Название реферата: Безопасность эксплуатации электрического оборудования открытого распределительного устройства напряжением 330 кB
Скачано с сайта: www.refbzd.ru
Дата размещения: 01.04.2013
Безопасность эксплуатации электрического оборудования открытого распределительного устройства напряжением 330 кB
При эксплуатации ОРУ 110 кВ основной опасностью является возможность поражения человека электрическим током в результате прикосновения к токоведущим частям, находящихся под напряжением, а также при попадании под шаговое напряжение и напряжение прикосновения. Оценим опасность поражения человека электрическим током. Результат расчета сведем в таблицу (Таб.1.).
Существует опасность поражения человека электрическим током при эксплуатации ОРУ напряжением 110 кВ в связи с тем, что рассчитанные значения токов превышают значения установленные ГОСТ-12.1.038-88 ССБТ. Следовательно, для обеспечения безопасности эксплуатации электрического оборудования ОРУ напряжением 110 кВ необходимо применять защитные меры.
- опасность для обслуживающего персонала при работах, выполняемых на высоте (1,3 м и более).
Анализ вредных факторов:
- шум;
- метеорологические условия (работа вне помещения);
- неудовлетворительное освещение.
Примечание:
- фазное напряжение сети;
Rч = 1500 Ом - сопротивление цепи человека;
Rд = 3000 Ом - сопротивление электрической дуги;
Rp = 0,5 Ом - сопротивление рабочего заземлителя;
Iз = 12920 А - ток однофазного замыкания на;
a1 = 0,25 – коэффициент напряжения прикосновения, учитывающий место положения человека и характер потенциальной кривой
Rз = 0,5 Ом - сопротивление нейтрали заземлителя согласно требованиям ПУЭ [1.7.51];
b1 = 0,15 коэффициент напряжения шага, учитывающий характер потенциальной кривой и зависящий от вида заземлителя
Rч = 3000 Ом - сопротивление цепи от одной ноги человека к другой.
№ |
Вид прикосновения |
Схема |
Расчетный ток, А | ||
1 |
Прикосновение к фазному проводу напряжением 330 кВ |
|
| ||
2 |
Прикосновение к корпусу заземлённого оборудования напряжением 330 кВ |
|
| ||
3 |
Ток, протекающий через человека, попавшего под напряжение шага. |
![]() |
|
Таблица 1
Приёмосдаточные испытания изоляции оборудования
Таблица 2. Согласно ПУЭ составляем таблицу 2.
Наименование испытаний |
Нормы испытаний |
Сопротивление изоляции |
Выключатель ВВД-330Б-40/3150У1 | ||
Измерение сопротивления опорного изолятора, воздухопровода и тяги (каждое в отдельности), изготовленные из фарфора |
Производится мегаомметром на напряжение 2,5 кВ или от источника напряжения выпрямленного тока. В случае необходимости измерение сопротивления изоляции опорных изоляторов, изоляторов гасительных камер и отделителей следует производить с установкой охранных колец на внешней поверхности. |
Сопротивление 5000 МОм |
Измерительные трансформаторы тока ТФУМ-330 А | ||
Измерение сопротивления изоляции А) первичных обмоток |
Мегаомметром на напряжение 2500 В |
Сопротивление изоляции не нормируется |
Б) вторичных обмоток |
Производится мегаомметром на напряжение 500 или 1000 В |
Сопротивление изоляции вторичных обмоток вместе с подсоединенными к ним цепями должно быть не менее 1 МОм. |
Измерительные трансформаторы напряжения НКФ-300-83У1 | ||
Измерение сопротивления изоляции вторичных обмоток |
Производится мегаомметром на напряжение 500 или 1000 В |
Сопротивление изоляции вторичных обмоток вместе с подсоединенными к ним цепями должно быть не менее 1 МОм. |
Разъединитель РНДЗ.1-330/3200У1 | ||
Измерение сопротивления изоляции А) поводков и тяг, выполненных из органических материалов |
Производится мегаомметром на напряжение 2,5 кВ. |
Сопротивление изоляции не ниже 5000 МОм |
Б) многоэлементных изоляторов. |
Мегаомметром на напряжение 2,5 кВ при положительной температуре окружающего воздуха |
Сопротивление изоляции не менее 300 МОм |
В) вторичных цепей и обмоток электромагнитов управления |
Мегаомметром на напряжение 500-1000 , В |
Сопротивление изоляции не менее 10 МОм |
Недоступность токоведущих частей
Для исключения возможности опасного приближения к токоведущим частям, проектируемое ОРУ 110 кВ ограждено сетчатым забором высотой 2 м. Ограждение выполнено из сетки с размером ячеек мм. Вход на территорию ОРУ оборудован самозакрывающейся калиткой. Оборудование ОРУ установлено на железобетонных конструкциях высотой 0,9 м, что обеспечивает его недоступность, а также устраняет опасность приближения к частям, находящимся под напряжением. В ОРУ 110 кВ предусмотрен проезд вдоль выключателей для передвижных монтажно-ремонтных механизмов и приспособлений, а также передвижных лабораторий; габарит проезда 4 м по ширине и высоте. Минимальная высота, на которой расположены токоведущие части относительно земли согласно ПУЭ [4.2.58] равна 3,6 м. Высота подвеса ошиновки составляет 6 м и, следовательно, обеспечивается безопасное передвижение персонала обслуживающего ОРУ 110 кВ.
