Необходимость повторного заземления нулевого провода

Поражение электрическим током

Исследования показали, что самыми неблагоприятными для человека являются токи промышленной частоты (50Гц). При увеличении частоты (более 50Гц) значения неотпускающего тока возрастает. С уменьшением частоты (от 50Гц до 0) значения неотпускающего тока тоже возрастает и при частоте, равной нулю (постоянный ток – болевой эффект), они становятся больше примерно в три раза.

Значения фибрилляционного тока при частотах 50-100Гц равны, с повышением частоты до 200Гц этот ток возрастает примерно в 2 раза, а при частоте 400Гц – почти в 3,5 раза.

Путь замыкания тока

При прикосновении человека к токоведущим частям путь тока может быть различным. Всего существует 18 вариантов путей замыкания тока через человека. Основные из них:

— правая рука – ноги;

— левая рука – ноги;

Степень поражения в этих случаях зависит от того, какие органы человека подвергаются воздействию тока, и от величины тока, проходящего непосредственно через сердце. Так при протекании тока по пути «рука – рука» через сердце проходит 3,3% общего тока, по пути «левая рука — ноги» 3,7%, «правая рука – ноги» 6,7%, «нога – нога» — 0,4%. Величена неотпускающего тока по пути «рука – рука» приблизительно в два раза меньше, чем по пути «рука – ноги».

Величина тока походящего через какой-либо участок тела человека, зависит от приложенного напряжения (напряжения прикосновения) и электрического сопротивления оказываемого току данным участком тела.

Между воздействующим током и напряжением существует нелинейная зависимость: с увеличением напряжения ток растет быстрее. Это объясняется главным образом нелинейностью электрического сопротивления тела человека. На участке между двумя электродами электрическое сопротивление тела человека в основном состоит из сопротивлений двух тонких наружных слоев кожи, касающихся электродов, и внутреннего сопротивления остальной части тела. Плохо проводящий ток наружный слой кожи, прилегающий к электроду, и внутренняя ткань, находящаяся под плохо проводящим слоем, как бы образуют обкладки конденсатора емкостью С и сопротивлением его изоляции Vн (рис.2.2.). С увеличением частоты тока сопротивление тела человека уменьшается и при больших частотах практически становится равным внутреннему сопротивлению.

При напряжении на электродах 40-45В в наружном слое кожи возникают значительные напряженности поля, которые полностью или частично нарушают полупроводящие свойства этого слоя. При увеличении напряжения сопротивление тела уменьшается и при напряжении 100-200В падает до значения внутреннего сопротивления тела. Это сопротивление для практических расчетов может быть принято равным 1000 Ом.

влажность и температура воздуха, наличие заземленных металлических конструкций и полов, токопроводящая пыль и другие факторы окружающей среды оказывают дополнительное влияние на условие электробезопасности. Во влажных помещениях с высокой температурой или наружних электроустановках складываются неблагоприятные условия, при которых обеспечивается наилучший контакт с токоведущими частями. Наличие заземленных металлических конструкций и полов создает повышенную опасность поражения в следствии того, что человек практически постоянно связан с одним полюсом (землей) электроустановки. Токопроводящая пыль также улучшает условия для электрического контакта человека как с токоведущими частями, так и с землей.

2.8. Фактор влияния

Фактор влияния играет важную роль при поражении электрическим током. На рис.2.3. представлен график зависимости освобождаемости студентов при поражении электрическим током, если им известно о том, что установка находится под напряжением.

Принципы электрической защиты

Исследования показали, что самыми неблагоприятными для человека являются токи промышленной частоты (50Гц). При увеличении частоты (более 50Гц) значения неотпускающего тока возрастает. С уменьшением частоты (от 50Гц до 0) значения неотпускающего тока тоже возрастает и при частоте, равной нулю (постоянный ток – болевой эффект), они становятся больше примерно в три раза.

Значения фибрилляционного тока при частотах 50-100Гц равны, с повышением частоты до 200Гц этот ток возрастает примерно в 2 раза, а при частоте 400Гц – почти в 3,5 раза.

Путь замыкания тока

При прикосновении человека к токоведущим частям путь тока может быть различным. Всего существует 18 вариантов путей замыкания тока через человека. Основные из них:

· правая рука – ноги;

· левая рука – ноги;

Степень поражения в этих случаях зависит от того, какие органы человека подвергаются воздействию тока, и от величины тока, проходящего непосредственно через сердце. Так при протекании тока по пути “рука – рука” через сердце проходит 3,3% общего тока, по пути “левая рука — ноги” 3,7%, “правая рука – ноги” 6,7%, “нога – нога” — 0,4%. Величена неотпускающего тока по пути “рука – рука” приблизительно в два раза меньше, чем по пути “рука – ноги”.

