Jeśli jesteś właścicielem tej strony, możesz wyłączyć reklamę poniżej zmieniając pakiet na PRO lub VIP w panelu naszego hostingu już od 4zł!
Strony WWWSerwery VPSDomenyHostingDarmowy Hosting CBA.pl
Strona wykorzystuje pliki cookies, jeśli wyrażasz zgodę na używanie cookies, zostaną one zapisane w pamięci twojej przeglądarki. W przypadku nie wyrażenia zgody nie jesteśmy w stanie zagwarantować pełnej funkcjonalności strony!

Ochrona pporaż powyżej 1kV

W urządzeniach o napięciu powyżej 1kV stosuje się ochronę przed:
a) bezpośrednim dotknięciem części obwodu elektrycznego znajdujących się pod napięciem w normalnych warunkach pracy (ochrona podsta­wowa);
b) porażeniem napięciami dotykowymi albo krokowymi, pojawiającymi się przy przepływie prądów zwarciowych lub piorunowych na elemen­tach nie należących do obwodu elektrycznego (ochrona dodatkowa). W szczególnych przypadkach stosuje się uzupełniające środki ochrony przeciwporażeniowej.
Ochrona przeciwporażeniowa podstawowa w urządzeniach o napięciu powyżej l kV sprowadza się do stosowania:
a) izolacji,
b) odstępów i odległości,
c) barier, ogrodzeń i osłon.
Ochrona dodatkowa zmierza do zmniejszenia napięć rażeniowych dotykowych i krokowych oraz czasu ich występowania. Osiąga się to poprzez stosowanie uziemień ochronnych oraz szybkie wyłączanie zwarć doziemnych (w czasie 0,1 do 0,5s).
Uzupełniające środki ochrony przeciwporażeniowej dodatkowej maj ą zmniejszyć zagrożenie poprzez zwiększenie rezystancji obwodu raże-niowego — w tym celu stosuje się:
a) izolowanie stanowisk,
b) powłoki izolacyjne,
c) wstawki izolacyjne,
d) utrudnienie dostępu do terenu, na którym mogą wystąpić niebezpieczne napięcia dotykowe lub krokowe (ogrodzenia).

Zagrożenie rażeniowe
Jeśli izolacja doziemna urządzenia wysokiego napięcia ulegnie uszkodzeniu, to powstanie obwód zwarciowy zamykający się zwykle przez ziemię i nastąpi przepływ prądu zwarcia doziemnego.


Prąd zwarciowy, przepływając przez uziemioną konstrukcję (np. słup linii napowietrznej) do ziemi, powoduje powstanie spadku napięcia rozłożonego wokół uziemienia. Prąd płynący przez uziemienie rozpływa się w ziemi, a na powierzchni ziemi można stwierdzić wystąpienie napięcia U(x) rozłożonego wokół uziomu.
Jeśli człowiek znajdzie się w pobliżu konstrukcji, przez którą przepływa prąd zwarcia doziemnego, to może ulec porażeniu pod wpływem:
a) napięcia dotykowego Ud, jeśli dotknie konstrukcji;
b) napięcia krokowego Uk, jeśli jego nogi będą się znajdować w miejscach x1 i x2, pomiędzy którymi występuje napięcie krokowe:

Uk = U(x1) – U(x2)

Wartość prądu zwarcia doziemnego, od którego zależy bezpośrednio wartość napięcia dotykowego i krokowego, jest uzależniona od rodzaju połączenia punktu neutralnego sieci.
W Polsce sieci 110 kV, 220 kV i 400 kV mają uziemiony punkt neu­tralny. Przy zwarciach doziemnych występują w tych sieciach prądy o du­żym natężeniu (od kilku do kilkudziesięciu kiloamperów).
Sieci o napięciach 20 kV, 15 kV, 10 kV i 6 kV mają punkt neutralny izolowany albo uziemiony pośrednio — przez rezystancję lub indukcyjność. Prądy zwarcia doziemnego są w tych sieciach znacznie mniejsze i wynoszą:
- od kilku do kilkudziesięciu amperów w sieciach z izolowanym punk­tem neutralnym oraz w sieciach z cewką Petersena;
- od kilkuset do kilku tysięcy amperów w sieciach uziemionych przez rezystancję.
Projektując i eksploatując sieć, reguluje się prądy zwarcia doziemnego tak, aby:
- nie były zbyt duże, ze względu na zagrożenie porażeniowe i pożarowe;
- nie były zbyt małe, ze względu na pewność działania zabezpieczeń powodujących wyłączenie zwarć doziemnych.

Uziemienia ochronne
W sieciach o napięciu powyżej 1kV stosuje się uziemienie ochronne przede wszystkim w celu obniżenia napięć rażeniowych (dotykowych i krokowych). Wartości tych napięć zależą nie tylko od wartości prądu i rezystancji uziomu, ale również od tego, jak rozkłada się napięcie wokół uziomu. Rozkład ten zależy natomiast od budowy uziomu. Na rysunku pokazano rozkłady napięć wokół uziomu pojedynczego i wielokrotnego. Widać, że im bardziej rozległe jest uziemienie oraz im więcej zawiera uziomów, tym bardziej wyrównany jest rozkład napięcia U(x) — tzn. dla tej samej wartości różnicy odległości x1 - x2 występują mniejsze wartości różnicy napięć U(x1) — U(x2).


