С целью защиты, работающего персонала предусматриваем следующие мероприятия:

6.3.1 Защита от прикосновения к токоведущнм частям

Согласно ПУЭ (гл.4.1) предусматривается:

- в конструкции проектируемого двигателя степень защиты IP23;

- сетчатое ограждение на испытательном стенде (участок испытании);

- блокировка дверей испытательного стенда;

- допуск к электрическим испытаниям работников, прошедших специальную подготовку, знающих методику испытании, а также, имеющих группу по электробезопасности не ниже 1У.

6.3.2 Защита от поражения электрическим током при прикосновении к нетоковедущнм частям, оказавшимся под напряжением

Согласно ПУЭ (гл. 17) в качестве защиты предусматривается:

- защитное заземление электроустановок до 1 кВ с изолированной нейтралью и выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью;

- зануление для электроустановок до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью, в том числе и для проектируемого двигателя;

- защитное заземление па участке электрических испытаний.

6.3.2.1 Расчет занулепия для проектируемого двигателя 90 кВт.

Зануление - преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетокопроводящих частей, которые могут оказаться под напряжением. Нулевой защитный проводник - проводник, соединяющий зануляемые части с глухозазеленной нейтральной точкой обмотки источника тока или ее эквивалентом. В случае пробоя фазы на металлический корпус электрооборудования возникает однофазное короткое замыкание, что приводит к быстрому срабатыванию защиты и тем самым автоматическому отключению поврежденной установки (двигателя) от питающей сети. Такой защитой являются: плавкие предохранители или максимальные автоматы, установленные для защиты от токов короткого замыкания; автоматы с комбинированными расцепителями.

Быстрое отключение поврежденного электроприемника от сети приводит к тому, что прикосновение персонала с оказавшимися под напряжением металлическими корпусами будет кратковременным, что значительно уменьшает опасность поражения.

При замыкании фазы на зануленный корпус электроустановка автоматически отключится, если ток однофазного короткого замыкания Iкз удовлетворяет условию , где - номинальный ток плавкой вставки предохранителя или ток срабатывания автоматического выключателя, А; - коэффициент кратности тока.

Если установка защищается плавкими предохранителями, то = 3. Проводимость нулевого защитного проводника должна быть не менее 50 % проводимости фазного провода.

В качестве пулевых защитных проводников ПЭУ рекомендуют применять голые или изолированные проводники, стальную полосу, алюминиевую оболочку кабеля, стальные трубы электропроводок и т.д. Расчет на отключающую способность проводится для наиболее удаленных в электрическом смысле точек сети, так как им соответствуют наименьшие значения токов короткого замыкания.

Сила однофазного тока короткого замыкания

;

Модуль Iкз вычисляют по приближенной формуле (неточность около 5% в сторону ужесточения требований безопасности):

Iкз=;

где - фазное напряжение, равное 220 В;

- модуль полного сопротивления обмоток трансформатора, равный 0,042 Ом;

(по табл. 61 Расчетные полные сопротивления масляных трансформаторов (ГОСТ 11920-73 и 12022-66). [ Л.14 ]

Мощность трансформатора принимается 400 кВА, соединение обмоток ;

ZП - модуль полного сопротивления цепи фаза - нуль.

где - активные сопротивления фазного и нулевого защитного проводов, Ом; ХФ , ХО - индуктивные сопротивления фазного и нулевого защитного проводов, Ом;

ХП - сопротивление взаимоиндукции петли фаза - нуль, Ом.

Для медных и алюминиевых проводов , Ом,

где - удельное сопротивление проводника, равное для меди 0,018, а для алюминия 0,028 Ом мм2 /м;

l - длина проводника, м;

S - сечение проводника, мм2.

Внутренние индуктивные погонные сопротивления медных и алюминиевых проводников сравнительно малы, поэтому ими можно пренебречь. Табл. 33 (Активные и индуктивные сопротивления для проводов и кабелей с медными и алюминиевыми жилами) [Л. 14 ].

Принимаем, что питание от распределительного пункта выполнено кабелем с алюминиевыми жилами 3 х 50 мм2.

Зануление выполнено стальной трубой диаметром 1 ½ дюйма.

Рис.6-1. Схема питания электродвигателя

Активное сопротивление цепи фазы

Ом;

Активное сопротивление нулевого защитного провода (трубы)

Ом,

где - удельная проводимость стали (обычно 10,2 м/Ом мм2),

l - длина участка трубы, м;

DH - наружный диаметр грубы, мм;

DB - внутренний диаметр трубы, мм.

Технические данные труб в табл. 62, 63 (Трубы стальные тонкостенные для электропроводок) [Л. 14]

Индуктивное сопротивление нулевого защитного проводника для внутренней проводки принимается равным ХП = 0,3 /Ом/км,

где l = 60 м, - длина проводника петля фаза - нуль.

ХП = 0,3∙(l1 + l2) = 0,3∙60∙10-3 = 0,018 Ом.

l2 = 0 т.к. индуктивным сопротивлением стальных труб можно пренебречь.

ZП - модуль полного сопротивления цепи фаза - нуль

Ом;

Сила однофазного тока короткого замыкания

А.

Проверяем выполнение условия:

3654 > 3 1000 = 3000 А,

где IHOM = 1000 А - номинальный ток предохранителя ПН2-1000.

Поскольку значение однофазного тока короткого замыкания 3654 А превышает наименьшее допустимое по условиям срабатывания защиты тока 3000 А, нулевой защитный проводник выбран правильно, т.е. отключающая способность системы зануления обеспечена.

Напряжение короткого замыкания:

UK = IКЗ∙R0 = 3654∙0,009 = 33 В.

Так как 33 В < 42 В, то повторного заземления нулевого провода не нужно.