Величина тока походящего через какой-либо участок тела человека, зависит от приложенного напряжения (напряжения прикосновения) и электрического сопротивления оказываемого току данным участком тела.

Между воздействующим током и напряжением существует нелинейная зависимость: с увеличением напряжения ток растет быстрее. Это объясняется главным образом нелинейностью электрического сопротивления тела человека. На участке между двумя электродами электрическое сопротивление тела человека в основном состоит из сопротивлений двух тонких наружных слоев кожи, касающихся электродов, и внутреннего сопротивления остальной части тела. Плохо проводящий ток наружный слой кожи, прилегающий к электроду, и внутренняя ткань, находящаяся под плохо проводящим слоем, как бы образуют обкладки конденсатора емкостью С и сопротивлением его изоляции Vн. С увеличением частоты тока сопротивление тела человека уменьшается и при больших частотах практически становится равным внутреннему сопротивлению.

При напряжении на электродах 40-45В в наружном слое кожи возникают значительные напряженности поля, которые полностью или частично нарушают полупроводящие свойства этого слоя. При увеличении напряжения сопротивление тела уменьшается и при напряжении 100-200В падает до значения внутреннего сопротивления тела. Это сопротивление для практических расчетов может быть принято равным 1000 Ом.

влажность и температура воздуха, наличие заземленных металлических конструкций и полов, токопроводящая пыль и другие факторы окружающей среды оказывают дополнительное влияние на условие электробезопасности. Во влажных помещениях с высокой температурой или наружных электроустановках складываются неблагоприятные условия, при которых обеспечивается наилучший контакт с токоведущими частями. Наличие заземленных металлических конструкций и полов создает повышенную опасность поражения в следствии того, что человек практически постоянно связан с одним полюсом (землей) электроустановки. Токопроводящая пыль также улучшает условия для электрического контакта человека как с токоведущими частями, так и с землей.

2.8. Фактор влияния

Фактор влияния играет важную роль при поражении электрическим током. На рис.2.3. представлен график зависимости освобождаемости студентов при поражении электрическим током, если им известно о том, что установка находится под напряжением.

“ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЙ И ТОКОВ”

ГОСТ 121.038-82 ССБТ

Предельно допустимые величины напряжений и токов приведены в табл.2.

Охрана труда и БЖД

Охрана труда и безопасность жизнедеятельности

Зануление. Электробезопасность

Занулением называется присоединение к неоднократно заземленному нулевому проводу питающей сети корпусов и других конструктивных металлических частей электрооборудования, которые нормально не находятся под напряжением, но вследствие повреждения изоляции могут оказаться под напряжением.

Принципиальная схема зануления показана на рис. 72.

Задача зануления та же, что и защитного заземления: устранение опасности поражения людей током при пробое на корпус. Решается эта задача автоматическим отключением поврежденной установки от сети.

Принцип действия зануления — превращение пробоя на корпус в однофазное короткое замыкание (т. е. замыкание между фазным и нулевым проводами) с целью создания большого тока, способного обеспечить срабатывание защиты и тем самым автоматически отключить поврежденную установку от питающей сети. Такой защитой являются: плавкие предохранители или автоматические выключатели, устанавливаемые перед потребителями энергии для защиты от токов короткого замыкания.

Скорость отключения поврежденной установки, т. е. время с момента появления напряжения на корпусе до момента отключения установки от питающей электросети, составляет 5—7 с при защите установки плавкими предохранителями и 1—2 с при защите автоматами.

Область применения зануления — трехфазные четырехпроводные сети напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью. Обычно это сети напряжением 380/220 и 220/127 В, широко применяющиеся в машиностроительной промышленности.

Из рис. 72 видно, что схема зануления требует наличия в сети нулевого провода, заземления нейтрали источника тока и повторного заземления нулевого провода.

Рис. 72. Принципиальная схема зануления:
1 — корпус; 2 — аппараты защиты от токов короткого замыкания (плавкие предохранители, автоматы и т. п.); R0 — сопротивление заземления нейтрали источника тока; Rn — сопротивление повторного заземления нулевого провода; JK — ток короткого замыкания

Назначение нулевого провода — создание для тока короткого замыкания цепи с малым сопротивлением, чтобы этот ток был достаточным для быстрого срабатывания защиты, т. е. быстрого отключения поврежденной установки от сети. Для примера рассмотрим следующий случай.

Смотрите так же:  Как правильно подсоединить провода к замку зажигания иж планета 5

Пусть мы имеем схему без нулевого провода, роль которого выполняет земля (рис. 73). Будет ли работать такая схема?

