Защитное отключение в электроустановках

Под защитным отключением понимают быстрое, за время не более 200 мс, автоматическое отсоединение от источника питания всех фаз потребителя или части электропроводки в случае если повреждена изоляция или имеет место иная аварийная ситуация, угрожающая человеку поражением электрическим током.

Защитное автоматическое отключение питания – автоматическое размыкание цепи одного или нескольких фазных проводников (и, если требуется, нулевого рабочего проводника), выполняемое в целях электробезопасности.

Защитное отключение может быть как единственной и главной мерой защиты, так и дополнительной мерой к сетям заземления и зануления применительно к электроустановкам с рабочим напряжением до 1000 вольт.

Назначение защитного отключения – обеспечение электробезопасности, что достигается за счет ограничения времени воздействия опасного тока на человека.

Защитное отключение – быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током. Такая опасность может возникнуть при:

замыкании фазы на корпус электрооборудования;

при снижении сопротивления изоляции фаз относительно земли ниже определенного предела;

появлении в сети более высокого напряжения;

прикосновении человека к токоведущей части, находящейся под напряжением.

В этих случаях в сети происходит изменение некоторых электрических параметров: например, могут измениться напряжение корпуса относительно земли, напряжение фаз относительно земли, напряжение нулевой последовательности и др. Любой из этих параметров, а точнее говоря – изменение его до определенного предела, при котором возникает опасность поражения человека током, может служить импульсом, вызывающим срабатывание защитно-отключающегося устройства, т. е. автоматическое отключение опасного участка сети.

По настоящее время устройства защитного отключения обычно применя лись на электроустановках четырех видов:

Передвижные установки с изолированной нейтралью (в таких условиях в принципе возведение полноценного заземляющего устройства проблематично). Защитное отключение применяется тогда либо совместно с заземлением, либо как самостоятельная защитная мера.

Стационарные установки с изолированной нейтралью (где необходима защита электрических машин, с которыми работают люди).

Мобильные и стационарные установки с нейтралью любого типа, когда имеет место высокая степень угрозы поражения электрическим током, или если установка функционирует во взрывоопасных условиях.

Стационарные установки с глухозаземленной нейтралью на некоторых потребителях большой мощности и на удаленных потребителях, где зануления недостаточно для защиты или где оно в качестве защитной меры не вполне эффективно, не дает достаточной кратности тока замыкания фазы на землю.

Для реализации функции защитного отключения применя ли специальные устройства защитного отключения. Их схемы могут отличаться, конструкции зависят от особенностей защищаемой электроустановки, от характера нагрузки, от режима заземления нейтрали и т. д.

Прибор защитного отключения – совокупность отдельных элементов, которые реагируют на изменение какого-либо параметра электрической сети и дают сигнал на отключение автоматического выключателя. Устройство защитного отключения в зависимости от параметра, на который оно реагирует, можно отнести к тому или иному типу, в том числе к типам устройств, реагирующих на напряжение корпуса относительно земли, ток замыкания на землю, напряжение фазы относительно земли, напряжение нулевой последовательности, ток нулевой последовательности, оперативный ток и др.

Здесь может быть применено специально установленное реле защиты, которое устроено так же, как и высокочувствительные реле напряжения с размыкающимися контактами, которые включаются в цепь питания магнитного пускателя, скажем, электродвигателя.

Назначение защитного отключения заключается в том, чтобы одним прибором осуществлять совокупность защиты либо некоторые из следующих ее видов:

от однофазных замыканий на землю или на элементы электрооборудования, нормально изолированные от напряжения;

от не полных замыканий, когда снижение изоляции одной из фаз создает опасность поражения человека;

от поражения при прикосновении человека к одной из фаз электрооборудования, если прикосновение произошло в зоне действия защиты прибора.

В качестве примера можно привести простое устройство защитного отключения на базе реле напряжения. Обмотка реле включается между корпусом защищаемого оборудования и заземлителем.

