Здравствуйте!
На объекте к распред.шкафу подведены силовые кабеля (3-фазы + PEN, т.е. используется сис-ма TN-C) с разных подстанций,
мощности небольшие - кабеля по 35 квадрат.
Схема была собрана след. образом, стоит реле контроля фаз - при пропадании фазы, происходит переключение на вторую подстанцию,
НО ноли были объедены напрямую без всяких промежуточных устройств, так было сделано еще в сов.время, шкаф поменяли на новый, схема осталась почти прежней - в старой схеме были просто рубильники, в новой добавили реле контроля фаз,контакторы и автоматы, но ноли всегда были соединены напрямую!
Так новый шкаф отработал несколько лет, но в один прекрасный момент ноль и клеммы где эти ноли соеденены выгорели -причем выгорели хорошо по полметру жилы PEN кабелей приходящих с подстанций, клеммы объеденяющие их, и с полметра жилы PEN кабеля уходящего с этого распред.шкафа на объект, это то что видно, думаю если снять внешнюю изоляцию с кабелей можно увидеть, что они больше повреждены, это как говорится покажет вскрытие.
Подскажите как правильно изменить схему, чтобы избежать пожара в будущем?
Вижу пока самое простое решение - поставить вместо 3-х полюсных автоматов, на вводах,
4-х полюсные и ноли с подстанций пустить через эти доп.полюса.
Вопрос почему это произошло еще стоит, есть несколько версий - инженера-электрики настаивают на плохом контакте в клеммнике, но по полметра жил от плохой протяжки как то не верится, я не силовик, автоматчик и вижу что проблема в "плохом" ноле в одной из сетей или проблема с землей на объекте.
Меня сейчас больше волнует как защититься от этого, устранение причины это уже другая задача.
PS картинки схемы сейчас нет под рукой, рисовать лень, если есть необходимость укажите выложу, но надеюсь понятно словами описал.

Первое, что надо сделать - заземлить шкаф и подключить к заземлению REN шину шкафа
(повторное заземление ноля), причем заземление должно быть не для галочки.
Второе - сделать нормальное, хорошее соединение жил REN кабелей к REN шине. Ведь по этим жилам идет ток, как и по фазным, а при определенных условиях - нелинейной и неравномерной нагрузке- в нулевой жиле ток может быть больше чем в фазном проводе.

Проблема у Вас в отсутствии ППР электрооборудования, при которой должны проверяться разборные соединения и контролироваться рабочая температура пирометром или тепловизором.
Кабель 35 кв.мм. это вполне приличное сечение и при повторно-кратковременном режиме работы оборудования рабочие токи могут значительно превышать 120А разрешенные для меди.
Гадать не имеет смысла, привлекайте специалиста, т.к. проблема может быть не только в шкафу, но и в режимах работы оборудования.

Недавно занимался разбором неисправности и ремонтом шкафа управления насосами на одной из Новосибирских ТЭЦ. В шкафу отгорел провод сечением 10 кв.мм. на насосе с номинальным рабочим током 43А. Двукратный запас сечения провода по нагреву здесь не помог. Режим работы насосов предполагает частые запуски при которых насос запускается прямым включением в сеть и работает через обратный клапан на напорный коллектор в котором давление к моменту запуска близко значению номинального напора насоса. В итоге имеем ситуацию "затянутого" разгона электродвигателя, при котором токи превышают номинальный в 5-10 раз. Поэтому все соединения в схеме длительное время работают в неблагоприятном тепловом режиме, переходное сопротивление быстро ухудшается и дальше ...

Насчет заземления согласен, уже запланирован доп.контур возле этого распред.шкафа.
Это необходимо в любом случае.


Если предполагать, что греют кабель режимы работы, то почему фазные жилы в порядке,как новые...
И никогда не срабатывали 100А автоматы установленные в этом шкафу на вводных фазах.


Вы рассуждаете также как мои инженера-электрики, когда выгорает по полметра жилы кабеля разборные соединения ИМХО тут ни при чем.
Проблема в том, что по жиле PEN тек ток превышающий допустимые пределы.
Отсутствие какой либо защиты по нулю привело к выходу из строя кабеля,
все таки думаю установка 4-х полюсного автомата спасла бы кабель и в будущем может обезопасить от пожара.
То что необходимы ППР не отрицаю, даже просто элементарно определить рукой температуру можно,
этот шкаф не привлекал к себе внимание много лет, никто даже не задумывался о таких проблемах.