Рис. 73. К вопросу о необходимости нулевого провода в трехфазной сети до 1000 В с заземленной нейтралью

При замыкании фазы на корпус по цепи, образовавшейся через землю, будет протекать ток (А):

благодаря чему на корпусе относительно земли возникает напряжение (В)

где Uф — фазное напряжение, В; R0, R3 — сопротивления заземлений нейтрали и корпуса, Ом.

Сопротивления обмотки трансформатора и проводов сети малы по сравнению с R0 и R3 и поэтому в расчет не принимаются.

Ток 13 может оказаться недостаточным для срабатывания защиты, т. е. оборудование может не отключиться.

Например, при Uф == 220 В и R3 = R0 = 4 Ом получим

Если ток срабатывания защиты больше 27,5 А, то отключения не произойдет и корпус будет находиться под напряжением до тех пор, пока установку не отключат вручную. Безусловно, что при этом возникает угроза поражения людей током в случае прикосновения к поврежденному оборудованию. Чтобы устранить эту опасность, надо увеличить ток, протекающий через защиту, что достигается введением в схему нулевого провода.

Согласно требованиям Правил устройства электроустановок нулевой провод должен иметь проводимость не меньше половины проводимости фазного провода. В этом случае ток короткого замыкания будет достаточным для быстрого отключения поврежденной установки.

Из сказанного можно сделать вывод: в трехфазной сети напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью без нулевого провода невозможно обеспечить безопасность при замыкании фазы на корпус, поэтому такую сеть применять запрещается.

Рис. 74. Случай замыкания фазы на землю в трехфазной четырехпроводной сети до 1000 В с изолированной (а) и заземленной (б) нейтралями

Назначение заземления нейтрали — снижение до безопасного значения напряжения относительно земли нулевого провода (и всех присоединенных к нему корпусов) при случайном замыкании фазы на землю.

В самом деле, в четырехпроводной сети с изолированной нейтралью при случайном замыкании фазы на землю (рис. 74, а) между запуленными корпусами и землей возникает напряжение, близкое по величине к фазному напряжению сети Uф, которое будет существовать до отключения всей сети вручную или до ликвидации замыкания. Безусловно, что это очень опасно.

В сети с заземленной нейтралью при таком повреждении будет совершенно иное, практически безопасное положение (рис. 74, б). В этом случае Uф разделится пропорционально сопротивлениям Raм (сопротивление замыкания фазы на землю) и R0 (сопротивление заземления нейтрали), благодаря чему напряжение между зануленным оборудованием и землей резко снизится и будет равно (В):

Как правило, сопротивление заземления в результате случайного замыкания провода на землю, т. е. Rзм во много раз больше R0, поэтому UH оказывается незначительным. Например, при Uф = = 220 В, R0 = 4 Ом и Rзм = 100 Ом получим

При таком напряжении прикосновение к корпусу неопасно.

Следовательно, трехфазная четырехпроводная сеть с изолированной нейтралью заключает опасность поражения током и поэтому применяться не должна. Согласно указаниям Правил устройства электроустановок сопротивление заземления нейтрали должно быть не больше 4 Ом. Лишь для источников тока небольшой мощности до 100 кВА (или 100 кВт) сопротивление заземления нейтрали может достигать 10 Ом.

Назначение повторного заземления нулевого провода — уменьшение опасности поражения людей током, возникающей при обрыве нулевого провода и замыкании фазы на корпус за местом обрыва.

В самом деле, при случайном обрыве нулевого провода и замыкании фазы на корпус (за местом обрыва) отсутствие повторного заземления приведет к тому, что напряжение относительно земли оборванного участка нулевого провода и всех присоединенных к нему корпусов окажется равным фазному напряжению сети Uф (рис. 75, а). Это напряжение, безусловно опасное для человека, будет существовать длительное время, поскольку поврежденная установка автоматически не отключится и ее будет трудно обнаружить, чтобы отключить вручную.

Рис. 75. Случай замыкания фазы на корпус при обрыве нулевого провода:
а — в сети без повторного заземления нулевого провода; б — в сети с повторным заземлением нулевого провода

Если же нулевой провод будет иметь повторное заземление, то при его обрыве сохранится цепь тока I3 через землю (рис. 75, б), благодаря чему напряжение (В) зануленных корпусов, находящихся за местом обрыва, снизится до значения:

где Rn — сопротивление повторного заземления нулевого провода, Ом.

Однако корпуса, присоединенные к нулевому проводу до места обрыва, также окажутся под напряжением (В) относительно земли, которое будет равно:

Вместе эти напряжения равны фазному:

Если Rn = R0, то корпуса, присоединенные к нулевому проводу как до, так и после места обрыва, будут иметь одинаковое напряжение:

Этот случай является наименее опасным, так как при других соотношениях Ru и R0 часть корпусов будет находиться под напряжением, большим 0,5 Uф.

