Studiu de caz (partea 1 din 3): strapungerea izolatiei pe coloana generala a unui PTA


Motto :

‘In retelele de joasa tensiune,

tensiunile de atingere si de pas

se stabilesc in documentatia de executie’

                                                                                                          STAS 12604/4 art 4.6

 SGC 2002    

 

            In luna iulie 2007 in RED jt ne-am confruntat cu un caz de electrocutarea unor animale (vaci) si cu o tentativa de accident al ingrijitorului acestora in zona de influenta a prizei de pamant a unui post de transformare nou. In aceeasi retea, in aceeasi perioada la cca 300 m de postul de transformare persoane care executau un sant in imediata apropiere a unui stalp SE4. Cu ocazia analizei acestor evenimente am cules declaratii ale locuitorilor care au reclamat efecte ale existentei tensiunii pe elementele prizelor de pamant situate in diferite zone ale retelei la distante mari de postul de transformare.

            Evenimentul a avut loc la cca 2 luni de la receptia lucarilor de modernizare. Reteaua electica stradala a fost realizata integral cu conductr torsadat. Racordul la postul de transformare are o lungime de cca 2 km fiind comun cu un circuit 0.4 kV. Cutia de distributie este echipata cu intreruptoare 0.4 kV performante, sensibile sa curentii de scutcircuit metalic (net) monofazat la fiecare extremitate a retelei stradale. Toti stalpii retelei sunt amplasati in domeniul public pe marginea strazilor din localitate, deci in zone frecvnt circulate de oameni si amimale.

            In urma analizei s-a constatat strapunderea izolatiei coloanei generale a PTA ca urmare a agatarii ei intro bavura a suportului metalic cutiei de distributie (din policarbonat) respectiv strapungerea izolatiei unei faze  TYIR 50+3*70+16 in legatura de sustinere a unui stalp SE 4 datorita frecarii cu corpul metalic al armaturii se sustinere in aliniament ASA dupa caderea mansonului izolant din componenta ASA.

            Din necesitatea explicarii valorilor mari ale tensiunilor de atingere si de pas existente in zona de influenta a fiecarei prize de pamant din reteaua stradala 0.4 kV si pentru a identifica masurile preventive am analizat doua cazuri :

 

a)                strapungerea izolatiei pe coloana generala a unui PTA

b)                strapungerea izolatiei unei faze la un stalp al retelei jt fara pp, si fara legatura a conductorului de nul la armatura stalpului. Retele jt analizata este construita cu conductor izolat torsadat.

Aparitia evenimentelor intro retea noua desi nedorite ne ofera prilejul de a analiza un fenomen cu cauze bine definite fara suspiciunea existentei mai multor defecte simultane din care unele neidentificate care sa complice analiza.

            Fie un PTA 20/0.4kV 100  kVA racordat la o retea 20 kV cu neutrul tratat prin bobina de stingere. Schema de legare la nul a retelei stradale TNC.

·        bara de nul din CD a PTA este izolata.

·        reteaua jt este legata la pamant la stalpul nr 1 al fiecarui circuit.

·        rezistenta de dispersie echivalenta a prizelor de pamant a retelei stradale este 2Ω

·        rezistenta de dispersie a prizei de pamant a PTA este de 4 Ω

·        rezistenta pp naturala a unui stalp 100 Ω

 

A       Strapungerea izolatiei pe coloana generala a unui PTA

 

In acest caz se genereaza un scutrcircuit monofazat al carui curent se inchide prin priza de pamant a PTA inseriata cu priza de pamant echivalenta a retelei stradale. Vezi fig 1.

 

 

fig 1

Consecinte :

 

 

·        valoarea curentului de scurtcircuit este de cca 38 A (Iscc=UFO/(Rpp_PTA + Rpp_ech_Ljt)

·        sunt asigurate conditii pentru un scurtcircuit permanent. In exemplul dat se pierd cca 8.7 kWh in fiecare ora

·        STAS 12604/2 ‘protectia impotriva electrocutarilor, limite admise’ nu defineste tensiuni de atingere si de pas admisibile pentru  regimul de scurtcircuit permanent (in STAS avem limitele : Ua,pas < 65V pt t<3s si Ua,pas<50V pentru t>3 s ) prin urmare se impun masuri pentru eliminarea acestui regim (vezi si art. 5.1 STAS 12604/4)

·        priza de pamant a PTA este sub tensiune

·        toate prizele de pamant din reteaua stradala sunt sub tensiune

·        animalele mari (bovine, cabaline) care circula in apropierea prizelor de pamant de la PTA si din reteaua stradala sunt in pericol

