Зануление электрооборудование

Зануление. Схема зануления.

Зануление является одним из средств, обеспечивающих безопасную эксплуатацию электроустановок (рис. 74). Оно выполняется присоединением к неоднократно заземленному нулевому проводу корпусов и других конструктивных металлических частей электрооборудования, которые нормально не находятся под напряжением, но могут оказаться под ним при повреждении изоляции.

Рис. 74. Схема зануления

Зануление, как и защитное заземление, предназначено для устранения опасности поражения людей электрическим током при пробое изоляции и переходе напряжения на корпус. Но выполняется эта задача другим способом — автоматическим отключением оборудования поврежденной установки от сети. Зануление применяется в трехфазных четырехпроводных сетях напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью.

Задачей зануления является превращение замыкания на корпус в короткое замыкание между фазным и нулевым проводом. При этом в результате протекания через токовую защиту большого тока обеспечивается быстрое отключение поврежденного оборудования от сети.

Для обеспечения надежного отключения необходимо, чтобы ток короткого замыкания превышал номинальный ток плавкой вставки предохранителя или уставку автомата

где Iном — номинальный ток плавкой вставки или ток уставки расцепителя автомата; k — коэффициент надежности, принимаемый по ПУЭ равным 1,4 для автоматов до 100 А; 1,25 — для прочих автоматов, 3 — при защите плавкими вставками или автоматами, имеющими расцепители с обратнозависимой от тока характеристикой, 4 — при защите предохранителями и 6 — при защите автоматами во взрывоопасных установках. Для нулевых проводов допускается использование стальных полос, а также металлических оболочек кабелей, подкрановых путей, металлоконструкций зданий.

Важно понимать особенности зануления, заключающиеся в том, что в течение некоторого времени с момента замыкания фазы на зануленный корпус и до момента срабатывания защиты на нулевом проводе сохраняется опасное напряжение. Под этим опасным напряжением будет находиться не только поврежденная установка, но корпуса другого оборудования, присоединенные к нулевому проводу. Такая же опасность может возникнуть при обрыве нулевого провода, и для исключения этого он имеет соединения с землей в нескольких местах.

Занулению подлежат те же металлические нетоковедущие части электрооборудования, что и заземлению.

В одной и той же сети одновременное устройство защитного заземления и зануления разных корпусов недопустимо, так как в случае повреждения изоляции у заземленной установки через защитное заземление пройдет ток короткого замыкания, и нулевой провод со всеми присоединенными к нему объектами окажется под опасным напряжением (рис. 75).

Рис. 75. Схема, иллюстрирующая недопустимость одновременного выполнения зануления и защитного заземления разных электроустановок в одной сети

Защитное зануление в электроустановках

Занулением называется электрическое соединение металлических нетоковедущих частей электроустановок с заземленной нейтралью вторичной обмотки трехфазного понижающего трансформатора или генератора, с заземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной средней точкой в сетях постоянного тока.

Принцип действия зануления основан на возникновении короткого замыкания при пробое фазы на нетоковедущую часть часть прибора или устройства, что приводит к срабатыванию системы защиты (автоматического выключателя или перегоранию плавких предохранителей).

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

Нулевым защитным проводником называется проводник, соединяющий зануляемые части (корпуса, конструкции, кожухи и т.п.) с заземленной нейтралью источника питания (трансформатора, генератора). Подробнее смотрите здесь: Защитные проводники в электроустановках (PE-проводники).

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

Рассмотрим вначале сеть 380 В с заземленной нейтралью. Такая сеть изображена на рис. 1.

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

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

Рис. 2. Заземление электроприемника в сети с заземленной нейтралью

Чтобы это понять, допустим, что такое заземление все же выполнено (рис. 2) и на установке произошло замыкание на корпус двигателя. Ток замыкания будет протекать через два заземлителя — электроприемника Rз и нейтрали Rо (см. стрелки).

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

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

Таким образом, между корпусом электродвигателя и землей возникает достаточно опасное напряжение. Человек, прикоснувшийся к корпусу, может быть поражен электрическим током. Если будет иметь место обратное соотношение сопротивлений, т. е. Rо будет больше, чем Rз, опасное напряжение может возникнуть между землей и корпусами оборудования, установленного возле трансформатора и имеющими общее заземление с его нейтралью.

Рис. 3 . Зануление электроприемника в сети с заземленной нейтралью

По указанной причине в установках с заземленной нейтралью напряжением 380/220 В применяется система заземления иного вида: все металлические корпуса и конструкции связываются электрически с заземленной нейтралью трансформатора через нулевой провод сети или специальный зануляющий проводник (рис. 3). Благодаря этому любое замыкание на корпус превращается в короткое замыкание, и аварийный участок отключается предохранителем или автоматическим выключателем. Такая система заземления и называется занулением .