Следовательно, повторное заземление значительно уменьшает опасность поражения током, возникающую в результате обрыва нулевого провода, но не может устранить ее полностью, т. е. не может обеспечить тех условий безопасности, которые существовали до обрыва.

В связи с этим требуется тщательная прокладка нулевого провода, чтобы исключить возможность его обрыва по любой причине. Поэтому в нулевом проводе запрещается ставить предохранители, рубильники и другие приборы, которые могут нарушить его целостность.

Согласно требованиям Правил устройства электроустановок сопротивление повторного заземления нулевого провода не должно превышать 10 Ом; лишь в сетях, питаемых трансформаторами мощностью 100 кВА и менее (или генераторами мощностью 100 кВт и менее) сопротивление каждого повторного заземления может достигать 30 Ом при условии, что в этой сети число повторных заземлений не менее трех.

Занулению подлежат те же металлические конструктивные нетоковедущие части электрооборудования, которые подлежат защитному заземлению: корпуса машин и аппаратов, баки трансформаторов и др.

Назначение повторного заземления нулевого защитного проводника

Повторное заземление пулевого защитного проводника практически не влияет на отключающую способность схемы зануления.

Однако при отсутствии повторного заземления нулевого защитного проводника возникает опасность для людей, прикасающихся к зануленному оборудованию в период пока существует замыкание фазы на корпус. Кроме того, в случае обрыва нулевого зашитого проводника и замыкании фазы на корпус за местом обрыва эта опасность резко повышается, поскольку напряжение относительно земли оборванного участка нулевого провода и присоединенных к нему корпусов может достигать фазного напряжения сети. Рассмотрим эти два случая.

При замыкании фазы на корпус в сети, не имеющей повторного заземления нулевого защитного проводника, участок нулевого защитного проводника, находящийся за местом замыкания, и все присоединенные к нему корпуса окажутся под напряжением относительно земли равным; рис.5.

где Iк — ток КЗ, проходящий по петле «фаза-нуль», А;

Zнэ — полное сопротивление участка нулевого защитного проводника, обтекаемого током . Iк , Ом.

На другом участке нулевого защитного проводника (ближе к источнику энергии) напряжение будет изменяться от Uн до 0 по прямой линии. Эти напряжения будут существовать в течение аварийного периода, т.е. с момента замыкания фазы на корпус до автоматического отключения поврежденной установки от сети.

Если для упрощения пренебречь сопротивлением обмоток источника питания и индуктивным сопротивлением цепи фаза-нуль, а также считать, что фазный и нулевой защитный проводники обладают лишь активными сопротивлениями Rф , Rнэ Ом., то формула примет вид:

Обычно на практике принимают Rнэ = 2 Rф, то UH = (2/3)Uф = 0,67*20 = 147В. Очевидно, существует реальная угроза поражения людей.

Чтобы уменьшить напряжение Uн надо снизить Rнэ, т.е. увеличить сечение нулевого защитного проводника в 8 раз превышающего сечение фазного проводника, что экономически нецелесообразно.

Если нулевой защитный проводник будет иметь повторное заземление с сопротивлением rn Ом, то Uн снизится до значения:

где. Iэ — ток, стекающий в землю через сопротивление rn;

UJH — падение напряжения в нулевом защитном проводнике от места замыкания до нейтрали источника питания;

r — сопротивление заземления нейтрали источника тока, Ом. При тех же допущениях падение напряжения в фазном проводнике составит Uф/ 3, а в нулевом защитном 2 Uф/ 3.Тогда выражение (6) примет вид

Следовательно, повторное заземление нулевого защитного проводника снижает напряжение на зануленных корпусах в период замыкания фазы на корпус. Однако, этого снижения Uн = 74В недостаточно для полной безопасности человека.

При случайном обрыве нулевого защитного проводника и замыкании фазы на корпус за местом обрыва (при отсутствии повторного заземления) напряжение относительно земли участка нулевого защитного проводника за местом обрыва и всех, присоединенных к нему корпусов, в том числе корпуса исправных установок, окажется близким по значению фазному напряжению сети. Это напряжение будет существовать длительно, поскольку поврежденная установка автоматически не отключится и ее будет трудно обнаружить среди исправных установок, чтобы отключить вручную, рис.6.

Если же нулевой защитный проводник будет иметь повторное заземление, то при обрыве его сохранится цепь тока Iк через землю, благодаря чему напряжение зануленных корпусов, находящихся за местом обрыва, снизится до:

Смотрите так же:  Защитное заземление в квартире

Повторное заземление нулевого защитного проводника значительно уменьшает опасность поражения электрическим током возникающую в результате обрыва нулевого защитного проводника и замыкания фазы на корпус за местом обрыва, но не может устранить ее полностью, т.е. не обеспечить тех условий безопасности, которые существовали до обрыва. В связи с этим требуется тщательная прокладка нулевого защитного проводника, чтобы исключить возможность его обрыва; в нулевом защитном проводнике запрещается ставить выключатели, предохранители и другие приборы, способные нарушить его целостность.