·        exista premise ca in cazul unor pp cu o dirijare a potentialului necorespunzatoate (nefericita, intamplatoare, neproiectata) oamenii sa fie pusi in pericol de electrocutare prin atingere indirecta. Tensiunea pe priza de pamant a PTA respectiv a fiecarei pp legata in paralel in reteaua stradala (naturala si/sau artificiala) reprezinta o cota parte din tensiunea de faza 230 V. Daca cele doua rezistente de dispersie echivalente care se inseriaza sunt egale atunci caderea de tensiune pe fiecare este  50% din tensiunea de faza 115 V. vezi fig 2

 

fig 2

 

 

 

 

 

 

 

 

Orice diferenta intre valorile rezistentei de dispersie a pp a PTA si respectiv a pp echivalenta a retelei stradale duce la marirea tensiunii pe una din cele doua categorii de pp crescand riscul de electrocutare. Daca pp a PTA este cea mai mica atunci riscul de electrocutare creste in reteaua stradala fiind multiplicat cu numarul de legaturi ale pp naturale respectiv artificiale la conductorul de nul. Sa presupunem ca rezistenta de dispersie a pp a PTA este zero atunci fiecare pp naturala si artificiala racordata la conductorul de nul al retelei jt va fi supusa unei diferente de potential de 230V

 

In figura 3 avem reprezentam schema explicativa a tensiunilor de pas si de atingere

 

 

fig 3

 

Masuri preventive :

 

·        inca din faza de constructie trebuie evitata strapungerea izolatiei prin :

o       eliminarea bavurilor muchiilor metalice,

o       respectare a temperaturilor de montaj indicata de fabricantul conductorului utilizat pentru coloana,

o        respectarea razelor de curbura minim admisibile pentru indoirea coloanei

·        verificarea rezistantei de izolatie a coloanei fata de priza de pamant a PTA

·        constientizarea necesitatii proiectarii si realizarii unor prize de pamant cu o distributie de potential nepericuloasa

·        masurarea doar a rezistentei de dispersie a prizelor de pamant nu este suficienta pentru a ne garanta ca nu vom avea situatii periculoase.

·        in vederea PIF este necesar sa solicitam masurarea Ua si Upas respectiv determinarea realizarii distributiei de potential proiecate si compararea acestora cu valorile limita proiecate pentru fiecare pp in parte.

·        pentru coloana generala a unui PTA masura tehnica principala o constituie izolatia conductorului din care este realizata coloana. A doua masura tehnica o constituie legarea elementelor metalice ale PTA (inlusiv cele ale CD) la pp a PTA. Aceste masuri sunt nesesare si suficiente doar daca se asigura incadrea Ua si U pas in limitele nepericuloase. In situatia noastra nerealizandu-se o conditie des repatata in STAS de deconectare a defectului in maxim 3 s (vezi art 3.1.9.3, art 3.2.1, art 3.3.1 din STAS 126004/3, art 5.1 din STAS 12604/4, art 3.1.1.5 din STAS 12604/5 ) este clar ca celor doua masuri tehnice mai trebuie sa li se adauge masuri suplimantare de exemplu dirijarea potentialului si/sau o protectie diferentiala care sa duca la declansarea defectului.

·        sa presupunem ca prin proiectare si/sau printr-un concurs fericit de imprejurari Ua si U pas se mentin la valori nepericuloase. Prin prezentul material constientizam existenta unui regim de scurtcircuit permanent pe care protectiile existente in retelele electrice jt (schema TNC) nu il izoleaza. Daca nu putem accepta pierdeile de ee asociate acestui tip de defect este necesar sa realizam o schema de legare la pamant a retelei jt de tipul TN S care ne permite sa promovam o protectie diferentiala.

·        Pentru reducerea probabilitatii de strapungere a izolatiei coloanei in caietele de sarcini pentru cutiile de distributie se poate impune realizarea unei izolatii suplimentare a coloanei fata de partile metalice ale CD legate la pamant cel putin zona stuturilor de intrare a coloanei in CD zona unde por aprea bavuri si indoiri ale coloanei cu sprijiniri de marginile metalice ale CD (vezi si STAS 126004/2 art 3.1.3 f). Aceasta masura o vedem necesara mai ales pentru prevenirea pierderilor de ee ca alternativa la schema TNS. Nu recomandam renuntarea la masura tehnica suplimentara de dirijarea distributiei potentialului  (vezi si STAS 126004/2 art 3.1.3 e)

vezi si: Studiu de caz (partea 2 din 3): Strapungerea izolatiei unei faze la un stalp al retelei jt fara pp, si fara legatura a conductorului de nul la armatura stalpului

Studiu de caz (partea 3 din3) :Scurtcitcuite la PTA si in Ljt, concluzii finale


Anunțuri

Etichete: , , , , , ,

13 răspunsuri to “Studiu de caz (partea 1 din 3): strapungerea izolatiei pe coloana generala a unui PTA”