Dynamiczne działanie prądu

Większość urządzeń elektroenergetycznych ma dwa lub trzy równoległe tory prą­dowe dla poszczególnych faz. Tory te znajdują się w strefie wzajemnego działania pól elektromagnetycznych, a ponieważ płynie w nich prąd, działają na nie siły ele­ktrodynamiczne. Do wartości maksymalnych tych sił musi być dostosowana wytrzymałość mechaniczna urządzeń. Z tego powodu podczas obliczania sił elektrodynamicznych bierze się pod uwagę z reguły wartości prądu zwarciowego, gdyż wówczas siły te są największe.
Obciążalność dynamiczna jest to maksymalna wartość prądu zwarciowego ograniczona mechaniczną wytrzymałością urządzenia na działanie sił elektrodyna­micznych, powstających przy zwarciu. Obciążalność dynamiczna w różnych urzą­dzeniach może być różnie określana. Najczęściej występuje pod nazwą znamionowy prąd szczytowy.

Wartość siły elektrodynamicznej można obliczyć na przykładzie dwóch przewodów o przekroju kołowym, ułożonych równolegle w odległości znacznie większej niż ich średnica. Wówczas siła elektrodynamiczna F


Przy założonych na rysunku zgodnych kierunkach prądów siła elektrodynamiczna będzie przyciągać do siebie przewody, a o przeciwnych kierunkach prądów odpychać. Na tej zasadzie oblicza się też wartość siły w układzie trójfazowym.

Cieplne działanie prądu

Prąd elektryczny przepływając przez przewód wywołuje wydzielanie się w nim ciepła, a tym samym wzrost jego temperatury. Ciepło to jest spowodowane stratami energii elektrycznej, głównie wskutek istnienia rezystancji przewodu, a ponadto z powodu zjawiska naskórkowości i zbliżenia. Ilość wydzielającego się ciepła Q można obliczyć wg wzoru

Temperatura, do jakiej nagrzeje się przewód, zależy od ilości wydzielanego ciepła oraz od warunków chłodzenia, czyli intensywności oddawania ciepła do otoczenia. Nie można jednak dopuścić, aby urządzenia nagrzewały się do zbyt wysokiej temperatury, gdyż skraca ona znacznie żywotność izolacji (tzw. starzenie się izolacji), pogarsza wytrzymałość mechaniczną urządzenia, a w skrajnym przypadku może spowodować pożar. Wynika stąd konieczność określenia dla każdego urządzenia dopuszczalnej temperatury, dopuszczalnego prądu oraz warunków budowy i otoczenia, przy jakich może to urządzenie pracować.



Na początku procesu nagrzewania przewodu większość wydzielanego ciepła jest zużywana na podwyższanie się temperatury przewodu, a tylko nieznaczne ilości są oddawane do otoczenia. W miarę wzrostu temperatury przewodu zwiększa się ilość ciepła oddawana do otoczenia. Po pewnym czasie następuje równowaga między ciepłem wytwarzanym i oddawanym do otoczenia. Stan ten nazywa się stanem termicznie ustalonym. W stanie tym przewód osiąga swą temperaturę maksymalną dla określonej wartości prądu i warunków chłodzenia. Odpowiada to na wykresie osiągnięciu przez niego temperatury ustalonej.
Na podstawie wzoru oraz powyższych rozważań można dojść do wniosku, że w konkretnych warunkach im większy prąd płynie przewodem, tym do wyższej temperatury nagrzeje się przewód. Z wykresu nagrzewania przewodów wynika również, że im wyższa będzie temperatura początkowa przewodu, tym do wyższej temperatury nagrzeje się przewód przy przepływie takiego samego prądu.
Podwyższona temperatura ma niekorzystny wpływ na elementy aparatów i urzą­dzeń elektrycznych, szczególnie materiałów izolacyjnych. W miarę wzrostu tempera­tury przyspiesza się proces starzenia się izolacji, zwłaszcza izolacji pochodzenia organicznego. Starzenie zaś powoduje zmniejszenie wytrzymałości zarówno mecha­nicznej, jak i elektrycznej. Może to doprowadzić do przebicia izolacji i uszkodzenia przewodów zasilających lub urządzeń. Wytrzymałość porcelany również zmniejsza się w miarę wzrostu temperatury. O ile jednak zmiana wytrzymałości porcelany jest procesem odwracalnym, to starzenie się izolacji jest zjawiskiem nieodwracalnym.
Pogarszają się również parametry materiałów przewodzących, szczególnie wy­trzymałość mechaniczna na rozciąganie (rozrywanie). Badania wykazały, że wytrzy­małość miedzi na rozrywanie maleje gwałtownie w temperaturze 300-340st.C, a wy­trzymałość aluminium wyraźnie zmniejsza się w temperaturze 100-150st.C.
Temperatura ma również wpływ na rezystywność styków w łącznikach. Rezy­stancja w miejscu styku jest większa niż w innych miejscach toru prądowego, czego skutkiem jest większa ilość wydzielanego ciepła (wzór). To z kolei zwiększa in­tensywność utleniania styków, a w ślad za tym następuje dalszy wzrost temperatury. Konsekwencją tego procesu może być zgrzanie styków.