Дата добавления: 2014-12-06 ; просмотров: 2213 . Нарушение авторских прав

Для чего требуется выполнять электромонтаж повторного заземления?

Станислав
Скажите, пожалуйста, для чего требуется выполнять электромонтаж повторного заземления? Что означает повторное заземление и как его используют. Роль и область применения повторного заземления?

В электроустановках с глухозаземлённой нейтралью до 1 кВ, когда нет возможности обеспечить электробезопасность только при помощи защитного автоматического отключения электропитания, выполняют электромонтаж повторного заземления.

Повторное заземление – это преднамеренное присоединение в электроустановках до 1 кВ нулевого защитного проводника (РЕ) цепи к заземляющему устройству, которое связанно или не связанно электрически с заземляющим устройством источника питания.

Повторное заземление выполняют на вводе в электроустановку здания на основании ПУЭ п. 1.7.61.

ПУЭ-7 п. 1.7.61
1.7.61. При применении системы TN рекомендуется выполнять повторное заземление РЕ- и PEN-проводников на вводе в электроустановки зданий, а также в других доступных местах. Для повторного заземления в первую очередь следует использовать естественные заземлители. Сопротивление заземлителя повторного заземления не нормируется. Внутри больших и многоэтажных зданий аналогичную функцию выполняет уравнивание потенциалов посредством присоединения нулевого защитного проводника к главной заземляющей шине.

Повторное заземление электроустановок напряжением до 1 кВ, получающих питание по воздушным линиям, должно выполняться в соответствии с 1.7.102-1.7.103. Термин «Рекомендуется» означает, что если существует основная система уравнивания потенциалов к которой присоединены конструкции, используемые в качестве естественных заземлителей, то повторное заземление обеспечивается этими естественными заземлителями и электромонтаж искусственного заземлителя необязателен. Повторное заземление следует выполнять на воздушных линиях и ответвлениях от них в соответствии с ПУЭ-7 п. 1.7.102 и п. 1.7.103

ПУЭ-7 п. 1.7.102
1.7.102. На концах ВЛ или ответвлений от них длиной более 200 м, а также на вводах ВЛ к электроустановкам, в которых в качестве защитной меры при косвенном прикосновении применено автоматическое отключение питания, должны быть выполнены повторные заземления PEN-проводника. При этом в первую очередь следует использовать естественные заземлители, например, подземные части опор, а также заземляющие устройства, предназначенные для грозовых перенапряжений (см. гл. 2.4). Указанные повторные заземления выполняются, если более частые заземления по условиям защиты от грозовых перенапряжений не требуются. Повторные заземления PEN-проводника в сетях постоянного тока должны быть выполнены при помощи отдельных искусственных заземлителей, которые не должны иметь металлических соединений с подземными трубопроводами. Заземляющие проводники для повторных заземлений PEN-проводника должны иметь размеры не менее приведенных в табл. 1.7.4.

ПУЭ-7 п. 1.7.103
1.7.103. Общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN-проводника каждой BЛ в любое время года должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При этом сопротивление растеканию заземлителя каждого из повторных заземлений должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех же напряжениях. При удельном сопротивлении земли ρ >100 Ом⋅м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01ρ раз, но не более десятикратного.

Электромонтаж повторного заземления выполняют для понижения напряжения прикосновения на открытых проводящих частях (металлических корпусах электрооборудования и т. д) в следствии, понижается опасность поражения электрическим током при однофазных замыканиях на землю, на открытые или сторонние проводящие части.

Повторное заземление устанавливают для того, чтобы предотвратить занос в электроустановку здания наведенных потенциалов по внешним коммуникациям, входящим в здание и для понижения потенциала, вынесенного на зануленные корпуса электроприемников при обрыве нулевого рабочего проводника питающей линии.

Если установлено повторное заземление, то при замыкании на корпус отдельно-стоящего электроприёмника, ток замыкания проходит не только по нулевому защитному проводнику, но и частично также по земле через сопротивления заземлителей источника питания и повторного заземления. Вследствие чего, напряжение относительно земли на корпусе поврежденного электроприёмника понижается, а напряжение нейтрали источника питания повышается. Соотношение этих напряжений пропорционально соотношению сопротивлений соответствующих заземлителей.

В распределительных сетях городов, заводов и промышленных предприятий схема распределения электрических потенциалов гораздо сложнее, так как от одного трансформатора, зачастую, питаются несколько электроустановок, где для повторного заземления используются естественные заземлители, сопротивление которых учесть расчетом практически невозможно. Поэтому в соответствии с ПУЭ-7 п. 1.7.61, при электроизмерениях, сопротивление заземлителя повторного заземления не нормируется.

ПУЭ-7
1.7.61. При применении системы TN рекомендуется выполнять повторное заземление РЕ- и PEN-проводников на вводе в электроустановки зданий, а также в других доступных местах. Для повторного заземления в первую очередь следует использовать естественные заземлители. Сопротивление заземлителя повторного заземления не нормируется. Внутри больших и многоэтажных зданий аналогичную функцию выполняет уравнивание потенциалов посредством присоединения нулевого защитного проводника к главной заземляющей шине.

Повторное заземление электроустановок напряжением до 1 кВ, получающих питание по воздушным линиям, должно выполняться в соответствии с 1.7.102-1.7.103.

Для отдельно-стоящих электроприёмников наружной установки, а также для зданий или сооружений с металлическим корпусом в непосредственной близости от них повторное заземление выполняет также функцию уравнивания потенциалов между доступными прикосновению проводящими частями этих сооружений и землей, а также снижает возможные значения шаговых напряжений.

Внутри зданий обычно земля недоступна. Опасность поражения электрическим током при однофазных замыканиях в этих условиях определяется значением разности потенциалов между одновременно доступными прикосновению проводящими частями, для понижения которого необходимо выполнять уравнивание потенциалов на основании ПУЭ-7 п. 1.7.82 и 1.7.83.

ПУЭ-7
1.7.82. Основная система уравнивания потенциалов в электроустановках до 1 кВ должна соединять между собой следующие проводящие части (рис. 1.7.7):
1) нулевой защитный РЕ- или PEN-проводник питающей линии в системе TN;
2) заземляющий проводник, присоединенный к заземляющему устройству электроустановки, в системах IT и ТТ;
3) заземляющий проводник, присоединенный к заземлителю повторного заземления на вводе в здание (если есть заземлитель);
4) металлические трубы коммуникаций, входящих в здание: горячего и холодного водоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения и т.п. Если трубопровод газоснабжения имеет изолирующую вставку на вводе в здание, к основной системе уравнивания потенциалов присоединяется только та часть трубопровода,
которая находится относительно изолирующей вставки со стороны здания;
5) металлические части каркаса здания;
6) металлические части централизованных систем вентиляции и кондиционирования. При наличии децентрализованных систем вентиляции и кондиционирования металлические воздуховоды следует присоединять к шине РЕ щитов питания вентиляторов и кондиционеров;
7) заземляющее устройство системы молниезащиты 2-й и 3-й категорий;
8 ) заземляющий проводник функционального (рабочего) заземления, если такое имеется и отсутствуют ограничения на присоединение сети рабочего заземления к заземляющему устройству защитного заземления;
9) металлические оболочки телекоммуникационных кабелей.
Проводящие части, входящие в здание извне, должны быть соединены как можно ближе к точке их ввода в здание. Для соединения с основной системой уравнивания потенциалов все указанные части должны быть присоединены к главной заземляющей шине (см. 1.7.119-1.7.120) при помощи проводников системы уравнивания потенциалов.

ПУЭ-7 п. 1.7.83
1.7.83. Система дополнительного уравнивания потенциалов должна соединять между собой все одновременно доступные прикосновению открытые проводящие части стационарного электрооборудования и сторонние проводящие части, включая доступные прикосновению металлические части строительных конструкций здания, а также нулевые защитные проводники в системе TN и защитные заземляющие проводники в системах IT и ТТ, включая защитные проводники штепсельных розеток. Для уравнивания потенциалов могут быть использованы специально предусмотренные проводники либо открытые и сторонние проводящие части, если они удовлетворяют требованиям 1.7.122 к защитным проводникам в отношении проводимости и непрерывности электрической цепи.

ПУЭ-7 п. 1.7.122
1.7.102. На концах ВЛ или ответвлений от них длиной более 200 м, а также на вводах ВЛ к электроустановкам, в которых в качестве защитной меры при косвенном прикосновении применено автоматическое отключение питания, должны быть выполнены повторные заземления PEN-проводника. При этом в первую очередь следует использовать естественные заземлители, например, подземные части опор, а также заземляющие устройства, предназначенные для грозовых перенапряжений (см. гл. 2.4). Указанные повторные заземления выполняются, если более частые заземления по условиям защиты от грозовых перенапряжений не требуются. Повторные заземления PEN-проводника в сетях постоянного тока должны быть выполнены при помощи отдельных искусственных заземлителей, которые не должны иметь металлических соединений с подземными трубопроводами. Заземляющие проводники для повторных заземлений PEN-проводника должны иметь размеры не менее приведенных в табл. 1.7.4.