В условиях, когда обмотка реле имеет сопротивление сильно превосходящее таковое у вспомогательного заземлителя, вынесенного за пределы зоны растекания заземления защиты, — обмотка реле К1 окажется под напряжением корпуса относительно земли.

Тогда в момент аварийного пробоя на корпус, напряжение это будет больше напряжения срабатывания реле и реле сработает, замкнув цепь отключения автоматического выключателя Q1 или разомкнув своим срабатыванием цепь питания обмотки магнитного пускателя Q2.

Другой вариант простого устройства защитного отключения для электроустановок — это токовое реле (реле максимального тока). Его обмотка включается в разрыв провода зануления, благодаря чему контакты аналогичным образом разомкнут цепь питания обмотки магнитного пускателя если замкнут цепь питания обмотки автоматического выключателя. Вместо обмотки реле, кстати, иногда можно использовать обмотку выключателя — расцепителя в качестве реле максимального тока.

Когда устройство защитного отключения вводится в эксплуатацию, его обязательно проверяют: проводятся плановые полные и частичные проверки, чтобы убедиться, что устройство работает надежно, что отключения когда нужно происходят.

Раз в три года проводят полную плановую проверку, зачастую вместе с ремонтом сопряженных цепей электроустановок. В проверку входят также испытания изоляции, проверка уставок защиты, тесты устройств защиты и общий осмотр аппаратуры и всех соединений.

Что касается частичных проверок, то их проводят время от времени в зависимости от частных условий, однако в них входят: проверка изоляции, общий осмотр, тесты защиты в действии. Если защитное устройство работает не вполне корректно, проводят более глубокую проверку по специальному алгоритму.

В наше время наибольшее распространение защитное отключение получило в электроустановках, используемых в сетях напряжением до 1 кВ с заземленной или изолированной нейтралью.

Электроустановки напряжением до 1 кВ жилых, общественных и промышленных зданий и наружных установок должны, как правило, получать питание от источника с глухозаземленной нейтралью с применением системы TN. Для защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении в таких электроустановках должно быть выполнено автоматическое отключение питания.

При выполнении автоматического отключения питания в электроустановках напряжением до 1 кВ все открытые проводящие части должны быть присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания, если применена система TN, и заземлены, если применены системы IT или ТТ. При этом характеристики защитных аппаратов и параметры защитных проводников должны быть согласованы, чтобы обеспечивалось нормированное время отключения поврежденной цепи защитно-коммутационным аппаратом в соответствии с номинальным фазным напряжением питающей сети.

Защита осуществляется специальным устройством защитного отключения (УЗО), которое, работая в дежурном режиме, постоянно контролирует условия поражения человека электрическим током.

УЗО применяют в электроустановках до 1 кВ:

в передвижных эл. установках с изолированной нейтралью (особенно если затруднено создание заземляющего устройства. Может применяться как в виде самостоятельной защиты, так и в сочетании с заземлением);

в стационарных электроустановках с изолированной нейтралью для защиты ручных электрических машин в качестве единственной защиты, и в дополнение к другим;

в условиях повышенной опасности поражения электрическим то- ком и взрывоопасности в стационарных и передвижных электроустановках с различными режимами нейтрали;

в стационарных электроустановках с глухозаземленной нейтралью на отдельных удаленных потребителях электрической энергии и потребителя большой номинальной мощности, на которых защита занулением не достаточно эффективна.

Принцип работы УЗО состоит в том, что оно постоянно контролирует входной сигнал и сравнивает его с наперед заданной величиной (уставкой). Если входной сигнал превышает уставку, то устройство срабатывает и отключает защищенную электроустановку от сети. В качестве входных сигналов устройств защитного отключения используют различные параметры электрических сетей, которые несут в себе информацию об условиях поражения человека электрическим током.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Организация переключений в электроустановках 0,4 — 10 кВ распределительных сетей

Оперативное состояние оборудования

Электрическое оборудование распределительных сетей (линии электропередачи, трансформаторы, коммутационные аппараты, устройства релейной защиты и автоматики и т.д.) может находиться в состоянии: работы, ремонта, резерва, автоматического резерва, под напряжением. Очевидно, что оперативное состояние оборудования определяется положением коммутационных аппаратов, которые предназначены для его отключения и включения под напряжение и в работу.