Таким образом, обеспечение безопасности при занулении достигается путем отключения участка сети, в котором произошло замыкание на корпус.

Защитное действие зануления заключается в автоматическом отключении участка цепи с поврежденной изоляцией и одновременно — в снижении потенциала корпуса на время от момента замыкания до момента отключения. После прикосновения человека к корпусу не отключившегося, по какой-либо причине, электроприемника в схеме появится ветвь тока через тело человека.

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

Так же как не всякое заземление обеспечивает безопасность, не всякое зануление пригодно для обеспечения безопасности. Зануление должно быть выполнено так, чтобы ток короткого замыкания в аварийном участке достигал значения, достаточного для расплавления плавкой вставки ближайшего предохранителя или отключения автомата. Для этого сопротивление цепи короткого замыкания должно быть достаточно малым.

Если отключения не произойдет, то ток замыкания будет длительно протекать по цепи и по отношению к земле возникнет напряжение не только на поврежденном корпусе, но и на всех зануленных корпусах (так как они электрически связаны). Это напряжение равно по величине произведению тока замыкания на сопротивление нулевого провода сети или зануляющего проводника и может оказаться значительным по величине и, следовательно, опасным особенно в местах где отсутствует выравнивание потенциалов. Чтобы предупредить подобную опасность, необходимо точно выполнять требования ПУЭ к устройству зануления .

Защитное действие зануления обеспечивается надежным срабатыванием максимальной токовой защиты на быстрое отключение участка сети с поврежденной изоляцией. По ПУЭ время автоматического отключения поврежденной линии для сети 220/380В не должно превышать 0,4 с.

Для этого необходимо, чтобы ток короткого замыкания в цепи фаза — нуль отвечал условию I к > k Iно м , где k — коэффициент надежности , Iном — номинальный ток уставки отключающего аппарата (плавкий предохранитель, автомат ический выключатель ).

Коэффициент надежности k согласно ПУЭ должен быть не менее: 3 — для плавких предохранителей или автоматов с тепловым расцепителем (тепловое реле) для нормальных помещений и 4 — 6 — для взрывоопасных помещений , 1,4 — для автомат ических выключателей с электромагнитным расцепителем во всех помещениях.

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

Защитное зануление электроустановок

Зануление является преднамеренным электрическим соединением открытых проводящих элементов электрических установок, которые не находятся в нормальном состоянии под напряжением, с глухозаземлённой нейтральной точкой трансформатора или генератора, в электросетях трехфазного тока; с заземлённой точкой источника в электросетях постоянного тока; с глухозаземлённым выводом источника однофазного электрического тока. Целью выполнения зануления является обеспечение электрообезопасности.

Зануление отличается от заземления тем, что оно рассчитано на эффект короткого замыкания. Если распределение нагрузок на производстве является более или менее равномерным, и нулевой проводник в основном выполняет защитные функции, то в таком случае «ноль» цепляется к корпусу электрического мотора. Короткое замыкание происходит при попадании напряжения одной из фаз на корпус электрического двигателя.

Смотрите так же:  Длина провода на колонки

При этом срабатывает на отключение дифавтомат или обычный автоматический выключатель. Необходимо также отметить, что посредством использования металлической заземляющей шины между собой соединяются все производственные электроустановки, которые выведены на общий контур заземления всего здания.

Как выполняется зануление электрооборудования

Далее расскажем о том, откуда защитное зануление попадает в наш дом, и рассмотрим его путь от трансформаторной подстанции и безопасно ли выполнять зануление в квартире. Начинается такое зануление с глухозаземлённой нейтрали — соединенной с заземляющим устройством нейтрали силового трансформатора.

Нейтраль вместе с трехфазной линией сначала попадает во вводной шкаф. Оттуда же она распределяется по находящимся на этажах электрическим щиткам.

От нее берется рабочий ноль, образующий вместе с фазой привычное для нас фазное напряжение. Название «рабочий ноль» связано с тем, что он используется для работы электроустановок или электроприборов.

Взятым с электрощитка защитным отдельным нулем, имеющим электрическое соединение с глухозаземлённой нейтралью, и образуется защитное зануление. Необходимо обязательно знать, что в цепи защитных зануляющих проводников никаких коммутационных аппаратов (автоматов, рубильников и т.п.), а также предохранителей быть не должно.