Смотрите так же:  Защита контактов реле переменного тока

Основная задача повторного заземления нулевого защитного проводника в снижении напряжений на открытых проводящих частях и для случая его обрыва. Наиболее опасен случай обрыва нулевого проводника с однофазным замыканием на корпус (землю) за местом обрыва. В этом случае, при отсутствии повторных заземлений, напряжение на корпусах всех электроприёмников за местом обрыва будет близким к фазному в течение длительного времени, поскольку подобное повреждение не может быть отключено автоматически аппаратами защиты.

Необходимость повторного заземления нулевого провода

Назначение повторного заземления нулевого защитного проводника

Рис. 4.9. Замыкание на корпус в системе TN-S

При замыкании фазы на корпус в сети, не имеющей повторного заземления нулевого защитного проводника (рис.4.9), участок нулевого защитного проводника, находящийся за местом замыкания, и все присоединенные к нему корпуса окажутся под напряжением относительно земли U к , равным:

(4.3)

где I к – ток КЗ, проходящий по петле фаза-нуль, А; zPEN – полное сопротивление участка нулевого защитного проводника, обтекаемого током I к, Ом (т. е. участка АВ ).

Напряжение U к будет существовать в течение аварийного периода, т. е. с момента замыкания фазы на корпус до автоматического отключения поврежденной установки от сети.

Если для упрощения пренебречь сопротивлением обмоток источника тока и индуктивным сопротивлением петли фаза-нуль, а также считать, что фазный и нулевой защитный проводники обладают лишь активными сопротивлениями RL1 и RPE , то (4.3) примет вид:

. (4.4)

Если нулевой защитный проводник будет иметь повторное заземление с сопротивлением r П (на рис. 4.9 это заземление показано пунктиром), то U к снизится до значения, определяемого формулой:

, (4.5)

где I з ток, стекающий в землю через сопротивление r п, А; U ав падение напряжения в нулевом защитном проводнике на участке АВ ; r сопротивление заземления нейтрали источника тока, Ом.

Итак, повторное заземление нулевого защитного проводника снижает напряжение на зануленных корпусах в период замыкания фазы на корпус.

При случайном обрыве нулевого защитного проводника и замыкании фазы на корпус за местом обрыва (при отсутствии повторного заземления) напряжение относительно земли участка нулевого защитного проводника за местом обрыва и всех присоединенных к нему корпусов, в том числе корпусов исправных установок, окажется близким по значению фазному напряжению сети (рис. 4.10, а). Это напряжение будет существовать длительно, поскольку поврежденная установка автоматически не отключится, и ее будет трудно обнаружить среди исправных установок, чтобы отключить вручную.

Рис. 4.1 0 . Замыкание на корпус при обрыве нулевого защитного проводника

а — в сети без повторного заземления нулевого защитного проводника, б — в сети с повторным заземлением нулевого защитного проводника

Если же нулевой защитный проводник будет иметь повторное заземление, то при обрыве его сохранится цепь тока I з, А, через землю (рис 4.10, б), благодаря чему напряжение зануленных корпусов, находящихся за местом обрыва, снизится до значений, определяемых формулой

(4.6)

При этом корпуса установок, присоединенных к нулевому защитному проводнику до места обрыва, приобретут напряжение относительно земли:

(4.7)

где r – сопротивление заземления нейтрали источника тока, Ом.

Итак, повторное заземление нулевого защитного проводника значительно уменьшает опасность поражения током, возникающую в результате обрыва нулевого защитного проводника и замыкания фазы на корпус за местом обрыва, но не может устранить ее полностью, т. е. не может обеспечить тех условий безопасности, которые существовали до обрыва.

Схема, назначение, принцип действия и область применения защитного зануления. Пояснить необходимость повторного заземления нулевого провода

Опасность поражения током при прикосновении к корпусу и другим нетоковедущим металлическим частям электрооборудования, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам, может быть устранена быстрым отключением поврежденной электроустановки от питающей сети и вместе с тем снижением напряжения корпуса относительно земли. Этой цели служит зануление, принципиальная схема которого в сети трехфазного тока показана на рис. 1.

Рисунок 1 — Принципиальная схема зануления.

1 — корпус; 2 — аппараты защиты от токов к. з.; r0 — сопротивление заземления нейтрали источника тока; rп — сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника; Iк ток к. з.; Iн — часть тока к. з., протекающая через нулевой проводник; Iз часть тока к. з., протекающая через землю.

