Posts Tagged ‘· Protectia LEA jt’

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

01/06/2008

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