Хорошо, что у Вас есть инженеры-электрики. Плохо, что Вы их не слышите.
Логика:
У точки подключения имеется участок открытого провода без кабельной изоляции, где провод хорошо охлаждается. Далее провод уходит в кабель под кабельную изоляцию, где условия охлаждения значительно ухудшаются.
Если греть такой провод током, превышающим допустимое значение, то перегреваться, со всеми последствиями, провод будет на участке с кабельной изоляцией. Участок открытого провода проработает дольше.
Выгорание в Вашем случае однозначно свидетельствует о нагреве в клеммном соединении с теплопередачей по проводу от клеммы. Совершенно классический случай. Диагноз без вариантов.
В условиях, когда фазы нагружаются попеременно, фазные клеммы ещё успевают остывать, а нейтраль нагружается с каждой фазой и остывать не успевает. Поэтому нейтраль в подобных случаях подключают не на клеммы, а на общую шину. И контакт хороший, и теплоотвод.
И как выше коллега написал, следить нужно за оборудованием. Полметра изоляции не за один день выгорело.

В правильно сбалансированной по фазам групповой сети ток через PEN проводник будет минимальный стремящийся к нулю. Поэтому четвертая жила кабеля используемая под PEN или PE проводник зачастую выполняется меньшим сечением. Стремление ее защитить лишено смысла, кроме того противоречит требованиям ПУЭ.

что касается 4-п автомата - ПУЭ запрещает включать коммутационные аппараты в PEN проводник. если хотите защищать ноль - надо разделять его на PE и N.

Где Вы здесь увидели двухкратный запас?
Табличку 1.3.6 ПУЭ откройте.
Для трехжильного кабеля 10 квадратов ток 55А. Для 6 квадратов 42А.
То бишь меньше десятки вообще не полагается брать. Это даже если не учитывать пусковые токи и длину кабеля...

сегодня был проведен ряд мероприятий по выяснению причин,
выявлено - на одной из подстанций, на фидере питающем наш объект был отгоревший ноль,
теперь на 99% уверен, что другие потребители(а это или школа,или общежитие точно не знаю) этого фидера "питались" нолем через наш распред. шкаф,
сечение нашего провода никак не могло выдержать такую нагрузку...
вот так господа.
Про запрет коммутации PEN проводника знаю, но как быть мне в этом случае?
никто не гарантирует что подобного(отгорания ноля на фидере) не будет в будущем...

Берите 4-х полюсный контактор и реле контроля
фаз с контролем нейтрали.
и надо разделить PE и N

Не могли бы пояснить (с примером), при каких именно условиях ток рабочей нейтрали превысит фазный? Я таких случаев при исправном электропитании не знаю. Знаю при неисправности - например "слипании фаз". Но тут бы реле контроля фаз отработало.



Ваш распредшкаф ноль не производит, чтобы от него питаться. Ток рабочей нейтрали определяется только фазными токами, но никак не параллельной нагрузкой. А вот попользоваться вашим РЕ (вы же заземлили на своей стороне), если на подстанции отгорела не нейтраль, а её заземление) можно.
А обрыв на подстанции вашего PEN-проводника приведёт к отсутствию тока в нём, от этого он на вашей стороне отгореть не мог.

PEN жилы приходят в шкаф с двух столбов и соединяются на клемме, здесь же и отгорели, и где мне их разделить?

4-х полюсный контактор это уже совсем грубое нарушение ПУЭ...
реле контроля фаз с нулем, зачем?
зачем мне знать что PEN отгорел, мне необходимо этого недопустить или я не понял то что Вы предложили.

Если Вы имеете в виду 4-х полюсный автомат после разделения на PE и N, то это не защитит вводной PEN-проводник. Кстати, N-полюс обычно и не контролируется, только размыкается при перегрузке в фазах.
И если там на подстанции отгорело заземление, и они всем коллективом вместе с подстанцией сели на заземление этого объекта.
На кабеле 35мм2 даже большой ток даст небольшое падение напряжения. От уравнительных токов нейтраль в шкафу сползёт всего на десяток вольт от центра треугольника напряжений. Реле контроля этого даже не заметит.
Заземление нейтрали на подстанции нужно проверить.

