительного

Электрические котлы

Электрические котлы Водогрейный котел, работающий от электросети, представляет собой теплообменник. В свою очередь, теплообменник – это бак, оснащенный нагревательными элементами, а также блоком автоматического управления. Иногда в комплекте такого теплообменника

Электрические водонагреватели

Электрические водонагреватели Эти агрегаты становятся все более популярными в России. При их установке не требуется устраивать вытяжную трубу, выбирать подходящее помещение и пр. Для бесперебойной работы такого прибора достаточно выполнения всего двух условий:

Электрические люди

Электрические люди Один из самых первых случаев изучения феномена так называемых «электрических людей» относится к 1846 году. 15 января юная француженка Анжелика Котэн, которой только-только исполнилось четырнадцать лет, испытала странное состояние, длившееся десять

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЛЮДИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЛЮДИ В истории человечества их считаные единицы. Весь их сомнительный дар заключается в чрезвычайной электрической активности организма, в результате чего на поверхности их тела сосредотачивается значительный электрический заряд, не влияющий на их

«Цепи, цепи кованые, разбейте нас!»

«Цепи, цепи кованые, разбейте нас!» Это гадание-проверка для влюбленных, которое следует применять для того, чтобы узнать, насколько сильны чувства. Гадающих должно быть двое. Возьмите какую-нибудь старую цепочку, которую вам не жалко. Каждый должен зацепить кончиками

227. «Цепи, цепи кованые, разбейте нас!»

227. «Цепи, цепи кованые, разбейте нас!» Это гадание-проверка для влюбленных, которое следует применять для того, чтобы узнать, насколько сильны чувства. Гадающих должно быть двое. Возьмите какую-нибудь старую цепочку, которую вам не жалко. Каждый должен зацепить кончиками

Глава 3. ЦЕПИ, ЦЕПИ…

Глава 3. ЦЕПИ, ЦЕПИ… Но наша горячность, наши забегающие ожидания быстро оказались раздавлены. Ветерок перемен дул только на сквозняках— на пересылках. Сюда же, за высокие заборы Особлагов, он не задувал. И хотя лагеря состояли из одних только политических— никакие

Электрические аппараты, вторичные цепи и электропроводки напряжением до 1 кВ

Электрические аппараты, вторичные цепи и электропроводки напряжением до 1 кВ Вопрос. Что входит в объем испытаний электрических аппаратов, вторичных цепей и электропроводок напряжением до 1 кВ?Ответ. В объем испытаний входит:измерение сопротивления изоляции.

1.8.37. Электрические аппараты, вторичные цепи и электропроводки напряжением до 1 кВ

1.8.37. Электрические аппараты, вторичные цепи и электропроводки напряжением до 1 кВ Вопрос 148. Каким должно быть значение сопротивления изоляции электрических аппаратов, вторичных цепей и электропроводок?Ответ. Должно быть не менее значений, приведенных в табл. 1.8.34 (п.

38. Электрические цепи измерительных схем и приборов. Вопросы дистанционной передачи результатов измерений

38. Электрические цепи измерительных схем и приборов. Вопросы дистанционной передачи результатов измерений При проектировании задачи она разлагается на следующие подзадачи.1. Выбирают конкретную электрическую цепь и определяют точки, к которым надо будет подключить

Индуктивно связанные электрические цепи.

Основные положения и определения.

При изменении магнитного поля, связанного с каким-либо витком, в последнем наводится ЭДС, которая в соответствии с законом электромагнитной индукции определяется скоростью изменения магнитного потока независимо от того, чем вызвано изменение потока. В катушке, состоящей из большого числа витков, наводится ЭДС, пропорциональная скорости изменения потокосцепления, т.е. скорости изменения суммы магнитных потоков, сцепленных с отдельными витками данной катушки. Если все витки катушки пронизываются одним и тем же магнитным потоком, то потокосцепление равно произведению магнитного потока на число витков.

При рассмотрении цепей гармонического тока до сих пор учитывалось явление самоиндукции, т.е. наведение ЭДС в электрической цепи при изменении потокосцепления самоиндукции, обусловленного током в этой цепи. Оснащение потокосцепления самоиндукции к току характеризовалось скалярной величиной – индуктивностью L.

Читайте также:  У соседей на балконе голуби как избавиться

Теперь рассмотрим явление самоиндукции, т.е. наведение ЭДС в электрической цепи при изменении потокосцепления взаимной индукции, обусловленного током в другой электрической цепи. Цепи, в которых наводятся ЭДС взаимной индукции, называются индуктивно связанными цепями.

Связь потокосцепления взаимной индукции одной электрической цепи с током в другой цепи, равная отношению потокосцепления взаимной индукции в одной цепи к току в другой цепи, характеризуется взаимной индуктивностью М, которая, так же как и индуктивность, представляет скалярную величину.