Блокировки безопасности
Распределительное устройство 110 кВ оборудовано оперативной блокировкой, исключающей возможность:
- включения выключателей на заземляющие ножи и короткозамыкатели;
- включения заземляющих ножей на ошиновку, не отделенную разъединителями от ошиновки, находящейся под напряжением.
На ОРУ 110 кВ применяется механическая оперативная, а также электромагнитная блокировка.
На заземляющих ножах линейных разъединителей со стороны линии установлена механическая блокировка с приводом разъединителя и приспособление для запирания заземляющих ножей замками в отключенном положении.
Питание цепей электромагнитной блокировки ОРУ – 110 кВ осуществляется выпрямленным напряжением с панели питания блокировки, которая имеет устройство контроля изоляции. Схема электромагнитной блокировки выполнена с учётом наличия у всех разъединителей электродвигательных приводов, а у всех заземляющих разъединителей ручных приводов. Блокировка осуществляется разрывом цепей управления привода при несоблюдении условий, при которых допустимо оперирование. Применяются электромагнитные блокировки с одинаковым по конструкции замком и одним электромагнитным ключом.
Механическая блокировка между разъединителями и заземляющими ножами узловых трансформаторов напряжения и линейных трансформаторов напряжения ОРУ – 110 кВ, выполнена в виде дисков с вырезами, насаженных на валы приводов этих разъединителей. Эта блокировка не допускает включения заземляющих ножей при включённых главных разъединителях и наоборот.
Ориентация в электроустановках
Ориентация на ОРУ осуществляется следующими методами:
1. Маркировка электрооборудования (нанесение условных обозначений на схемы и схемы электрических соединений) служит для распознавания принадлежности оборудования.
Выполняется буквенно-смысловой и цифровой. Все элементы одного присоединения должны иметь один маркер.
2. Использование знаков безопасности – стороны чёрные или красные, фон желтый. Внутри изломанная стрела чёрного или красного цвета. Размещаются на порталах, корпусах оборудования, дверях ОРУ, опорах.
3. Соответствующее расположение и окраска токоведущих частей:
- фаза А – наиболее удаленная (желтый цвет);
- фаза В – средняя (зеленый цвет);
- фаза С – ближняя (красный цвет).
4. Световая сигнализация указывает на включённое или отключённое состояние электрооборудования. Применяется схема “на свет” – лампы питаются от сети оперативного тока.
Исходные данные для расчета защитного заземления ОРУ:
1. Номинальное напряжение заземленного оборудования Uн = 330 кВ.
2. Ток однофазного замыкания на землю Iз = 12920 А (из расчетов токов короткого замыкания на ОРУ напряжением 330 кВ).
3. Сеть выполнена с эффективно заземленной нейтралью.
4. Площадь занимаемая заземлителем S = 179 Ч 143 = 25597 м2 (площадь территории ОРУ).
5. Расчетные удельные сопротивления верхнего и нижнего слоев земли rрас1 = 100 Ом ·м (суглинок); rрас2 = 40 Ом·м (глина). Толщина верхнего слоя H = 1,8 м.
6. В качестве естественных заземлителей используем систему трос-опоры трёх отходящих от ОРУ воздушных линий напряжением 330 кВ на металлических опорах с длиной пролета L= 325 м. Каждая линия имеет nтр = 2 грозозащитных троса сечением Sтр = 50 мм2.
Расчёт
Определим требуемое сопротивление заземлителя. Согласно ПУЭ для сети с эффективно заземленной нейтралью заземляющее устройство, которое выполняется с соблюдением требований к его сопротивлению, должно иметь в любое время года сопротивление не более 0,5 Ом, включая сопротивление естественных заземлителей. Примем допустимое значение заземляющего устройства 0,5 Ом. Напряжение на заземляющем устройстве при стекании с него тока замыкания на землю не должно превышать 10 кВ.
Определим сопротивление естественного заземлителя:
Ом
где Rоп = 15 Ом - наибольшее допустимое сопротивление заземляющего устройства опор при удельном сопротивлении земли 100 Ом ·м [таб.2.5.22.,Л.4]. При сопоставлении Rе и Rз видно, что Rе > Rз (1,35> 0,5), следовательно, необходимо параллельно с естественным заземлителем установить искусственный заземлитель. Определим требуемое сопротивление искусственного заземлителя:
Ом
Заземлитель выполняем из горизонтальных полосовых электродов сечением 4х40 мм и вертикальных стержневых электродов длиной = 5м размещённых по периметру заземлителя, через 10 м диаметром d =12 мм; глубина заложения электродов в землю h = 0,8 м.
Составим схему заземления (рис.1).
М=1:1000
Рис. 1. План расположения заземлителей на территории ОРУ напряжением 330 кВ
По предварительной схеме определим суммарную длину горизонтальных и количество вертикальных электродов.
Суммарная длина горизонтальных полосовых электродов составляет 16 полос длиной 143 м и 11 полос длиной 179 м каждая (рис.1.):
Lг = 16 · 140 + 17 · 180 = 5300 м.
Число вертикальных стержневых электродов исходя из предварительной схемы: nв = 64 шт.
Составим расчётную модель заземлителя в виде квадратной сетки с площадью равной площади предварительной схемы заземления S = 25200 м2. Длина одной стороны модели будет м.
Количество ячеек по одной стороне расчётной модели заземлителя:
шт.
Примем m=16 шт.
Уточним суммарную длину горизонтальных электродов:
м
Длина стороны ячейки модели:
м
Расстояние между вертикальными электродами:
м
Суммарная длина вертикальных электродов:
Lв = nв · Lв = 64 · 5 = 320 м
Относительная глубина погружения в землю вертикальных электродов:
Относительная длина верхней части вертикальных электродов:
Расчётное эквивалентное удельное сопротивление грунта:
Ом·м
где показатель степени к определяется по формуле:
поскольку 1<
Расчётное сопротивление искусственного заземлителя:
Ом
где коэффициент А определяется по формуле, поскольку 0<tотн<0,1.
А = 0,444 – 0,84 · tотн = 0,444 – 0,84 · 0,037 = 0,413
Uз = Iз • Rз = 12,92• 0,134 = 1,735 кВ < 10 кВ
Такое значение напряжения допустимо, так как не превышает 10 кВ [ПУЭ].
Напряжение прикосновения:
Uпр = Iз·Rи·a1 ,
где a1= М(m)·Т-m = 0,655·13,71-2,5 = 0,001
Ом
М(m) = 0,655 определено по [табл.10.8 Л.2]. По данной таблице построен график и по отношению μ = ρ1/ρ2 = 100/40=2,5 определено М(m):
Uпр = 12920 • 0,134 • 0,001 = 1,731 В
Условие Uпр = 1,731 В < Uпр.доп. = 500 В выполняется,
где Uпр.доп. – наиболее допустимое напряжение прикосновения при аварийном режиме в электроустановках переменного тока напряжением выше 1000 кВ (продолжительность воздействия тока до 0,1 с),
Проверим заземлитель на термическую стойкость.
Поверхность соприкосновения заземлителя с грунтом:
где а1 и b1 – ширина и толщина горизонтальных полос, м.
,
где r - удельное сопротивление грунта в наиболее сухой период, принимаем равным эквивалентному сопротивлению rэ = 48,354 Ом·м;
t = 0,08 с - длительность замыкания на землю во время срабатывания защиты, принимаем равным времени отключения выключателя (ВВД-330Б-40/3150У1).
Получили, что Sз = 497,82 м2 > Sр = 3,05 м2 выполняется.
Проверим горизонтальные проводники по минимальному допустимому сечению. Согласно ПУЭ:
мм2
где а = 21 – постоянный множитель (для стали а=21);
Q - допустимая температура кратковременного нагрева [ПУЭ].
Горизонтальная полоса проходит контроль по термической стойкости, так как
S=4x40=160 мм2 > 39,87мм2
Таким образом, искусственный заземлитель ОРУ 330 кВ должен быть выполнен из горизонтальных пересекающихся полосовых электродов сечением 4 х 40 мм общей длинной не менее 5397,33 м и вертикальных стержневых электродов в количестве не менее 64 шт. диаметром 12 мм, длиной по 5 м, по периметру заземлителя. Глубина погружения электродов в землю 0,8 м. При выполнении этих условий сопротивление искусственного заземлителя не будет превышать 0,134 Ом.
электрический ток опасность поражение
На ОРУ напряжением 110 кВ применяются следующие электрозащитные средства:
Основные:
— штанга измерительная универсальная ШИУ – 110 – 2 шт.;
Дополнительные:
— диэлектрические боты – 4 пары;
— диэлектрические перчатки – 4 пары;
— защитные очки – 4 шт.;
— переносные заземления – 4шт.;
— переносные ограждения (щиты) – 4 шт.;
— плакаты безопасности – 4 комплекта;
— предохранительные монтёрские пояса – 2 комплекта.
