Защитное зануление в электроустановках

Защитное зануление в электроустановкахЗанулением именуется электронное соединение железных нетоковедущих частей электроустановок с заземленной нейтралью вторичной обмотки трехфазного понижающего трансформатора либо генератора, с заземленным выводом источника однофазового тока, с заземленной средней точкой в сетях неизменного тока.

Принцип деяния зануления основан на появлении недлинного замыкания при пробое фазы на нетоковедущую часть часть прибора либо устройства, что приводит к срабатыванию системы защиты (автоматического выключателя либо перегоранию плавких предохранителей).

Зануление — основная мера защиты при косвенном прикосновении в электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью. Так как нейтраль заземлена, зануление можно рассматривать как специфическую разновидность заземления.

Нулевым защитным проводником именуется проводник, соединяющий зануляемые части (корпуса, конструкции, кожухи и т.п.) с заземленной нейтралью источника питания (трансформатора, генератора).

В сетях 380/220 В в согласовании с требованиями ПУЭ применяется заземление нейтралей (нулевых точек) трансформаторов либо генераторов.

Разглядим сначала сеть 380 В с заземленной нейтралью. Такая сеть изображена на рис. 1.

Если человек прикоснется к проводнику этой сети, то под воздействием фазного напряжения появляется цепь поражения, которая замыкается через человеческое тело, обувь, пол, землю, заземление нейтрали (см. стрелки). Та же цепь появляется, если человек прикоснется к корпусу с покоробленной изоляцией. Но просто выполнить заземление корпуса электроприемника нельзя.

Прикосновение к проводнику в сети с заземленной нейтралью

Рис. 1. Прикосновение к проводнику в сети с заземленной нейтралью

Заземление электроприемника в сети с заземленной нейтралью 

Рис. 2. Заземление электроприемника в сети с заземленной нейтралью

Чтоб это осознать, допустим, что такое заземление все таки выполнено (рис. 2) и на установке вышло замыкание на корпус мотора. Ток замыкания будет протекать через два заземлителя — электроприемника Rз и нейтрали Rо (см. стрелки).

По закону Ома фазное напряжение сети Uф распределится меж заземлителями Rз и Ro пропорционально их величинам, т. е. чем больше сопротивление заземлителя, тем больше будет падение напряжения в нем.

Если, к примеру, сопротивление Rо = 1 ом, Rз = 4 ом и Uф = 220 В, то падение напряжения распределится так: на сопротивлении Rз будем иметь 176 В, а на сопротивлении Rо будем иметь = 44 В.

Таким макаром, меж корпусом электродвигателя и землей появляется довольно опасное напряжение. Человек, прикоснувшийся к корпусу, может быть поражен электронным током. Если будет иметь место оборотное соотношение сопротивлений, т. е. Rо будет больше, чем Rз, опасное напряжение может появиться меж землей и корпусами оборудования, установленного около трансформатора и имеющими общее заземление с его нейтралью.

Зануление электроприемника в сети с заземленной нейтралью

Рис. 3. Зануление электроприемника в сети с заземленной нейтралью


По обозначенной причине в установках с заземленной нейтралью напряжением 380/220 В применяется система заземления другого вида: все железные корпуса и конструкции связываются электрически с заземленной нейтралью трансформатора через нулевой провод сети либо особый зануляющий проводник (рис. 3). Благодаря этому хоть какое замыкание на корпус преобразуется в куцее замыкание, и аварийный участок отключается предохранителем либо автоматическим выключателем. Такая система заземления и именуется занулением.

Таким макаром, обеспечение безопасности при занулении достигается методом отключения участка сети, в каком вышло замыкание на корпус.

Защитное действие зануления заключается в автоматическом выключении участка цепи с покоробленной изоляцией и сразу — в понижении потенциала корпуса на время от момента замыкания до момента отключения. После прикосновения человека к корпусу не отключившегося, по какой-нибудь причине, электроприемника в схеме появится ветвь тока через человеческое тело.

Не считая того, если в этой полосы установлено УЗО, то оно так же срабатывает, но не от большой величины силы тока, а поэтому, что сила тока в фазном проводе становится неравна силе тока в нулевом рабочем проводе, потому что большая часть тока имеет место в цепи защитного зануления мимо УЗО. Если на этой полосы установлены и УЗО и автоматический выключатель, то сработают или они оба, или что-то одно, зависимо от их быстродействия и величины тока замыкания.

Так же как не всякое заземление обеспечивает безопасность, не всякое зануление применимо для обеспечения безопасности. Зануление должно быть выполнено так, чтоб ток недлинного замыкания в аварийном участке достигал значения, достаточного для расплавления плавкой вставки наиблежайшего предохранителя либо отключения автомата. Для этого сопротивление цепи недлинного замыкания должно быть довольно малым.

Если отключения не произойдет, то ток замыкания будет продолжительно протекать по цепи и по отношению к земле возникнет напряжение не только лишь на покоробленном корпусе, да и на всех зануленных корпусах (потому что они электрически связаны). Это напряжение равно по величине произведению тока замыкания на сопротивление нулевого провода сети либо зануляющего проводника и возможно окажется значимым по величине и, как следует, небезопасным в особенности в местах где отсутствует выравнивание потенциалов. Чтоб предупредить схожую опасность, нужно точно делать требования ПУЭ к устройству зануления.

Защитное действие зануления обеспечивается надежным срабатыванием наибольшей токовой защиты на резвое отключение участка сети с покоробленной изоляцией. По ПУЭ время автоматического отключения покоробленной полосы для сети 220/380В не должно превосходить 0,4 с.

Для этого нужно, чтоб ток недлинного замыкания в цепи фаза — нуль отвечал условию Iк >k Iном, где k — коэффициент надежности, Iном номинальный ток уставки отключающего аппарата (плавкий предохранитель, автоматический выключатель).

Коэффициент надежности k согласно ПУЭ должен быть более: 3 для плавких предохранителей либо автоматов с термическим расцепителем (термическое реле) для обычных помещений и 46 для взрывоопасных помещений, 1,4 для автоматических выключателей с электрическим расцепителем во всех помещениях.

Сопротивление растеканию заземляющего устройства нейтрали Ro (рабочее заземление) должно быть менее 2, 4 и 8 Ом соответственно при номинальных напряжениях 660, 380 и 220 В электроустановки трехфазного тока.