Зануление — преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Принцип действия зануления превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание (т.е. между фазным и нулевым защитным проводниками) с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты и тем самым автоматически отключить поврежденную электроустановку от питающей сети. Такой защитой являются: плавкие предохранители или максимальные автоматы, устанавливаемые для защиты от токов короткого замыкания; магнитные пускатели со встроенной тепловой защитой; контакторы в сочетании с тепловыми реле, осуществляющие защиту от перегрузки; автоматы с комбинированными расцепителями, осуществляющие защиту одновременно оттоков короткого замыкания и перегрузки.

Кроме того, поскольку корпуса (или другие нетоковедущие металлические части, оказавшиеся под напряжением) заземлены через нулевой защитный проводник, то в аварийный период, т.е. с момента возникновения замыкания на корпус и до автоматического отключения поврежденной электроустановки от сети, проявляется защитное свойство этого заземления, подобно тому как это имеет место при защитном заземлении. Иначе говоря, заземление корпусов через нулевой проводник снижает в аварийный период их напряжение относительно земли.

Область применения — трехфазные четырехпроводные сети до 1000 В с заземленной нейтралью. Обычно это сети 380/220 и 220/127 В, а также сети 660/380 В. Зануление применяется и в сетях постоянного тока, если средняя точка источника заземлена, а также в однофазных сетях переменного тока с заземленным выводом.

Назначение повторного заземления нулевого провода

Нулевым защитным проводником называется проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтральной точкой источника тока или ее эквивалентом. Эквивалентом нейтральной точки источника тока могут быть: средняя точка источника постоянного тока, заземленный вывод источника однофазного тока, искусственная нейтральная точка сети, созданная с помощью трансформаторов, резисторов и т.п.

При отсутствии повторного заземления нулевого защитного провода возникает опасность для людей, прикасающихся к зануленному оборудованию в период, пока существует замыкание фазы на корпус. Кроме того, в случае обрыва нулевого провода эта опасность резко повышается, поскольку напряжение относительно земли некоторых зануленных корпусов может достигать фазного напряжения сети. Рассмотрим оба эти случая.

При замыкании фазы на корпус в сети, не имеющей повторного заземления нулевого защитного проводника, участок нулевого защитного проводника, находящийся за местом замыкания, и все присоединенные к нему корпуса окажутся под напряжением относительно земли Uн, В, равным:

где Iк — ток, проходящий по петле фаза — нуль, А;

Zн. з — полное сопротивление участка нулевого защитного проводника, обтекаемого током Iк, Ом.

При случайном обрыве нулевого защитного проводника и замыкании фазы на корпус за местом обрыва отсутствие повторного заземления приведет к тому, что напряжение относительно земли оборванного участка нулевого защитного проводника и всех присоединенных к нему корпусов, в том числе корпусов исправных установок, окажется равным фазному напряжению сети. Это напряжение будет существовать длительно, поскольку поврежденная установка автоматически не отключится и ее будет трудно обнаружить, чтобы отключить вручную.

Если же нулевой защитный проводник будет иметь повторное заземление, то при обрыве его сохранится цепь тока Iк, А, через землю.

Похожие статьи:

  • Полярник пусковые провода Полярник 600А 6.0м 231-017 Тип: пусковые провода (резина, в сумке) Сила тока: 600 А Длина: 6.0 м Страна производства из предпоследней поставки была: Россия Гарантия: проверка при покупке Дополнительно: […]
  • Материал жил провода сип Свойства, маркировка и характеристики кабеля СИП В зависимости от марки, электромонтажный СИП кабель предназначен для передачи электрического тока в сетях напряжением 0,4 – 1, или 10 – 35 кВольт. Линии, проложенные этим кабелем, выгодно […]
  • Заземление пзру-1д Заземление переносное ПЗРУ-1Д Заземление ПЗРУ-1Д предназначено для защиты работающих на отключенных участках оборудования распределительных устройств на случай ошибочной подачи напряжения на этот участок или появления на нем наведенного […]
  • Заземление переносное для воздушных линий зпл Электробезопасность Понедельник — Пятницас 10.00 до 19.00 Заземления переносные для воздушных линий ЗПЛ-1, ЗПЛ-10, ЗПЛ-35, ЗПЛ-110, ЗПЛ-220 Наши менеджеры с удовольствием ответят на ваши вопросы,а также помогут вам офомить покупку, по […]
  • Заземление зпл-1-16 ЗПЛ-1 (16мм2) Предназначены для защиты работающих на отключенных участках воздушных линий напряжением от 0,4 кВ до 220 кВ в случае ошибочной подачи напряжения на этот участок или появления на нем наведенного напряжения. Поставляются с […]
  • Размеры провода апб ту Размеры провода апб ту Провода марок ПБ, АПБ применяются для изготовления обмоток электрических машин, аппаратов, трансформаторов. Провода в пропитанном состоянии предназначены для эксплуатации при температуре до 105*С. Нижнее значение […]