ноль проходит через распредшкаф от одной подстанции к другой или наоборот как изволите,
в месте соединения на клемме и произошло отгорание.
Тему внимательно почитайте.

Похоже Вы правы. Действительно транзит нейтрали получается.
Лечите там где болит. Заставьте энергетиков устранить свою неисправность. Сами у себя вы ничего не сделаете.
Если опасаетесь такого в дальнейшем, наденьте на PEN-проводник катушку трансформатора тока, сделайте сигнализацию. А коммутировать PEN не имеете право. Убъёт какого-нибудь дурака, кому-то сесть придётся.

Понимаю что коммутировать PEN это опасно, но у меня ведь два будет 4-х полюсника,
т.е. один отщелкнул, второй то в работе остается, а если и второй отщелкнет(хотя этого уже в принципе быть не может,т.к. сети будут друг от друга изолированы), то убивать нечем на объекте ведь питания не будет + нормальный контур заземления возле распредшкафа + на объекте контур заземления.

А где Вы видели что я писал про кабель. Речь шла про провод в силовом шкафу. Внимательнее нужно быть к деталям.

Тут не нужен здравый смыл. Это же безопасность. Тут нужно, чтобы никто не смог найти нарушения норм.
Может такой вариант?:
Поменять кабель до ближайшей подстанции на 5-ти проводный. Тяните раздельно N и PE. N подключаете на 1-й 4-х полюсный контактор. С другой подстанции PEN подключаете как N на 2-й 4-х полюсный контактор.
Перетекания исключены, и есть неразмыкаемое соединение с PE.
Если АВР несимметричный, то 5-ти проводный ввод сделать приоритетным (основным).

Вот вы отключили для профилактики оба ввода (и PE), а тут у зажима на вводном автомате обламывается фазный провод вводного кабеля и падает на корпус шкафа... Рассуждения выше не годятся. Только неразмыкаемое PE.

и тут сыпется куча искр и народ разбегается от шкафа, т.к. корпус шкафа заземлен отдельным контуром здесь же у шкафа...
Впрочем Вы однозначно тут правы, в плане безопасности PE должен быть неразрывен.

"...при определенных условиях - нелинейной и неравномерной нагрузке- в нулевой жиле ток может быть больше чем в фазном проводе."
and
Не могли бы пояснить (с примером), при каких именно условиях ток рабочей нейтрали превысит фазный? Я таких случаев при исправном электропитании не знаю.

При нелинейной нагрузке синусоида искажается. Её можно разложить на ряд высших частот, кратных основной. Высшие гармоники тока кратные трем (т.е. 3, 9, 15, 21 и т. д.) имеют специфическое результирующее воздействие в трехфазных системах. В трехфазных цепях они сдвинуты на 360 градусов друг к другу, совпадают по фазе и образуют нулевую последовательность. Нечетные гармоники, кратные третьей, суммируются в проводнике нейтрали, то есть токи в нулевой жиле могут достигать 1,7 тока, проходящего по фазной жиле. Такой эффект может возникнуть при большом количестве подключенных газоразрядных или люминесцентных ламп, некоторых типов сварочных агрегатов, дуговых печей, преобразователей и т.д. Наблюдал этот эффект в теплицах, где в освещении установлены более 6 тысяч натриевых ламп высокого давления Philips 230В 400 Вт.

4-х полюсный контактор упростит соединение нейтралей. и позволит избежать уравнительных токов.
Схема прилагается.

Тоже считаю что на PEN нельзя экономить. Как минимум такое же сечение как фазный. А то и на шаг выше(так учат сейчас в МЭИ) из за большого содержания гармоник в сети.

AAL1982 спасибо за внимание к теме, но Ваше решение никак не решает возникшую проблему,
повторное отгорание ноля на фидере точно также приведет к выгоранию жил PEN вводных кабелей.

Вроде бы разобрались уже, что отгорели из-за перетока между подстанциями через ваш клеммник с большим переходным сопротивлением. Были бы концы кабеля с нормальными наконечниками на пристойной медной ГЗШ - ещё бы много лет не знали, что левые объекты рабочий ноль берут через ваши кабели.