  1. victorr Says:

    parerea mea e ca „principala” masura ce trebuie luata e …. masurarea rezistentei de izolatie inainte de pif. 😉

  2. stoianconstantin Says:

    Salut Victorr,

    „Masura” s-a administrat. Si totusi am avut evenimentul. Cred ca intradevar trebuie sa se verifice rezistenta de izolatie inainte de PIF fara insa sa ne iluzionam ca de acolo incolo nu vor mai fi posibile probleme.
    Sper sa am timp sa pun tot materialul pe blog (merge ingrozitor de greu utilitarul de editare, si nici timp nuprea mai am). Sunt sigur ca vei gasi si idei interesante.

  3. Studiu de caz (partea 2 din 3): Strapungerea izolatiei unei faze la un stalp al retelei jt fara pp, si fara legatura a conductorului de nul la armatura stalpului « Puterea sub lupă … până la bec! Says:

    […] Puterea sub lupă … până la bec! Energia electrica o afacere rentabila si pentru tine « Studiu de caz (partea 1din 3): strapungerea izolatiei pe coloana generala a unui PTA […]

  4. Studiu de caz (partea 3 din3) :Scurtcitcuite la PTA si in Ljt, concluzii finale « Puterea sub lupă … până la bec! Says:

    […] vezi si : Studiu de caz (partea 1din 3): strapungerea izolatiei pe coloana generala a unui PTA  […]

  5. marian Says:

    Determinarea Ua si Upas

    Buna ziua.

    In cazul dvs s-a determinat Iscc = 38 A (Iscc=UFO/(Rpp_PTA + Rpp_ech_Ljt) OK. daca Rpp_PTA ar fi 0.65 atunci am avea Iscc = 86.79A
    Ar mai fi acesta scurtcircuit permanent?

    De ce intreb.
    Instalez un PTCZ, 6/0.4 800KVA
    Proiectantul a prevazut separator cu sigurante fuzibile la MT, 100A
    Trafo are In = 76A. Nu cunosc protectia din amonte.
    Apoi a prevazut o priza cu trei randuri concentrice de electrozi.
    Apoi a prevazut masuratori pentru priza de pamant, Ua si Upas.
    Dar nu a dat breviar de calcul pentru nici una.

    OK. Noi am masurat priza am gasit 0.5ohm x 1.3 ptr sol umiditate medie = 0.65ohm. Cerinta initiala 1ohm, deci suntem OK.

    Ptr Ua si Upas ne zbatem acum sa rezolvam problema.
    Incercam sa stabilim daca se poate afla din calcul.

    Din cate am inteles Ua = KaUp si Upas=KpasUp
    unde Ka si Kpas sund coeficienti determinati cu relatiile
    Ka=(Rps-Rk)/Rps ,Kpas=(Rk1-Rk2)/Rps si Up = RpsIp
    unde Rps = rezistenta dispersie, Rk= masuratori efective in diferite puncte.

    La un trafo de 800KVA 20/04KV doar cu protectie fuzibila de 100A in primar din niste calcule pe care nu sunt sigur mi-a reiesit un regim de scurtcircuit permanent pe o faza de jt de Iscc_max = 2600A.

    Ip = Iscc_max – (Ic+Ipn), daca nu se stiu Ic si Ipn se considera acoperitor Ic = Ipn = 0.1IScc_max

    Deci Ip = 0.8Iscc_max = 2080A
    Deci Up = 0.65×2080 = 1352V
    Deci Ua = 1352x(0.65-0.5)/0.65 = 312V
    Deci Up = 1352x(0.5-0.45)/0.65 = 104V

    Clar nesatisfacator, dar nu sunt sigur de ce am calculat oricum.

    In final intrebari.
    1.Cat de acceptabil este calculul anterior?
    2.La buletine masurari Ua si Upas se accepta metoda anterioara cu masurare dispersie si apoi calcule, sau trebuie efectuata neaparat cu
    metoda Vm/Am ?
    3.Se poate considera ca masura suplimentara instalarea permanenta pe coloana a unui aparat de masurare a izolatiei? (barele mele de la vapor aveau fiecare cate una si erau de foarte mare ajutor)

    Multumesc
    Marian

    • stoianconstantin Says:

      stoianconstantin spune:

      11/07/2010 la 11:51 | Răspunde modifică

      Salut Marian,
      Eu m-as uita putin in STAS 12604/1-5 si as prefera sa masor Ua si Upas. Masurarea permanenta a rezzistentei de izolatie e OK dar ar trebui sa comande scoatera de sub tensiune ca sa fie masura de electrosecuritate viabila.
      SGC

      marian spune:

      11/07/2010 la 12:58 | Răspunde modifică

      Multumesc,

      Momentan nu am in mana STAS 12604/1-5, am numai niste metodologii de calcul de la Electrica.
      Am inteles de pe net (ASRO) STAS 12604/4-5 este anulat. Daca este anulat atunci cine il inlocuieste? altfel vad 4 si 5 la un loc fac 100RON care nu ar fi o mare problema. plus 1,2,3 nu le gasesc nicaieri

      Numai bine
      Marian

      stoianconstantin spune:

      11/07/2010 la 13:26 | Răspunde modifică

      In pofida optiunilor ASRO, Electrica a decis sa aplice in continuare STAS 10604/1-5. Nu le am la indemana acum. Poate maine iti spun in care din ele este data metoda de masurare Ua, Upas
      SGC

      marian spune:

      11/07/2010 la 18:22 | Răspunde modifică

      Am gasit 1 RE IP 30/2004
      http://www.portalelectric.ro/ip.doc

      Este recomandat? adica ma apuc sa studiez si acolo?

      Marian

    • stoianconstantin Says:

      Marian,

      Iti propun sa utipizam butonul „raspunde” asociat mesajului tau initial ca sa grupam discutia.
      Da e buna instructiunea respectiva are la baza STAS 12604/1-5 insa acum nu stiu exact daca contine si metode de masurare Ua, Upas
      SGC

    • marian Says:

      Da, am inteles.

      Am gasit ceva incepand de la pagina 137.
      Dar cel care il aveam si eu in niste fituici vad ca este si aici la pagina
      142, efectuarea măsurărilor cu aparatul specializat de măsurat rezistenţa de dispersie a prizelor de pământ

      Marian

    • marian Says:

      test, nu stiu ce se intampla, am apasat butonul raspunde initial, dar vad gruparea nu se efectueaza.

  6. Daniel Says:

    Buna ziua,

    Am si eu o intrebare mai de incepator, trebuie facuta determinarea Ua si Upas si pentru priza de pamant a unui post de transformare in anvelopa? Din cate am citit aceasta se face numai pentru instalatii si retele aeriene.

    Multumesc.

    • stoianconstantin Says:

      Salut Daniel,
      Ar trebui facuta pentru orice pp! E vorba de electrosecutitate. Ideal ar fi ca tensiunile de pas si de atingere sa se masoare sau cel putin sa se masoare rezistenta de dispersie si sa se verifica ca este mai mica decat cea din proiect si/sau standarde/prescriptii energetice.
      SGC

  7. dan mihai Says:

    Buna ziua Domnule Stoian,
    Urmaresc cu interes blogul Dvs. si marturisesc ca am gasit de foarte multe ori informatii care mi-au folosit.
    Ma preocupa o problema si va rog frumos sa ma ajutati, daca se poate sa-mi dati raspunsul tot pe email:
    Datele problemei sunt urmatoarele: Avem o retea clasica din Al cu sectiunea conductorului de 25 mmp.Pe circuitul stradal din post siguranta este de 160A. Rp post este de 2ohmi. Rp la primul stalp dupa PTare valoarea de 3 ohmi.La distanta de 30m de PT , dupa primul stalp are loc ruperea cond unei faze aparand un sc circ. monofazat. Intrebarea mea este, cum calculez valoarea Isc., daca sunt indeplinite conditiile de arderea a sigurantei din PT si dupa cat timp, de asemeni m-ar interesa riscul produs functionarii pana la arderea sigurantei/intreruperea tensiunii.
    Cu mult respect si stima,
    Dan Mihai

    • stoianconstantin Says:

      Salut Dan,
      Calculati curentul de scc ca si cand ati avea scurtcircuit metalic net. In acest caz nu intervin pp. Functie de rezultat coroborat cu caracteristica de ardere a sigurantei fuzibile veti determina daca si cand se arde siguranta.
      Despre riscuri este alta poveste. In principiu va trebui sa analizati diferite scenarii de defact si sa deteminati tensiunile de atingere si de pas pentru fiecare caz. In acesta situatie vb de luarea in calcul a prizelor de pamant.
      Si aici puteti analiza comportarea sigurantei fuzibile. In unele situatii puteti ajunge la concluzia ca siguranta nu se arde! => mesajul „nu atinge stalpii si nici conductoarele cazute la pamant”
      Succes,
      SGC

Lasă un răspuns

Completează mai jos detaliile tale sau dă clic pe un icon pentru a te autentifica:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare / Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Google+

Comentezi folosind contul tău Google+. Dezautentificare / Schimbă )

Conectare la %s


%d blogeri au apreciat asta: