Файл: Электробезопасность на горнорудных предприятиях сборник материалов Республиканской научно-технической конференции..pdf

возможно минимального с обязательным выполнением требова­ ния селективности.

Для охвата всех реально возможных видов замыкания на землю в интервале от 0 до R токовое устройство защиты, реа­ гирующее на переходный процесс, должно иметь минимальное значение коэффициента чувствительности равное:

ни о какой селективности работы устройств токовой защиты не может быть и речи, поэтому применение токовых защит, реаги­ рующих на переходный процесс, практически невозможно.

Направленные защиты

Исследования показывают, что качественные признаки,,, а именно, сдвиги фаз свободной составляющей тока переходного процесса поврежденной и неповрежденных линий и напряжения нулевой последовательности и количественные соотношения меж­ ду ними, удобные для создания защит, наиболее четко проявля-

ются

Прн этих значениях R , т. е. при глухих металлических замы­ каниях на землю, параметры переходного процесса могут быть использованы для создания (оправленной защиты. Ввиду крат­ ковременности процессов использование описанных параметров возможно только на базе бесконтактной аппаратуры (1).

место в реальных карьерных сетях, переходный процесс является апериодическим, поэтому теряется смысл направленной защиты, реагирующей на свободную составляющую тока переходного процесса. С точки зрения простоты и надежности в этих услови­ ях целесообразно применение устройств защиты направленного типа, реагирующих на установившийся режим однофазного за­ мыкания на землю.

В целом, учитывая реальные значения R для сетей, карьеров, можно резюмировать, что направленная защита на переходном процессе не может реагировать на все возможные виды одно­ фазного замыкания на землю, а потому ее применение в сетях карьеров малоперспективно.

158

Выводы

1. Для охвата всех возможных на практике видов замыкания на землю токовые устройства защиты, реагирующие на переход­ ный процесс, должны иметь минимальное значение коэффициен­ та чувствительности, равное /^ = 20. Это говорит о принципи­ альной невозможности применения в сетях карьеров токовых защит, реагирующих на переходный процесс.

2. Область применения защит направленного типа, реагирую­ щих на переходный процесс, ограничена глухими металлически­ ми замыканиями на землю, поэтому их.применение в сетях ка­ рьеров малоперспективно.

ЛИТЕРАТУРА

1. Б е л и к о в В. А., В а с и л ь е в И. Е., П л а щ а н е к и й Л. А. Исполь­ зование логических элементов в схеме направленной защиты от замыканий на землю в карьерных сетях 6 к В . «Горные машины и автоматика», 1969, № 4.

2.С и р о т а И. М. Переходные процессы в компенсированной сети при замыкании фазы на землю. Сб. трудов ИЭАНУССР «Вопросы устойчивости и автоматики энергетических сетей», 1959. № 16.

3.Институт Центрогипрошахт. Электроснабжение участков угольных разрезов. Проектные предложения. Москва, 1968.

ЗАЩИТНОЕ ДЕЙСТВИЕ ЗАЗЕМЛЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ С ОТКРЫТОЙ И ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКОЙ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Л. В. ГЛАДИЛИН, М. Б. иноятов, В. И. ЩУЦКИИ (Московский горный институт)

Обеспечение безопасности зависит от успешного решения комплекса вопросов, среди которых видное место занимают во­ просы устройства сети заземления — основного средства защи­ ты людей от поражения электрическим током.

В соответствии с требованиями Правил безопасности [1, 2, 3], на горнодобывающих предприятиях сооружается общая для

полезных ископаемых сеть заземления составляется из заземля­ ющих жил гибких кабелей и металлических оболочек брониро­ ванных кабелей с главными заземлениями в водосборнике и в зумпфе. На предприятиях с открытой разработкой месторожде­ ний полезных ископаемых сеть заземления составляется из за­ земляющих жил гибких кабелей и проложенного по опорам воздушных линий электропередачи заземляющего проводника с нейтральным заземляющим устройством у стационарной понизи­ тельной подстанции или в карьере.

Таким образом, в электроустановках горнодобывающих пред­ приятий сеть заземления проложена параллельно и в непосред­ ственной близости к фазовым проводам силовых и осветительных сетей на всем их протяжении. Вследствие этого при однофазных замыканиях на землю, точнее, на сеть заземления, образуются Две параллельные цени тока [4]:

159

а) от точки замыкания тбк по сети заземления и заземлителям стекает в землю и оттуда протекает- в две здоровые фазы через активные проводимости и емкости этих фаз относительно земли;

б) от точки замыкания ток из сети заземления протекает непосредственно в две здоровые фазы через активные проводи­ мости и емкости этих фаз относительно сети заземления.