Часть тока пойдет через повтоное заземление и часть по исправному PEN. Т.е. часть нагрузки с исправного PENа вы снимите. Также реле контроля фаз отловит обрвыв PEN и вы узнаете, что второй PEN под угрозой.

не делайте однозначных выводов, Вы не правы, на данном объекте итак перезаклад по сечению и в данной ситуации рано или поздно сечение кабеля не выдержало бы "левых объектов" и дело совсем не в клеммнике.
Даже при еще большем сечении кабеля, нормальных наконечниках и т.д. - да, возможно это вылезло бы позже, как раз под новый год например, в разгар отопительного сезона.

Но по одной и той же жиле вводного кабеля, которая у меня и сгорела.
И соотвественно никакой части нагрузки с этой жилы не снимается.
Возможно Вы не до конца поняли смысл, отгорает PEN не от моих потребителей, а от "левых",
т.е. вне объекта, а через меня получается идет транзит.
Посмотрите картинку:


А вот результат(обрыв), уже неинтересен, вопрос темы как избежать обрыва.
Но похоже действительно рабочее решение в этой ситуации - это способ предложенный and,
т.е. тянуть 5-ти жильный кабель с одного из фидеров.
или, что дешевле, сделать спуски со столбов к себе в распредшкаф сечением большим чем на столбах,
отгорит не на нашей стороне доказать вину и списать на энергетиков убытки будет легче,
но оставить объект без электропитания, например в мороз - это потерянное время и серьезные фин.затраты,
а эти последствия как раз хотелось бы исключить.

а вот представьте себе систему обогрева прядильной машины однофазными ТЭНами, распределенными для симетрии на каждую фазу киловатт по 200, какой там ток по нулевому проводнику должен течь?

Шутить изволите? Ток асиметрии у вас там будет копеечный (при исправных ТЭНах). А вот с примером выше от Аспект я незнаком. Там электротехника уже плавно в радиотехнику перетекает. Так что избави боже от нелинейных нагрузок с такими последствиями. И непонятно как считать.
PS
И непонятно, как электросчётчики работали на тех теплицах с натриевыми лампами.

AAL1982 позвольте пожалуйста воспользоваться Вашим вариантом для модернизации схемы.
Коллеги покритикуйте пожалуйста - вот такой вариант схемы имеет жизнь:

Если вместо PEN2 поставите N2(на вводе в ваш шкаф), то нарушений не вижу. Заземлять вы объект обязаны, а не подстанцию.

что значит поставите N2? где его взять? из PEN2?
у меня по факту (физически) есть PEN2 - если его коммутировать есть нарушение?
т.е. он у меня в схеме будет иметь название естественно N2 и смысловое назначение его будет нулевой рабочий проводник,
а не защитный(заземляющий) проводник.
PEN1 естественно при этом неразрывен.

да нет, шутить изволите Вы, где в моем сообщении было написано про симметричную нагрузку?
еще раз - "однофазными ТЭНами, распределенными для симетрии на каждую фазу киловатт по 200, заметьте не по 200 киловатт на каждую фазу, а именно киловатт по 200 - велик и могуч русский язык
скажу больше, акромя различной по времени коммутируемой активной нагрузки (регулирование температуры по зонам - и в 200 квт перекосы по фазам могут быть), еще куча реактивки распределена по фазам как бог на душу положит (к примеру трансы однофазные разделительные для собственных нужд распделены по фазам так - 4, 10 и 22 кВА соответственно). куча катушек эл.магнитных клапанов весят как удобно подключить.
короче, когда при очередном обходе заметил что на шине заземления (стальная полоса 4х20мм) шкафов нездоровое искрение на сварке, шина теплая, а клещами по ней течет ток больше 340А, сделал орг.выводы и заму своему, и нач участка, и всем деж.электрикам по этому цеху...
ну а машину в ремонт, рабочие нули все на перезатяжку, ТЭНы максимально перегруппировать (что бы хотя бы в начальный момент нагрева машины не так сильны перекосы были) и т.п....

Всё правильно поняли. На вашей стороне этого проводника обозначения РЕ или PEN не должны фигурировать.