Область применения защитного зануления

Защитное заземление используется в электрических установках напряжением до 1 кВ:

  1. — в сетях постоянного электрического тока с заземленной средней точкой источника;
  2. — в однофазных электросетях переменного тока с заземленным выводом;
  3. — в трехфазных электросетях переменного тока с заземленным нулем (система TN – S; как правило, это сети 660/380, 380/220, 220/127 В);

Образование цепи тока однофазного короткого замыкания (т.е. замыкания между нулевым и фазным защитными проводниками) происходит в случае замыкания фазного провода на зануленный корпус электропотребителя. Поврежденная электроустановка отключается от питающей сети вследствие срабатывания защиты, вызывающейся током однофазного короткого замыкания.

Для быстрого отключения находящейся электроустановки могут использоваться автоматические выключатели и плавкие предохранители, устанавливаемые для защиты от токов короткого замыкания. Также для этой цели применяются магнитные пускатели с тепловой защитой встроенного типа, контакторы с тепловыми реле, с помощью которых обеспечивается защита от перегрузки и др.

Принцип действия защитного зануления

Короткое замыкание происходит при попадании фазового провода (напряжения) на металлический корпус прибора, соединенный с нулевым проводником. При этом фиксируется увеличение силы тока в цепи до огромных величин, вследствие чего срабатывают защитные аппараты, которые отключают питающую неисправный прибор линию.

Время отключения в автоматическом режиме поврежденной электролинии для фазного напряжения сети 380/220 В, в соответствии с ПУЭ, не должно превышать 0,4 секунд.

Для осуществления зануления используются специально предназначенные проводники, к примеру, третья жила кабеля или провода в случае с однофазной проводкой.

Петля «фаза-ноль» должна иметь небольшое сопротивление, ведь только в таком случае отключение защитного аппарата происходит в предусмотренное правилами время. Поэтому добиться эффективного зануления можно исключительным образом при высоком качестве всех соединений и монтажа сети.

Зануление позволяет обеспечивать не только быстрое отключение от электричества неисправной линии, но и, благодаря заземлению нейтрали, низкое напряжение прикосновения на корпусе электрического прибора. Благодаря этому вероятность поражения человеческого организма электрическим током исключается. Заземленная нейтраль дает повод называть зануление определенной разновидностью заземления.

Следовательно, в качестве основания принципа действия защитного зануления выступает превращение замыкания на корпус в однофазное к.з. для вызова обеспечивающего срабатывание защиты большого тока, конечной целью чего является отключение от сети поврежденной электрической установки.

Чем опасно зануление в квартире

Зануление значительно отличается от заземления. Попробуем рассмотреть это отличие более подробно. В соответствии с ПУЭ, использование на бытовом уровне такой преднамеренной защиты, как зануление, запрещено из-за ее небезопасности.

Но, несмотря на то, что практиковаться такая система должна только в промышленном производстве, многие ставят ее и в своих квартирах. Прибегают к этой далекой от совершенства защите, в частности, в связи с отсутствием иного варианта или вследствие недостатка знаний в данной сфере.

Действительно, зануление в квартире сделать можно, но последствия от этого будут далеко не наилучшими. Далее на примерах рассмотрим некоторые ситуации, которые могут возникать в случае выполнения в квартире зануления.

1) Зануление в розетках

Иногда предлагается выполнить «заземление» электрических приборов посредством перемычки клеммы рабочего нуля в розетке на защитный контакт. Такой метод «заземления» не соответствует требованиям пункта 1.7.132 ПУЭ, ведь он подразумевает использование нулевого проводника двухпроводной сети в качестве защитного и рабочего нуля одновременно.

Помимо того, на вводе в квартиру обычно имеется аппарат, предназначенный для коммутации как фазы, так и нуля, к примеру, пакетник или двухполюсный аппарат. Но коммутировать нулевой проводник, который используется в качестве защитного, запрещено. То есть, нельзя использовать в качестве защитного проводник, цепь которого имеет коммутационный аппарат.

Опасность «заземления» перемычкой в розетке заключается в том, что корпуса электроприборов при нарушении целостности нуля в любом месте окажутся под фазным напряжением. При обрыве же нулевого провода работа электроприемника прерывается, и тогда такой провод имеет вид обесточенного, то есть безопасного, что, конечно же, усугубляет ситуацию.

Можно только представить, сколько беды наделает такая розетка, если в нее включить стиральную машину. В данном случае можно увидеть перемычку, которая соединяет «нулевой» контакт с защитным. И, если бы отгорел «ноль», то такая стиральная машина превратилась бы в «убийцу».

Если же во время принятия человеком душа вывалится нулевая «сопля» в розетке, к которой подключен бойлер, такого человека просто «прошьет» током. Поэтому такое зануление в квартире крайне опасно и его запрещено выполнять.

2) Перепутаны местами фаза и ноль

Рассмотрев следующий пример, можно наглядно увидеть наиболее вероятную опасность в двухпроводном стояке. Нередко при осуществлении каких-либо ремонтных работ в домовом электрохозяйстве ноль «N» ошибочно меняют местами с фазой «L».

Отличительной окраски жилы проводов в электрощитке в домах с двухпроводкой не имеют, и при выполнении каких-либо работ в щитке любой электрик может переключить ноль и фазу местами – корпуса электроприборов в таком случае тоже окажутся под фазным напряжением.

Необходимо обязательно помнить о высокой опасности выполнения защитного зануления в двухпроводной системе. Поэтому, в соответствии с правилами, это делать запрещено!

3) Отгорания нуля

Что такое «отгорание нуля», или обрыв нуля, знает каждый электрик, но далеко не каждый потребитель электроэнергии. Попробуем разобраться в значении данной фразы, и выяснить, какова опасность отгорания нуля?

Очень часто обрыв «нуля» фиксируется в домах со старыми проводками, основанием для проектирования которых являлся расчет примерно 2 кВт на квартиру. Конечно, нынешняя оснащенность квартир всевозможными электрическими приборами на порядок увеличивает данные цифры.

В случае обрыва «нуля» перекос фаз может происходить на трансформаторной подстанции, от которой запитан многоэтажный дом, в общем электрощите или в щитке на лестничной площадке этого дома, в расположенной после этого обрыва электролинии. Результатом может стать поступление в одну часть квартир пониженного напряжения, а в другую – повышенного.

Пониженное напряжение опасно для холодильников, кондиционеров, сплит — систем, вытяжек, вентиляторов и другой техники с электродвигателями. Что касается повышенного напряжения, то при нем может выйти из строя любой прибор бытовой техники.

Зануление электрооборудования, защитное отключение устройство, принцип защиты

Главная > Реферат >Безопасность жизнедеятельности

24) Зануление электрооборудования, защитное отключение – устройство, принцип защиты


ЗАЩИТНЫЕ ЗАНУЛЕНИЕ, ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ОТКЛЮЧЕНИЕ

Общие понятия. Прикосновение к частям электроустановок, находящимся под напряжением, может вызвать поражение электрическим током. Так, например, ток силой 20 — 25 мА (0,02 — 0,025 А) парализует мышцы человека и лишает его возможности самому оторваться от контакта с частями электроустановки, находящимися под напряжением. При токах силой 50 — 100 мА сердце начинает работать аритмично, нормальная циркуляция крови нарушается и через 1 — 2 сек. у потерпевшего прекращаются сердцебиение, пульс и дыхание. Если за это время не будет оказана первая помощь и не проведено искусственное дыхание возможна смерть потерпевшего.

Основными причинами поражения электрическим током являются прикосновения к токоведущим частям электрооборудования, нормально находящимся под напряжением, и прикосновения к частям электрооборудования нормально не находящимся под напряжением, но которые могут случайно оказаться под напряжением при замыкании на них одной из фаз сети в результате повреждения изоляции проводов, обмоток электрических машин, кабелей и т. п.

Для предохранения персонала от прикосновения к неизолированным токоведущим частям, находящимся под напряжением, применяют сетчатые ограждения, барьеры, кожухи и другие средства, рекомендуемые правилами техники безопасности.

При прикосновении к частям электроустановок, которые не должны находиться под напряжением, но могут случайно оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции токоведущих частей или по другим причинам, принимаемые меры защиты от поражения электрическим током зависят от того, как работает электрическая сеть — с глухозаземленной или с изолированной нейтралью. В сетях с глухозаземленной нейтралью нейтраль трансформатора (нулевая точка обмоток, соединенных в звезду) присоединена к заземляющему устройству; в сетях с изолированной нейтралью нейтраль трансформатора к заземляющему устройству не присоединена (т. е. изолирована от земли).

Смотрите так же:  Газпром провода

Электроустановки напряжением до 1000 В переменного тока могут быть как с глухозаземленной, так и с изолированной нейтралью; постоянного тока — с глухозаземленной или изолированной средней точкой. В четырехпроводных сетях переменного тока и трехпроводных сетях постоянного тока глухое заземление нейтрально или средней точки обязательно.

Для защиты от поражения электрическим током при прикосновении к частям электрооборудования, нормально не находящимся под напряжением, но могущими оказаться под напряжением при повреждении изоляции или по другим причинам, применяют защитные зануление, заземление и отключение.

