3tom353

11. OCHRONA PRZECIWPORAŻENIOWA W INSTALACJACH ELEKTRYCZNYCH

708

2

L

N

(1,2,3)

Rys. 11.18. Przykład sieci TT

1    odbiornik I klasy ochronności.

2    — odbiornik II klasy ochronności

Napięcie dotykowe względem ziemi, występujące na częściach czynnych, wyraża się wzorem

UpR*

R₀+

Rr

(11.6)

w którym: U₀ — napięcie fazowe, V; R„ — rezystancja uziomu ochronnego, £2; R,— rezystancja uziomu roboczego punktu neutralnego transformatora, O.

Jeżeli napięcie dotykowe względem ziemi na częściach przewodzących dostępnych nie powinno przekraczać wartości bardzo niskiego napięcia bezpiecznego U_L, to wartość rezystancji uziomu R„ (rys. 11.18) powinna spełniać warunek

U_L

u_a-u,

Rr

(11.7)

Spełnienie tego wymagania w przeważającej większości warunków spotykanych w praktyce jest bardzo trudne. W warunkach eksploatacji często jest niemożliwe do realizacji, ponieważ rezystancja R_r jest zmienna, zależna nie tylko od warunków atmosferycznych, lecz także od prawidłowej konserwacji sieci prowadzonej przez służby eksploatacyjne i konieczności dostosowania rezystancji uziomu R„ do wielkości prądów ziemnozwarciowych sieci wysokiego napięcia. Stąd też w układach TT — zamiast warunku niedopuszczenia do występowania napięcia dotykowego przekraczającego wartości U_L — nakazuje się spełnienie warunku szybkiego wyłączenia zasilania w przypadku zwarcia doziemnego w instalacji. W przypadku układu TT, w odróżnieniu od TN, należy przy obliczaniu prądu zwarciowego brać pod uwagę również zwarcie niepełne — przez impedancję. Prąd zwarciowy jest w wielu przypadkach zbyt mały, aby spowodował samoczynne wyłączenie zasilania.

W celu zapewnienia bezpieczeństwa zarówno w przypadku zwarć metalicznych, jak i zwarć niepełnych, rezystancja uziemienia ochronnego części przewodzących dostępnych w układzie TT powinna spełniać warunek

R_or_a^U_L    (11.8)

w którym /„ — wartość prądu zapewniającego samoczynne zadziałanie urządzenia ochronnego.

Przy rezystancji uziomu, dobranej zgodnie z tym warunkiem, nastąpi szybkie wyłączenie w przypadku, gdy prąd zwarciowy przekroczy wartość jeżeli natomiast będzie on mniejszy od to napięcie dotykowe nie przekroczy wartości bezpiecznej U_L. Praktycznie, tylko wyłączniki ochronne różnicowoprądowe mogą zapewnić spełnienie tego warunku.

Im wyłącznik jest bardziej czuły, tzn. reaguje na mniejszą wartość prądu doziemnego, tym rezystancja uziomu może być większa. Do uziemienia części przewodzących dostępnych urządzeń chronionych przez wyłączniki ochronne różnicowoprądowe można wykorzystywać uziomy naturalne lub sztuczne. Można również zastosować uziom wspólny dla urządzeń chronionych różnymi wyłącznikami.

11.7.1.4. Układ sieci IT

W układzie tym obwód pojedyńczego zwarcia z ziemią zamyka się przez pojemności doziemne faz nieuszkodzonych (rys. 11.19) zarówno w przypadku, gdy układ jest całkowicie izolowany od ziemi, jak i w przypadku, gdy jest on połączony z ziemią przez dużą impedancję.

Rys. 11.19. Przykład pętli zwarciowej w układzie sieci IT

Prąd zwarciowy na ogół nie przekracza 10 mA i żadne praktycznie odczuwalne napięcie dotykowe nie może pojawić się na dostępnych częściach przewodzących. Dostępne części przewodzące powinny być uziemione indywidualnie, grupowo lub zbiorowo, aby był spełniony warunek

R_AI_d^ 50 V    (11.9)

w którym: R_A — rezystancja uziemienia części przewodzących dostępnych, — prąd pojedynczego zwarcia przy pomijalnej impedancji między przewodem fazowym a częścią przewodzącą dostępną.

Prąd l_d musi uwzględniać prądy upływowe i całkowitą impedancję uziemienia instalacji elektrycznej. Spełnienie podanego warunku pozwala na eksploatację urządzeń bez konieczności wyłączania tego zwarcia.

Rys. 11.20. Przykład sieci IT

Zaleca się jednak, aby takie pojedyncze zwarcie było usuwane możliwie szybko, ponieważ powoduje ono wzrost napięcia względem ziemi w pozostałych fazach ,/3-krotnie i stwarza zagrożenie porażenia w przypadku wystąpienia zwarcia z ziemią drugiej fazy. Przy zwarciu z ziemią drugiej fazy, które może pojawić się w zupełnie innym miejscu układu niż nastąpiło pierwsze zwarcie, uszkodzenia przekształcają się w podwójne zwarcie z ziemią, podczas którego prąd osiąga bardzo dużą wartość. Układ IT, w którym wystąpiło pojedyncze zwarcie z ziemią, staje się więc układem bezpośrednio uziemionym. Warunki ochrony w takim układzie będą więc podobne jak w układach TN lub TT mających jeden punkt bezpośrednio uziemiony (rys. 11.20).