Русский язык не причём. Как написали, так я Вас и понял. Если у Вас регулирование включением групп ТЭНов, причём каждая группа сидит только на одной фазе (вместо на трёх симметрично), то такой глупости я никогда не видел. Вот с этого места и нужно делать оргвыводы.
Непонятно, что у Вас за энергоснабжающая организация, терпеть такое издевательство над электросетью.


Раз шина заземления греется, то увеличьте сечение. Заземление должно надёжно работать даже в аварийных состояниях установки. В рабочем состоянии существенных токов в цепи заземления быть вообще не должно, иначе ищите пробой изоляции.

Совершенно верно, такой глупости и я раньше не видел, раньше на всех прядильных машинах обогрев по зонам осуществлялся трехфазными ТЭНами, потом руководство решило модернизировать 1 машину и доверило сие нашим украинским братьям, те заморачиваться с 3-х фазными ТЭНами не стали и сделали обогрев по каздой зоне экструдера однофазным, причем такое интересное распределение по мощности - 1я и 2я зона по 22 кВт, 3я и 4я зона по 16 кВт, 5я зона 10кВт, 6я зона 4кВт - и как сие по фазам правильно распределить, если регуляторы клацают вкл\откл нагревателями по температуре а не по распределению по фазам ?
Далее 18 пряд.насосов с однофазным (тоже братья наши меньшие трехфазные старые выкинули) обогревом по 12 кВт каждый. причем включаются они от надобности технологами, а им на распределение по фазам чхать.
и совершенно верно, существенных токов в цепи заземления быть не должно при правильном нулевом рабочем проводнике и незначительном перекосе по фазам, а Вы говорите СИМЕТРИЯ!!!
единственно что спасает, так что завод сам себе энергоснабжающая организация, так как имеет на борту ГПП 110\6кВ с трансами 110\6кВ 2х40000 кВА и 44 транс. подстанции по цехам 2х1000 кВа.

здесь налицо неправильное техническое решение,
а кто принимал такое оборудование, кто подписывал акт сдачи в эксплуатацию?

а то Вы не в современной России живете..., собрал генеральный совещание гл.спецов и нач.цехов и радостно сообщил, что заключен и оплачен контракт с укр.фирмой на модернизацию, все будет хорошо, так как технологи и руководство туда уже ездили и им все понравилось, через 3 месяца оборудование начнет поступать и начнем монтировать, а еще через три месяца запустим, ура товарищи...
на мой резонный вопрос как бы тех документацию посмотреть в части электроснабжения и автоматизации, говорят не парься, схемы приедут вместе с оборудованием и представителями фирмы для шеф монтажа (раньше нельзя, ноухау и комерческая тайна), все путем, твоему цеху только все смонтировать под чутким руководством...
через 3 месяца приехали шеф.монтажеры со схемами, глянул я на них, свое мнение высказал генеральному, шеф монтажеры уехали исправлять косяки, однако по обогреву уже ничего сделать нельзя было, так как хитрые литые рубашки обогрева с каналами охлаждения подругому изготовить нельзя было и только однофазные ТЭНы.
переделка всех косяков (и изыскание доп финансирования), перезатяжка практически все кабелей, переподключение на другую подстанцию и т.п. и т.д. еще год слишним занял...а вы говорите кто принимал, кто подписывал... топ манагеры тех.спецов обычно изначально не спрашивают, а потом мы их героически решаем.

Ну дык и пора бы уже привыкнуть.
Гораздо веселее бывает, когда топ-манагеры подписывают акт приемки, а потом приходит эксплуатация (то есть мы) и переделывает в лучшем случае 80% понавороченного монтажниками - потому что нифига не работает (потому что не может работать в принципе), а переделывать фирма отказывается: акт-то уже подписан.
Ну а мелочи (например, по проекту кабель под нагрузку, прикрытую автоматом 160А - закладывают 2х(5х240) - причем длина позволяет обойтись 1х(5х150); и в этом же проекте на соседнем листе кидают 5х10 на линию под 100-амперным автоматом) - это вообще в порядке вещей, им счет десятками, если не сотнями, идет...

zadvor @ 26.9.2013, 10:05

"... потом руководство решило модернизировать 1 машину и доверило сие нашим украинским братьям, те заморачиваться с 3-х фазными ТЭНами не стали и сделали обогрев по каздой зоне экструдера однофазным..."