Оборудование считается находящимся в работе , если коммутационные аппараты в его цени включены и образована замкнутая электрическая цепь между источником питания и приемником электроэнергии. Вентильные и трубчатые разрядники, измерительные трансформаторы и другое оборудование, жестко (без разъединителей) подключенное к источнику питания и находящееся под напряжением, считается находящимся в работе.

Если оборудование отключено коммутационными аппаратами или расшиновано и подготовлено в соответствии с требованием Правил техники безопасности к производству работ, то независимо от выполнения в нем ремонтных работ в данный момент оно считается находящимся в ремонте .

Оборудование считается находящимся в резерве , если оно отключено коммутационными аппаратами и возможно включение его в работу с помощью этих коммутационных аппаратов вручную или с помощью устройства телемеханики.

Оборудование считается находящимся в автоматическом резерве , если оно отключено коммутационными аппаратами, имеющими автоматический привод на включение, и может быть введено в работу действием автоматических устройств. Оборудование считается находящимся под напряжением, если оно подключено коммутационными аппаратами к источнику питания, но не находится в работе (силовой трансформатор на холостом ходу; линия электропередачи, включенная только с одной стороны и отключенная с другой коммутационным аппаратом и т.д.).

Каждое устройство релейной защиты и автоматики может находиться во включенном (введенном) в работу и отключенном (выведенном) из работы состоянии. Устройство релейной защиты и автоматики считается включенным в работу, если выходная цепь этого устройства с помощью отключающих устройств (накладок, оперативных контактных перемычек) подключена к электромагнитам управления включающего или отключающего коммутационного аппарата.

Устройство релейной защиты и автоматики считается отключенным, если выходная цепь этого устройства отключена с помощью отключающего устройства от электромагнитов управления коммутационного аппарата. Перевод оборудования из одного оперативного состояния в другое происходит в результате оперативных переключений, производимых персоналом оперативно-выездных бригад (ОВБ), а также оперативно-ремонтным и другим персоналом, допущенным к оперативной работе.

Изменение оперативного состояния оборудования может произойти и в результате срабатываний устройств релейной защиты и автоматики при разного рода нарушениях в работе распределительных сетей.

Изменением оперативного состояния оборудования электроустановок распределительных сетей в нормальном режиме работы, а также при ликвидации аварий руководит диспетчер района распределительных сетей, в оперативном управлении которого находятся это оборудование и устройства релейной защиты и автоматики.

Под оперативным управлением здесь понимается способ управления оборудованием, при котором переключения в электроустановках могут выполняться только по распоряжению диспетчера района распределительных сетей и в последовательности, определяемой диспетчером. И только в неотложных случаях, когда промедление со снятием напряжения с электроустановки связано с опасностью для жизни людей или угрозой сохранности оборудования (например, при пожаре), оперативному персоналу разрешается в соответствии с местными инструкциями выполнять необходимые отключения оборудования, находящегося в оперативном управлении диспетчера района распределительных сетей, без получения его распоряжения, но с последующим уведомлением диспетчера о всех выполненных операциях при первой же возможности.

В ряде случаев в зависимости от наличия связи с диспетчером района распределительных сетей, территориального расположения электроустановок, схемы сети и других условий оборудование напряжением 0,4 кВ может находиться в оперативном управлении мастера участка (или другого персонала, наделенного правами оперативного обслуживания) и одновременно в оперативном ведении диспетчера района распределительных сетей.

