3. Зануление
Опасность поражения электрическим током при прикосновении к корпусу и другим нетоковедущим металлическим частям электрооборудования, оказавшимся под напряжением, может быть устранена быстрым отключением поврежденного электрооборудования от питающей сети. Для этой цели используется зануление, принципиальная схема которого в сети трехфазного тока показана на рис. 3.1..
Зануление – это преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.
Рис. 3.1. Принципиальная схема зануления:
1 – корпус электроустановки;
2 – аппараты защиты от токов короткого замыкания (предохранители, автоматические выключатели);
R0 –- сопротивление заземления нейтрали источника тока;
Rn – сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника;
Iк –- ток короткого замыкания;
1н – часть тока короткого замыкания, протекающая через нулевой провод;
1з – часть тока короткого замыкания, протекающая через землю;
0 (н. з.) – нулевой защитный проводник.
Принцип действия зануления – превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание (между фазным и нулевым проводником) с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты и автоматически отключить поврежденное электрооборудование от питающей сети.
В качестве отключающих аппаратов используются: плавкие предохранители; автоматические выключатели; магнитные пускатели и т. д. При этом необходимо учесть, что с момента возникновения аварии (замыкания на корпус) до момента автоматического отключения поврежденного оборудования от сети имеется небольшой промежуток времени. В течение этого времени прикосновение к корпусу опасно, так как корпус находится под напряжением Uф (рис. 3.1) и отключение его от сети еще не произошло. В этот период работает заземление корпуса оборудования через нулевой защитный проводник Rn.
Из рис.3.1. видно, что схема зануления требует наличия в сети следующих элементов: нулевого защитного проводника; заземления нейтрали источника тока; повторного заземления нулевого защитного проводника.
Нулевой защитный проводник предназначен для создания для тока короткого замыкания цепи с малым сопротивлением, чтобы этот ток был достаточным для срабатывания защиты и быстрого отключения поврежденной установки от сети.
Назначение заземления нейтрали – снижение напряжения зануленных корпусов относительно земли до безопасного значения при замыкании фазы на землю.
Назначение повторного заземления нулевого защитного проводника – снижение напряжения на корпусе относительно земли при замыкании фазы на корпус в случае исправной схемы и при обрыве нулевого защитного проводника, а так же для заземления корпуса элекгрооборудования через Rп и обеспечения стекания тока в землю через Rп в случае обрыва или другого повреждения нулевого защитного проводника или при замыкании фазы на корпус.
Согласно ПУЭ в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухо заземленной нейтралью сопротивление заземляющего устройства R0 и сопротивление заземления нулевого защитного проводника Rп, должны быть не более величин, указанных в таблице 3.1 при линейных напряжениях Uл сети.
Таблица 3.1
Нормативные значения параметров схемы зануления
Uл, В |
660 |
380 |
220 |
R0, Ом |
2 |
4 |
8 |
Rп, Ом |
15 |
30 |
60 |
Расчет зануления имеет целью определить условия, при которых в схеме происходит быстрое отключение поврежденного оборудования от сети, и одновременно обеспечивается безопасность прикосновения человека к зануленному корпусу в аварийный период. В соответствии с этим, расчет зануления производится в следующих направлениях:
– на отключающую способность;
– расчет заземления нейтрали;
– расчет повторного заземления нулевого защитного проводника.
Область применения зануления:
– трехфазные четырехпроводные сети напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью;
– сети постоянного тока, если средняя точка источника заземлена;
– однофазные сети переменного тока с заземленным выводом.
По окончании монтажных и ремонтных работ, а также в процессе эксплуатации системы зануления необходимо проводить проверку соответствия зануления требованиям ПУЭ:
– измерять сопротивления заземления нейтрали и повторных заземлений нулевого проводника;
– проверять состояние элементов заземляющих устройств;
– проверять целостность зануляющей сети, в том числе наличие цепи, между нулевым защитным проводником и зануленным оборудованием;
– измерять сопротивление петли фаза-нуль.