Защитное зануление. В сетях с глухозаземленной нейтралью замыкание одной из фаз на землю или на проводник, соединенный с глухозаземленной нейтралью, является однофазным коротким замыканием. Если замыкание произошло на корпус электрооборудования, не связанного с землей, то человек, стоящий на земле и прикоснувшийся к этому электрооборудованию, окажется под полным фазовым напряжением и через него пройдет ток однофазного замыкания. Для предупреждения возможности поражения электрическим током при замыкании на корпус поврежденный участок должен быть отключен от сети в возможно короткий срок, чтобы ограничить до минимума время, в течение которого это оборудование будет представлять опасность для персонала. В этих целях в сетях с глухозаземленной нейтралью применяют защитное зануление.

Защитным занулением называется преднамеренное металлическое соединение с глухозаземленной нулевой точкой (нейтралью) трансформатора в сетях переменного тока и с глухозаземленной средней точкой источника электроснабжения в трехпроводных сетях постоянного тока частей электроустановок, нормально не находящихся под напряжением, но которые могут случайно оказаться под таковым. Соединение это выполняют проводником, который называется зануляющим, или нулевым защитным проводником. При замыкании одной из фаз на корпусе электрооборудования, имеющего соединения нулевым защитным (зануляющим) проводником с глухозаземленной нейтралью трансформатора в сетях переменного тока или с глухозаземленной средней точкой в сетях постоянного тока, возникает однофазное короткое замыкание, которое вызывает срабатывание соответствующего защитного аппарата (предохранителя, автомата) и отключение поврежденного участка. Схема присоединения электрооборудования к защитному занулению показана на рис. XV.1, а.

Рис XV.1. Зануление и заземление электрооборудования

а — схема зануления в сети с глухо заземленной нейтралью;

б — схема заземления в сети с изолированной нейтралью;

1 — зануляющий провод;

2 — пусковой аппарат;

4 — пробивной предохранитель;

5 — заземляющий провод;

6 — заземляющее устройство

Защитное зануление применяют в сетях переменного тока с глухозаземленной нейтралью или с глухозаземленным нулевым проводом в трехпроводных сетях постоянного тока для автоматического отключения поврежденного участка сети в минимально возможное короткое время.

Защитное заземление. В сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью токи замыкания на землю, возникающие при повреждении изоляции одной из фаз, обусловлены величиной сопротивления изоляции проводников и емкостью относительно земли двух других оставшихся неповрежденных фаз. Эти токи (называемые токами утечки) относительно невелики (2 — 3 А и менее) и часто недостаточны для приведения в действие аппаратов защиты и автоматического отключения. Но они могут стать смертельными для человека, стоящего на земле и прикоснувшегося к частям оборудования, оказавшимся под напряжением при замыкании на землю и не соединенными с землей. Поэтому в сетях переменного тока с изолированной нейтралью, а в сетях постоянного тока с изолированной средней точкой для защиты от поражения электрическим током при прикосновении к частям электрооборудования, оказавшимся под напряжением в результате повреждения изоляции токоведущих проводников, применяют защитное заземление.

Защитным заземлением называется преднамеренное металлическое соединение с землей в сетях переменного тока с изолированной нейтралью или в сетях постоянного тока с изолированной средней точкой частей электроустановок, нормально не находящихся под напряжением, но которые могут случайно оказаться под напряжением по тем или иным причинам. Соединение это выполняют проводником, который называют заземляющим. Заземляющий проводник присоединяют к заземлителю, имеющему непосредственное соединение с землей. При замыкании фазы на корпус электрооборудования большая часть тока замыкания пройдет через заземляющий проводник, а меньшая через тело человека, прикоснувшегося к электрооборудованию, так как сопротивление металлического проводника во много раз меньше, чем сопротивление тела человека. Схема присоединения электрооборудования к защитному заземлению показана на рис. XV.1, б.

Защитное заземление применяется в сетях с изолированной нейтралью для уменьшения проходящего через тело человека тока замыкания на землю до безопасной величины.

Поскольку сети с изолированной нейтралью могут работать с неотключенным замыканием на землю или на корпус электрооборудования, в таких сетях необходим тщательный контроль за состоянием изоляции и своевременное устранение возникших повреждений.

Сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью, связанные через трансформатор с сетями напряжением выше 1000 В, должны быть защищены от опасности перехода высшего напряжения на сторону низшего при повреждении изоляции между обмотками низкого и высокого напряжения. Такой защитой является пробивной предохранитель, устанавливаемый в нейтрали или в одной из фаз на стороне низшего напряжения трансформатора.

Защитное отключение. Приведенные выше способы предупреждения и защиты от поражения электрическим током имеют свои недостатки. Так, например, заземленное электрооборудование в сетях с изолированной нейтралью при однофазных замыканиях не отключается и остается под напряжением и при неблагоприятных обстоятельствах может служить причиной несчастного случая. Зануление электрооборудования в сетях с глухозаземленной нейтралью дает возможность автоматически отключить поврежденный участок сети, но с задержкой до нескольких секунд (время срабатывания плавкой вставки предохранителя или расцепителя автомата). За время задержки отключения может произойти поражение электрическим током обслуживающего персонала. Эти недостатки защитных зануления и заземления устраняет система защитного отключения.