Оперативное ведение диспетчера района распределительных сетей — это также способ управления оборудованием, которое передано в оперативное управление персоналу нижестоящих ступеней. Все переключения при таком способе управления производятся лишь после получения согласия (разрешения) диспетчера района распределительных сетей на переключения, последовательность которых устанавливается уже самостоятельно тем персоналом, в управление которому передано оборудование.

Оборудование на центрах питания, как правило, находится в оперативном управлении диспетчера ПЭС. Поэтому отключения для ремонта и включения в работу линий, питающих распределительную сеть, а также переключения, связанные с изменением эксплуатационных режимов работы оборудования на центрах питания, выполняются под руководством диспетчера ПЭС. При этом последовательность выполнения операций по отключению и включению линий, питающих распределительные сети, диспетчер ПЭС предварительно согласовывает с диспетчером района распределительных сетей, а затем уже диспетчер района распределительных сетей отдает распоряжение о переключении на РП, РТП, ЗТП и ТП распределительных сетей «своему» подчиненному оперативному персоналу.

Перечень оборудования, находящегося в оперативном управлении и в оперативном ведении диспетчера ПЭС и диспетчера района распределительных сетей, а также переданного в оперативное управление персоналу низших ступеней диспетчерского управления, устанавливаются распоряжением по ПЭС. Таким образом, каждый элемент оборудования электроустановок распределительных сетей может находиться в оперативном управлении только одного лица: диспетчера ПЭС, диспетчера района распределительных сетей, мастера участка и т.д.

Линии электропередачи (линии связи), соединяющие сети двух смежных района распределительных сетей и пересекающие территориальную границу между ними, находятся, как правило, в оперативном управлении диспетчера одного района распределительных сетей и в то же время — в оперативном ведении диспетчера другого района распределительных сетей.

При таком способе оперативных взаимоотношений соблюдается принцип централизации управления оборудованием и учитывается влияние оперативных состояний линий связи на режим и надежность работы обеих распределительных сетей.

Распоряжение о переключении отдается диспетчером района распределительных сетей оперативному персоналу непосредственно или с использованием средств связи. Содержание распоряжения определяется диспетчером, который учитывает сложность задания, надежность работы средств связи, состояние проезжих дорог между электроустановками и другие условия, отражающиеся на выполнении распоряжения.

В распоряжении указывается цель и последовательность выполнения операций. При переключениях в схемах релейной защиты и автоматики называется наименование присоединения, автоматического устройства и операция, которую следует выполнить. Лицо, получившее распоряжение, обязано повторить его и получить подтверждение в том, что распоряжение понято им правильно.

Такой порядок целесообразен потому, что при повторении появляется возможность взаимного контроля и своевременного исправления ошибки, если она будет допущена отдающим или принимающим распоряжение.

Оба участника оперативных переговоров должны ясно представлять себе последовательность намеченных операций и понимать, что их выполнение допустимо по состоянию схемы и режиму работы оборудования. Режим работы оборудования должен, как правило, проверяться до начала переключений, а также в процессе их (если это возможно) с тем, чтобы не допустить возникновения утяжеленных режимов работы (перегрузок, отклонений напряжения от номинального значения и т.д.).

Полученное оперативным персоналом распоряжение записывается в оперативный журнал, последовательность операций проверяется по оперативной схеме участка сети, на которой должны быть отмечены положения коммутационных аппаратов к моменту получения распоряжения. С содержанием полученного распоряжения должно быть ознакомлено второе лицо ОВБ, если оно принимает участие в переключениях.

Последовательность предстоящих операций не должна вызывать никаких сомнений у лиц, готовящихся к их выполнению. Запрещается оперативному персоналу приступать к выполнению непонятного для него распоряжения.

Как показала практика, диспетчеру района распределительных сетей не следует одновременно с выдачей распоряжения о переключении давать и разрешение на подготовку рабочего места, и допуск к работе. Разрешение на подготовку рабочего места и допуск к работе должны выдаваться после сообщения оперативного персонала о завершении переключений согласно полученному ранее распоряжению.