Правила безопасности [1, 2, 3] регламентируют переходное сопротивление первой цепи. В соответствии с этим при расчетах, а также в исследовательских работах принимают во внимание только nepEiyro цепь. Между тем, наличие сети заземления суще­ ственно снижает емкость относительно земли фазовых проводов гибких кабелей и воздушных линий, а гибкие кабели с экрани­ рующей оплеткой, бронированные кабели, электрические маши­ ны и аппараты обладают активной проводимостью и емкостью только относительно сети заземления.

При разработке месторождений с высоким удельным сопро­ тивлением горных пород устройство заземлений с сопротивлени­ ем, отвечающим основным требованиям Правил безопасности, оказывается в ряде случаев практически невыполненным и Пра­ вила безопасности допускают в этих случаях выполнение зазем­ лений с отклонением от основных требований. При этом, очевид­ но, пренебрегать второй цепью замыкания на сеть заземления недопустимо.

Для упрощения дальнейших выводов сделаем следующие до­ пущения, практически не влияющие на распределение тока в сети заземления:

а) потенциалы относительно земли двух здоровых фаз имеют одно и то же значение на всем их протяжении;

б) полные проводимости двух здоровых фаз относительно поврежденной фазы, сети заземления и земли соответственно одинаковы.

Это дает право рассматривать при однофазном замыкании вместо трехфазной сети однофазную схему замещения (рис. 1), принимая разность потенциалов между совмещенными здоровы­

ми фазами и сетью заземления, равной ]/3 £/л, где U 4 —линей­ ное напряжение.

160

Учитывая, что переходное сопротивление сети заземления значительно ниже сопротивления относительно земли двух здо­

ровых фаз и что ее потенциал значительно ниже | 3 U:i, вели­ чины токов /', и Г'ч замыкающихся по первой и по второй цепям соответственно, можно определять по формулам:

При обрывах в сети заземления, как показано па рис. 2, ток стекает в землю по сети заземления и заземлителям только на

U<p.*

Рис. 2. Схема замещения при обрывах в сети заземления.

участке .между точкой однофазного замыкания и ближайшей к ней точкой обрыва сети заземления. Далее ток протекает из земли в две здоровые фазы непосредственно через проводимости этих фаз относительно земли, а также через заземлители и проводимости этих же фаз относительно сети заземления .на всем протяжении сети за первой точкой обрыва. Таким образом,

где Г'ф,,-- полная проводимость здоровой фазы относительно сети заземления на участке между точкой однофазного замыка­ ния и ближайшей к пей точкой обрыва сети заземления, Ом А

Отсюда следует (рис. 3), что при обрывах в сети заземления

.полный ток /0 однофазного замыкания, определяемый суммар­ ной проводимостью здоровых фаз относительно сети заземления

161

н относительно земли, остается без изменения, но распределение этого тока между двумя названными выше цепями существенно изменяется. При непрерывной сети заземления ток / ' 5> стека­ ющий в землю через заземлители, в электрических сетях горно­ добывающих предприятий весьма мал по сравнению с полным током /0 однофазного замыкания не свыше 25% и существенно возрастает при обрывах в сети заземления. При этом сущест­ венно возрастает также и сопротивление относительно земли то­ го участка сети заземления, по которому стекает этот ток, вследствие снижения протяженности этого участка и соответ­ ственно количества присоединенных к нему заземлителей.

1 !

О

о

Рис. 3. Соотношение токов, протекающих по двум цепям, при замыканиях на сеть заземления.

Таким образом, непрерывность сети заземления является ос­ новным условием обеспечения электробезопасности не столько с точки зрения снижения сопротивления сети заземления, сколько с точки зрения создания второй цепи для така однофазного замы­ кания, помимо заземлителей и земли.

Для более четкой оценки роли обеих цепей тока при непре­ рывной сети заземления и при обрывах в ней проследим влияние токов в этих цепях на потенциал в точке однофазного замыкания.

между двумя соседними местными заземлителями. Полагая, что

. а) для потерь напряжения на участках между двумя сосед­ ними местными заземлителями

162