Защитным отключением называется система защиты, обеспечивающая автоматическое отключение быстродействующим устройством всех фаз аварийного участка с полным временем отключения с момента возникновения однофазного замыкания не более 0,2 с. Защитное отключение может применяться при снижении уровня изоляции в сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и при однофазном замыкании на корпус электрооборудования в сетях с глухозаземленной нейтралью. Устройства защитного отключения имеют высокую чувствительность и быстродействие. Их токи срабатывания весьма малы (10 — 30 мА), поэтому они реагируют как на токи замыкания на землю, так и на токи утечки при снижении сопротивления изоляции сети, а их быстродействие (0,1 — 0,2 с) обеспечивает почти мгновенное отключение установки. Эти качества устройств защитного отключения почти полностью исключают возможность поражения от токов замыкания, опасных как по величине, так и по продолжительности действия.

Рис. XV.2 Схема защитного отключения

Схема защитного отключения с быстродействующим реле показана на рис. XV.2. Между корпусом электрооборудования и вспомогательным заземлителем rв включено защитное реле напряжения РН, реагирующее на величину напряжения по отношению к земле. Электрооборудование может быть заземлено через заземлитель rз или занулено через заземлитель r. При замыкании фазы на корпус электрооборудования на нем появляется напряжение. Если это напряжение превысит заданную величину, реле РН срабатывает, его контакт в цепи обмотки пускателя П размыкается и магнитный пускатель отключает электродвигатель от сети. Кнопка КнК служит для проверки действия защиты; КнП и КнС — кнопки пуска и остановки электродвигателя.

Защитное отключение применяют в случаях, когда безопасность персонала не может быть обеспечена устройством зануления или заземления.

Во взрывоопасных зонах искрение, возникшее при появлении разности потенциалов между попавшими под напряжение частями электрооборудования и землей, может вызвать воспламенение окружающей взрывоопасной смеси. Наличие зануления, заземления или защитного отключения устраняет эту опасность.

Занулению (заземлению) подлежат корпуса электрических машин, аппаратов, светильников, кабельные конструкции, металлическая оболочка кабелей, стальные трубы электропроводки, лотки, короба, металлические конструкции щитов, панелей и т. п.

Заземляющие устройства. Устройство, состоящее из заземлителей (электродов заземления) и соединенных с ним зануляющих (заземляющих) проводников называется заземляющим устройством.

Заземляющие и зануляющие проводники. В качестве заземляющих и зануляющих проводников используют специально прокладываемые для этой цели провода, а также трубы электропроводки, алюминиевую оболочку кабелей, кожухи шинопроводов, лотки, короба, подкрановые пути, металлические фермы, колонны зданий.

В сетях с изолированной нейтралью проводимость заземляющих проводников должна быть не менее 1/3 проводимости фазных проводников. Не требуется применять для заземления медные проводники сечением более 25 мм 2 , алюминиевые проводники сечением более 35 мм 2 и стальные проводники сечением более 120 мм 2 .

В сетях с глухозаземленной нейтралью проводимость зануляющих проводников должна быть не менее половины проводимости фазных проводников. При одинаковом материале фазных и зануляющих проводников это требование обеспечивается, если сечение зануляющего проводника будет не меньше половины фазного.

Зануление. Принципиальная схема зануления в четырехпроводной сети

Б. Зануление. Занулением в электроустановках напряжением до 1000 В называется преднамеренное электрическое соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной средней точкой источника в сетях постоянного тока.

Нулевым защитным проводником в электроустановках напряжением до 1000 В называется проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной средней точкой источника в сетях постоянного тока. Глухое заземление нейтрали осуществляется рабочим заземлением непосредственно у источника питания, т. е. на подстанции или электростанции.

Смотрите так же:  N и l провода

Пулевым рабочим проводником в электроустановках до 1000 В называется проводник, используемый для питания электроприемников, соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной средней точкой источника в трехпроводных сетях постоянного тока. Он может выполнять функцию нулевого защитного проводника.

В электроустановках с глухозаземленной нейтралью (нулевым проводом) в случае замыкания фазы на зануленные металлические конструктивные нетоковедущие части, например на корпус электродвигателя Д (рис. 9.12), должно произойти автоматическое отключение поврежденного участка электрической сети максимальной токовой защитой, так как в сети возникает однофазное короткое замыкание. Этим и ликвидируется опасность поражения электрическим током при касании металлических корпусов электрооборудования с поврежденной изоляцией.