Если потокосцепление W1ФМ2 первой цепи обусловлено током i2 второй цепи, то взаимная индуктивность цепей определяется как:

Соответственно, если потокосцепление W2ФМ1 второй цепи обусловлено током i1 первой цепи то:

Для линейных электрических цепей всегда выполняется равенство:

,

и поэтому индексы у параметра взаимной индуктивности могут быть опущены.

Если так, проходящий в первой цепи, обуславливает во второй цепи потокосцепление взаимной индукции W2ФМ1, то такой же ток, проходящий во второй цепи, обусловит в первой цепи потокосцепление взаимной индукции W1ФМ2 той же величины.

При рассмотрении индуктивно связанных цепей вводится понятие об одноименных зажимах контуров. Зажимы двух контуров называются одноименными, если при одинаковом направлении токов относительно этих зажимов магнитные потоки самоиндукции ФL и взаимоиндукции ФМ в каждом контуре совпадают по направлению. На рис.1, а одноименными являются зажимы 1 и 3.

При последовательном включении катушек сила тока в них одна и та же, при этом: при согласном включении катушек (рис.1, б)

магнитные потоки самоиндукции и взаимной индукции направлены одинаково, ЭДС самоиндукции и взаимной индукции имеют одинаковые знаки;

При встречном включении катушек (рис.1, в)

магнитные потоки самоиндукции и взаимной индукции направлены в противоположные стороны и ЭДС взаимной индукции имеют знак, обратный ЭДС самоиндукции.

Приложенное к цепи напряжение связано с током соотношением:

,

или в комплексной форме:

Здесь верхний знак соответствует согласному, нижний – встречному включению.

Результирующая индуктивность всей цепи равна

— при согласном включении ,

— при встречном включении .

С увеличением М, например, при сближении катушек, результирующая индуктивность при согласном включении увеличивается, при встречном – уменьшается.

Векторные диаграммы напряжений и сил тока при согласном и встречном включении индуктивно связанных катушек, соединенных последовательно, приведены на рис.1.г (а и б соответственно)

При результирующая индуктивность второй катушки при встречном включении становится отрицательной, вектор U2 отстает по фазе от вектора тока, а на первой катушке напряжение повышается, равно тому, что вместо второй катушки включен конденсатор; этот случай называется ложной емкостью. При этом цепь в целом носит индуктивный характер. При параллельном соединении катушек их напряжение одинаково.

Уравнения равновесия напряжений для первой и второй катушек для мгновенных значений и в комплексной форме имеют вид:

Результирующая сила тока в цепи:

Результирующая индуктивность цепи:

В приведенных выражениях верхний знак относится к согласному включению катушек, а нижний – к встречному.

Векторные диаграммы напряжений и токов при согласном и встречном включении индуктивно связанных катушек, соединенных параллельно, приведены на рис.2,а и б соответственно

При имеет место ложной емкости, вектор тока I1 опережает по фазе напряжение , равносильно включению вместо первой катушки конденсатора.

Степень индуктивной связи двух катушек характеризуется коэффициентом связи К, определяемым как среднее геометрическое из отношений потоков:

Коэффициент связи всегда меньше единицы.

Трансформатор без сердечника.

Трансформатор представляет собой статическое устройство, передающее энергию из одной цепи в другую посредством электромагнитной индукции. В простейшем случае трансформатор представляет собой две катушки с индуктивной связью (рис.3)

Напряжение источника приложено к первичной обмотке (катушке) трансформатора, ко вторичной обмотке подключена нагрузка.

— в дифференциальной форме

— в комплексной форме

В режиме холостого хода , , напряжение на вторичной обмотке трансформатора равно , откуда

В режиме нагрузки значение силы тока в первичной обмотке трансформатора равно

;

,

где rвх – входное активное сопротивление

xвх – входное реактивное сопротивление

rвн – активное сопротивление, вносимое в первичную обмотку

xвн — реактивное сопротивление, вносимое в первичную обмотку

Векторная диаграмма напряжений и токов трансформатора, нагруженного на активное сопротивление, приведена на рис.4

Ссылка на основную публикацию
Эконом режим в газовом котле
Несмотря на то, что газ считается самым экономичным видом топлива, стоимость отопления периодически растет. Для того чтобы немного снизить свои...
Штукатурка стен под правило видео
Считается, что качественное выравнивание стен штукатуркой возможно только при использовании маяков. Действительно, этот способ оштукатуривания при грамотном исполнении позволяет получить...
Штукатурка стены из арболита
Случая, в которых мы оштукатуриваем блоки, два: либо пользуемся только черновой штукатуркой, которую закрываем вентилируемым фасадом, либо облицовываем блок черновым...
Экономичные кормушки для коз
Выращивание коз становится распространенным занятием: молоко этих животных полезно, а содержание менее затратное, чем разведение коров и иного скота. Наличие...
Adblock detector