Предохранительные монтёрские пояса предназначены для обеспечения безопасности обслуживающего персоналапри работах на высоте.
Защита от электрических полей промышленной частоты
В электроустановках напряжением 330 кВ существует интенсивное электрическое поле промышленной частоты, его напряженность составляет 5-7 кВ/м.
Поэтому применяют защитные меры для защиты персонала от напряжённости электрического поля (ЭП) или снижения её до допустимых значений:
1) Основная защита, есть защита временем, то есть ограничение времени пребывания в поле Т, часов, напряжённостью в интервале выше 5 до 7 кВ/м включительно вычисляются по формуле:
ч,
где Е – напряжённость действующего ЭП в контролируемой зоне, кВ/м.
2) Экранирование рабочих мест или оборудования. Экраны могут быть стационарными или переносными. Стационарные – алюминиевая сетка, переносные – в виде сетки, навесов, палаток из брезента покрашенного металлизированной краской. Экран обязательно должен быть заземлен. На ОРУ 330 кВ применяют конструктивные методы защиты от полей промышленной частоты: увеличение высоты подвеса проводов, уменьшение диаметра проводов, уменьшение шага расщепления и количества проводов в расщепленной фазе.
3) Методы ориентации – на плане станции наносятся линии за напряженностью.
Зашита от шума
В качестве индивидуальных средств защиты от шума используют специальные наушники, вкладыши в ушную раковину, противошумные каски.
Защита от метеоусловий
Теплая одежда предупреждает чрезмерное охлаждение организма человека при низких температурах воздуха. Для защиты головы от атмосферных осадков предназначены каски. При работах в условиях высоких температур воздуха в течение смены устраиваются перерывы.
Защита от неудовлетворительного освещения
ОРУ 110 кВ освещается естественным и искусственным светом. Искусственное освещение применяется в тёмное время суток.
Согласно ПУЭ для наружного освещения используются газоразрядные лампы типа ДРЛ. Для аварийного освещения применяются лампы накаливания. Светильники рабочего и аварийного освещения на открытом пространстве питаются от разных независимых источников. Аварийное освещение присоединяется к независимому источнику питания или на него переключается при погасании рабочего освещения.
Пожарная опасность на ОРУ напряжением 110 кВ обусловлена наличием в принимаемом оборудовании горючих веществ и материалов: изоляция обмоток трансформаторов тока и напряжения, маслонаполненное оборудование (больше 1000 кг в единице) – трансформаторы, краска корпусов электрических аппаратов, изоляция контрольных кабелей релейной защиты.
Причины пожара на ОРУ могут быть электрического и неэлектрического характера.
Причины электрического характера:
- при коротких замыканиях по проводникам протекают большие токи, вследствие чего происходит нагрев проводников, загорается изоляция и окружающие предметы. Устраняется максимальной токовой защитой (МТЗ);
- перегрузка проводников при протекании по проводникам токов, на которые они не рассчитаны. Устраняется тепловой защитой;
- удары молнии на территории ОРУ. Устраняется с помощью грозозащитных тросов и стержневых молниеотводов, установленных на порталах;
- электрические искры и дуги, которые появляются в аварийных режимах, а также в нормальных режимах при коммутационных процессах. Не опасны для невзрывоопасной среды;
- большое переходное сопротивление при сужении пути протекания тока и в местах контактов возникает местный нагрев. Устраняется путем выполнения контактов массивными или неразъемными (сварными).
Причины неэлектрического характера:
- неисправность оборудования;
- несоблюдение персоналом правил пожарной безопасности.
Практические меры пожарной безопасности:
- выполнение под всем маслонаполненным оборудованием, маслоприёмников засыпаных гравием. Маслоприёмник рассчитываются на поглощение 80 % масла для выключателя с большим объемом масла;
- фундаменты маслонаполненного оборудования выполнены из огнеупорных материалов;
- маслоприёмники трансформаторов выполняются с маслоотводами, выполненными в виде подземных трубопроводов или открытых кюветов или лотков. С помощью последних масло отводится в маслоприемник закрытого типа, удалённого от оборудования станции на пожаробезопасное расстояние.
- прокладывание кабельных линий в железобетонных желобах закрытых сверху железобетонными плитами;
Площадка ОРУ 110 кВ оборудована стационарной системой пожаротушения. Тушение пожаров происходит с помощью воды. При возникновении пожара система приводится в действие с пульта системы пожаротушения ОРУ 110 кВ.
Также тушение пожара производится с помощью ручных огнетушителей типа ОУ-4.