Рис. 9.12. Замыкание на корпус в сети с глухозаземленной нейтралью при наличии зануления

Заземление нейтрали источника питания выполняется через малое сопротивление заземлителя рабочего заземления, что обеспечивает допустимое напряжение между зануленным оборудованием и землей при протекании тока короткого замыкания (временно до отключения защитой). При неполном замыкании на землю через значительное сопротивление (например, в случае падения фазного провода на землю) ток однофазного замыкания может оказаться недостаточным для срабатывания защиты на отключение (рис. 9.13) и установка продолжает работать. В этом случае между нулевым проводом и землей возникает напряжение. Как видно из схемы, цепь однофазного замыкания образуется через сопротивления R и Rзам. Ток в цепи

а напряжение нулевого провода и, следовательно, всех присоединенных к нему корпусов зануленного электрооборудования относительно земли равно

т. е. меньше фазного напряжения, тогда как при отсутствии заземления нейтрали оно будет равно фазному напряжению (рис. 9.13, б).

Рис. 9.13. Принципиальная схема зануления в четырехпроводной сети:

а — нейтраль трансформатора заземлена наглухо; б — нейтраль трансформатора изолирована от земли (включен вольтметр)

Например, в электроустановке, где нулевой провод наглухо заземлен (рис. 9.13, а) с малым сопротивлением растеканию тока с заземлителя (согласно ПУЭ — не более 4 Ом), при сопротивлении в месте замыкания около Rзам=10 Ом ток замыкания на землю согласно (9.10) будет

При таком токе токовая защита обычно не срабатывает на отключение, и в этом режиме напряжение между нулевым проводом и всеми корпусами зануленного электрооборудования и землей составит согласно (9.11)

Помимо заземления нейтрали и нулевого защитного проводника непосредственно у источника питания нулевой защитный провод дополнительно заземляют повторно, что снижает общее сопротивление заземления нейтрали и служит резервным заземлением в случае обрыва нулевого провода (более вероятного на воздушных линиях). Согласно ПУЭ на концах воздушных линий напряжением 220/380 В длиной более 200 м, а также на вводах воздушных линий к электроустановкам, подлежащим занулению, следует выполнять повторные заземления нулевого рабочего провода, используя в первую очередь естественные заземлители (проложенные в земле водопроводные трубы, обсадные трубы артезианских скважин, металлические конструкции зданий, погруженные в землю, свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле).

При снабжении потребителей по кабельным линиям напряжением 220/380 В повторные заземления нулевого провода выполняются у вводов в помещения. Внутри этих помещений прокладывается магистраль повторного заземления нейтрали, к которой присоединяют подлежащие занулению объекты.

В сетях постоянного тока повторные заземления должны быть только с искусственными заземлителями.

Согласно ПУЭ сопротивление заземляющего устройства нейтрали источника питания должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях источника трехфазного тока 660, 380 и 220 В.

Сечение нулевого рабочего провода принимается равным примерно половине сечения фазных проводов. В однофазных ответвлениях от магистралей «фаза — нуль» сечение нулевого провода должно быть равно сечению фазных проводов, поскольку по нему проходит рабочий ток.

На нулевом защитном (и рабочем) проводе не должно быть выключателей и плавких предохранителей.

ПУЭ запрещают в сетях с глухозаземленной нейтралью выполнять защитное заземление отдельных корпусов электроприемников без присоединения их к нулевому проводу. Если отдельные корпуса электрооборудования будут только заземлены, то в случае замыкания на такой корпус образуется замкнутая цепь через два последовательных заземления — рабочее заземление нейтрали источника питания и защитное заземление упомянутого корпуса. При этом ток в цепи может оказаться меньше уставки защитного аппарата и отключения не произойдет. В этом случае появится напряжение относительно земли как на корпусе электроприемника с поврежденной изоляцией, так и на всех других корпусах с исправной изоляцией, что недопустимо.

Занулению подлежат те же металлические нетоковедущие части электрооборудования, которые подлежат защитному заземлению в сетях с изолированной нейтралью.

В качестве нулевых защитных проводников аналогично защитному заземлению могут быть использованы специально предусмотренные для этой цели проводники, а также металлические конструкции зданий, конструкции производственного назначения и др.

При занулении осветительных приборов к корпусу следует присоединять отдельное ответвление от нулевого провода, а не пользоваться для этого рабочим нулевым проводом, который присоединяется к резьбовой части лампового патрона. При этом фазный провод (через выключатель) присоединяют к центральному контакту согласно Рис. 9.14.

