Wyznaczanie impedancji pętli zwarcia

DATA10.12.2009

Sekcja:4

Członkowie sekcji:

Chojnowski Łukasz

Grzegorczyk Kamil

Sigmundzik Krzysztof

Czornik Tomasz

Zaręba Łukasz

Karwat Marcin

Sufa Piotr

Goj Mateusz

Paprotny Mariusz

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi środkami ochrony przeciwporażeniowej oraz metodą obliczania impedancji pętli zwarcia.

Rys. 1(schemat układu sieciowego TN-S)

1.Opracowanie wszystkich przypadków zachowania się sieci elektrycznej w zależności od miejsca uszkodzenia izolacji :

• Zwarcie punktu A z odłączonym przewodem ochronnym PE. Wyłącznik różnicowo-prądowy nie zadziała, a człowiek obsługujące urządzenie nie zostanie porażony prądem.

• Zwarcie w punktu A z podłączonym przewodem ochronnym PE Wyłącznik różnicowo-prądowy zadziała, a człowiek obsługujące urządzenie nie zostanie porażony prądem.

• Zwarcie w punkcie B z odłączonym przewodem ochronnym PE. Wyłącznikróżnicowo-prądowy zadziała, a człowiek obsługujące urządzenie zostanie porażony prądem 230mA.

• Zwarcie w punkcie B z podłączonym przewodem ochronnym PE. Wyłącznik różnicowo-prądowy zadziała, a człowiek obsługujące urządzenie zostanie porażony prądem o wartości 115mA.Wynika to z prawa Ohma, ponieważ rezystancja człowieka wynosi ok. 1000Ω, a napięcie dotykowe jest równe połowę napięcia roboczego czyli 115V.

• Zwarcie w punkcie C z odłączonym przewodem ochronnym PE. Wyłącznik różnicowo-prądowy nie zadziała, człowiek obsługująca urządzenie nie zostanie porażony prądem (przepali się bezpiecznik).

• Zwarcie w punkcie C z podłączonym przewodem ochronnym PE.Wyłącznik różnicowo-prądowy zadziała, a człowiek obsługujący urządzenie nie zostanie porażony prądem (przepali się bezpiecznik)

2. Zestawienie urządzeń ochrony przeciwporażeniowej i przeciążeniowej:

• Wyłącznik różnicowo-prądowy - In=16A, o prądzie zamionowym IΔn=30 mA; Wyłącznik ten zadziała, jeśli różnica prądów wpływających i wypływających jest większa od 30 mA; Impedancja pętli zwarcia wynosi 7666Ω

• Wyłącznik instalacyjny J191 B16 dla t=0,4s - Wyłącznik zadziała w czasie 0,4s jeżeli przepłynie przez niego prąd o wartości 80A. Impedancja pętli zwarcia równa jest 2,8Ω

• Bezpiecznik GL 16A 500V dla t=0,4s - Aby bezpiecznik zadziałał w czasie 0,4s musi płynąć prąd o wartości 130A. Impedancja pętli zwarcia wynosi 1,77Ω

3. Obliczanie Pętli zwarcia wg podanych danych:

Dane: Str = 500kVA Qk = 300MVA t = ^6/0,4^kV/kV x' = 0,1^Ω/km γalum = 33^MS/m Up = 400V Ukrt%= 5% Pkrt%= 1% I = ^Uf/1,2*Zdop R = Rt+2(RLA+RLB+RLC) x = xt+2(xLA+xLB+xLC)	Wzory: Linia: xl = (x'^2)*l ρ=1/γalum Transformator: Zt = (^Ukrt/100%)*(^Up^2/Str) Rt =( ^Pkrt/100% )*( ^Up^2/Str) x = √(Z^2-R^2)

Wnioski:

• Wyłącznik różnicowoprądowy jest skutecznym środkiem ochrony przed porażeniem prądem elektrycznym wymagającym sprawnego przewodu ochronnego PE.

• W przypadku, gdy przewód PE uległ uszkodzenia obudowa może znajdować się pod napięciem, a sam wyłącznik różnicowo prądowy zadziała podczas rażenia prądu elektrycznego.

• Wyłącznik różnicowoprądowy nie ochroni instalacji elektrycznej przed zwarciem między fazą, a przewodem neutralnym.

• Wyłącznik różnicowoprądowy posiada dość dużą impedancję wśród pozostałych zabezpieczeń, która pozwala na wyłączenie zasilania w dopuszczalnym czasie. Dzięki temu, staje się on najbardziej uniwersalnym i skutecznym środkiem ochrony przeciwporażeniowej.

• Bezpieczniki typu GL stosuje się do zabezpieczeń instalacji elektrycznej przed szkodliwym działaniem przeciążeń i zwarć.

• Bezpieczniki typu GL posiadają najniższą impedancję, a co za tym idzie do zadziałania w dopuszczalnym czasie musi przepłynąć duży prąd, który nie jest w stanie zabezpieczyć człowieka przed porażeniem.

• Wyłączniki instalacyjne B znalazły zastosowanie do ochrony odbiorników o małych mocach poborowych. Przeznaczone są głównie w domowych i przemysłowych instalacjach elektrycznych.

• Można wywnioskować że gdy rezystancja człowieka wynosi 1kΩ a napięcie sieciowe 230V, to prąd rażeniowy może wynieść 230mA.

• Człowiek pracujący na urządzeniach mogących być pod napięciem winien być wyposażony w sprzęt ochronny, chroniący przed ewentualnym porażeniem. Mogą to być rękawice ochronne, odpowiednia izolacja podłoża, na którym stoi.

• Impedancja pętli zwarcia jest stosunkowo mała 1.64Ω to też prąd zwarciowy może wynieść nawet 116,9A