А как подключены ТЭНы однофазные? Наверное, в звезду? Трехфазные ТЭНы - это однофазные, соединенные звездой. Могу порекомендовать общую точку этого соединения присоединить к рабочему нулевому проводу (шине) N. Тогда из-за выхода из строя одного ТЭНа не будут сгорать два других, так как ноль служит в такой схеме для выравнивания напряжения на нагрузке.

zadvor

Предыдущий комментарий может не по теме, прошу прощения, не все выше изложенное прочел.

Что Вы называете 3-х фазными ТЭНами? И вообще ТЭНами? Все известные мне ТЭНы однофазные. Но в любой сборке количество ТЭНов кратно 3-м, и подключаются к трёхфазной сети они всегда симметрично.


Для защиты двух оставшихся ТЭНов центр звезды занулять не нужно. Два ТЭНа поделят 380В пополам, каждый сядет на 190В вместо 220В. Никто не сгорит.

ну значит для исключения недопонимания, могу пояснить следующее- ТЭНами для простоты называл трехфазные нагревательные элементы типа хомутовых, подключены они были раньше звездой с нулевым рабочим, коммутировались раньше тупо контакторами, защищались автоматами и т.п. для представления принципа вот вам картинка-
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
на реконструируемую машину украинцы придумали свой элемент, как бы хомутовый, но состоит из двух половинок (с одной стороны как бы на шарнире, внутри шарнира провод достаточного сечения в термоизоляции для эл.соединения двух половинок нагревателя), изготовлена конструкция из аллюминиевых сплавов, внутри конструкции проходят проточеные каналы воздушного охлаждения (подключается через фитинг и трубку сжатый воздух через эл.маг. клапан - так они как бы более точно регулировать температуру по зонам подразумевали), плюс проточки под датчики температуры - сквозной для контроля температуры зоны экструдера, и еще для контроля самого нагревателя.. коммутация на всю машину собрана в отдельном шкафе управления нагревом, коммутируются нагреватели однофазными симисторными сборками (установлены на радиаторах), самые мощные на 100А и далее по нагрузке. мысль типа если произойдет пробой изоляции ближе к началу ТЭНа (ближе к фазе) - КЗ, автомат сработает, в середине или ближе к концу - ТЭН как бы рабочий, но быстрей перегревается, но за счет коммутируемого обдува вроде аллюминий не расплавиться...
Вот такая чудная украинская инженерная мысля..

Вообще-то проще не получилось. ТЭНы - это трубчатые электронагреватели, а у Вас хомутовые (они же кольцевые). С терминами лучше поаккуратнее.
А аварийное охлаждение нагревателя сжатым воздухом это оригинально. И что они действительно датчики температуры поставили в каждый нагреватель, и клапаны для сжатого воздуха?
И как у Вас раньше выглядела авария при КЗ, плавились нагреватели, или автоматов для защиты хватало?

ну не будем придираться к словам, проведите у себя эксперимент, опросите своих знакомых ИТР и просто эл.технический и эл.технологический персонал - что такое ТЭН.. вот уверен, что большинство скажет эл.нагреватель, первую букву Т многие по разному переведут, потому как аббревиатура ТЭН уже стала нарицательной....
кстати, судя по конфигурации, в новых украинских нагревателях, в каждой половинке именно трубчатые нагреватели собраны, но только для подключения по однофазной схеме.
...раньше да, автомата защиты от КЗ достаточно, плюс контроль по датчикам t по зонам и нагревателя с сигнализацией ...

Подскажите, удалось решить вашу проблему?

Дал указание сделать так, как написал в сообщении №31,
насколько мне известно наши еще изменений не делали,
но были сделаны изменения местными энергетиками на подстанциях, возможно это пока помогает,
а возможно и совсем сняло проблему.

эта проблема называется грязный нуль

у нас слабым называют, от него может и перекос произойтить.

Тэны и хомутовые бывают, они же кольцевые, как вы верно отметили. Вернее сказать так: хомутовые нагреватели - те же самые тэны