Рис. 9.14. Пример зануления металлического корпуса светильника

Что такое защитное зануление

Защитное зануление, назначение и принцип действия.

В настоящее время существует несколько различных систем электроснабжения потребителей напряжением до 1000 В, однако в России основной в данном случае является система с глухозаземленной нейтралью. Именно такая система используется в каждом нашем доме.

При кажущейся сложности названия все предельно просто. В такой системе нейтральная точка трансформатора на подстанции имеет непосредственное соединение с землей. Основной мерой защиты от случайного попадания под напряжения в данном случае служит защитное зануление, то есть специальное соединение любой металлической части бытового электроприбора с нейтралью трансформатора.

Поскольку, как и было отмечено выше, в таких системах нейтраль глухо соединена с землей то по сути своей защитное зануление не что иное, как одна из разновидностей заземления.

В каждой нашей домашней розетке при правильно выполненной в доме электропроводке имеется заземляющий контакт. Именно через него при включении электроприбора мы соединяем его корпус с нейтральной точкой трансформатора.

Суть работы защитного заземления заключается в следующем. Нормативные документы регламентируют допустимое время отключение поврежденной линии при коротком замыкании не более 0,4 секунд. Именно за это время, как считается, человек имеет все шансы остаться в живых при попадании под напряжение.

При выполнении защитного зануления значительно снижается сопротивление петли «фаза-ноль» и обеспечивается достаточное значение тока короткого замыкания для срабатывания аппарата защиты (предохранитель или автоматический выключатель) за время не более 0,4 секунд.

При отсутствии защитного зануления, или как его еще в быту называют «заземления» ток короткого замыкания за счет высокого сопротивления может оказаться недостаточным для срабатывания защиты и поврежденный бытовой прибор может надолго оказаться под опасным для человека напряжении.

Выполняется защитное зануление в соответствии с требованиями действующих Правил Устройства Электроустановок (ПУЭ). Как правило для этого используется третья жила провода, либо отдельно проложенный медный проводник сечением не менее 4 мм.кв.

Кроме того, в сетях с глухозаземленной нейтралью категорически запрещается выполнять заземление бытовых приборов на отдельный контур заземления, не связанный с нейтральной точкой трансформатора. Например, просто соединив заземляющий контакт розетки с самостоятельно вбитым под окном металлическим стержнем.

То же самое и касается попыток «заземления» на систему отопления или водоснабжения квартиры. В этом случае ток короткого замыкания может оказаться достаточно низким за счет того, что земля и дополнительный контур заземления (как правило самодельного производства) имеют значительно большее сопротивление нежели специальный нулевой защитный проводник.

В целом можно сказать, защитное зануление играет огромную роль в обеспечении электробезопасности вашего дома, а качеству и правильности его выполнения следует уделять максимум внимания.

Похожие статьи:

  • Белый красный черный провода ПВ1(ПуВ) 1х2,5 провод (белый, черный, синий, красный, желто-зеленый) ГОСТ Расшифровка ПВ-1 и ПВ-3: П - провод. В - виниловая изоляция. 1 или 3 - класс гибкости жилы. Провод медный ПВ-1 с пластмассовой изоляцией предназначен для […]
  • Обмоточные провода пэв Продам Обмоточные провода ПЭВ , ПЭТВ . Информация об авторе Продам обмоточные провода от 350р/кг Провод обмоточный в эмалиевой изоляции на катушках ПЭВ-2 0, 063мм брутто 0, 4кг (кат. выс. 80мм диам. 80мм) ПЭВ-2 0, 063мм (кат. выс. 65мм […]
  • Автопреобразователь 12 220 вольт Автомобильный преобразователь напряжения 12-220 вольт Belttt 800 W Доставка осуществляется по Москве и Московской области, а также возможна доставка по всей России транспортной компанией CDEK Мы предлагаем только те товары, в качестве […]
  • Электрические схемы бмв 19. Принципиальные электрические схемы Поскольку невозможно в данном Руководстве привести все принципиальные схемы за каждый год выпуска, ниже приводятся наиболее типичные схемы и те, которые бывают необходимы чаще всего. Прежде чем […]
  • Сопротивление константанового провода Для изготовления реостата израсходовано 2.25м константанового провода диаметром 0.1мм .определить сопротивление реостата ,если удельное сопротивление конст s=pi*D^2/4=3,14*0,01*10^-6/4=7,85*10^-9 […]
  • Подключение трансформатора омп Трансформаторы однофазные ОМ, ОМП, ОМГ. Трансформаторы однофазные типа ОМ, ОМП, ОМГ предназначены для преобразования электроэнергии в сетях энергосистем, питания электрооборудования железных дорог и других однофазных потребителей […]