3. Защитное зануления, расчет защитного зануления

Зануление (рис. 3.38) — это преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Это основное средство защиты от поражения . людей током в случае прикосновения к корпусу, электрооборудования и к металлическим конструкциям, которые оказались под напряжением вследствие повреждения изоляции или однофазного короткого замыкания в электроустановках напряжением до 1000 В в сети с заземленной нейтралью. Назначение зануления то же, что и заземления: устранить опасность поражения людей током при пробивании фазы на корпус. Это достигается автоматическим выключением поврежденной установки от электрической сети. Принцип действия зануления — превращение пробивания на корпус в однофазное короткое замыкание с целью вызвать ток большой силы, способный обеспечить срабатывание защиты и благодаря этому автоматически отключить поврежденную установку от электрической сети. При пробивании фазы на корпус ток идет через трансформатор, фазный провод, предохранитель, корпус электроустановки, нулевой провод. Ввиду того, что сопротивление при коротком замыкании мало, ток достигает значительных величин и защитное устройство срабатывает. Для того, чтобы произошло быстрое и надежное отключение, необходимо, чтобы ток короткого замыкания превышал ток установки отключающего аппарата:

Iк.з. = K * Iном (3.10)

где, Iк.з. — ток короткого замыкания, А; Iном — номинальный ток плавкой вставки или ток уставки автомата, А; K — коэффициент кратности тока короткого замыкания относительно тока уставки.

Рис. 3.18. Принципиальная схема зануления: 1 — корпус; 2 — аппараты защиты от токов короткого замыкания (плавкие предохранители, автоматы); R0 — сопротивление заземления нейтрали источника тока; Rn — сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника; 1К — ток короткого замыкания.

Однако зануление как защитное средство не обеспечивает в полной мере безопасность. Во время короткого замыкания в нулевом проводе возникает опасность поражения, которая будет существовать, пока не произойдет отключение поврежденного оборудования благодаря сгоранию предохранителя или отключению аппарата. Зануление используется в трехфазных электрических сетях напряжением до 1000 В с глухо- заземленой нейтралью.

4. Защитное отключения электроустановки ( схема и принцип работы)

З ащитное отключение — это быстродействующая защита, которая обеспечивает автоматическое отключение электроустановки при возникновении опасности поражения током. Опасность поражения может возникнуть и при замыкании фазы на корпус электрооборудования при снижении сопротивления изоляции фаз относительно земли ниже определенной границы вследствие повреждения изоляции, замыкания фаз на землю, при появлении в сети более высокого напряжения, вследствие замыкания в трансформаторе между обмотками высшего и низшего напряжений, при случайном прикосновении человека к токоведущим частям, которые находятся под напряжением. В этих случаях происходит изменение электрических параметров электроустановки и сети. Изменение этих параметров до определенной границы, при которой возникает опасность поражения человека электрическим током, может стать сигналом, который вызывает срабатывание устройства защитного отключения (УЗО), тоесть автоматическое выключение поврежденной установки. Основными частями УЗО являются прибор защитного выключения и автоматический выключатель (рис. 3.19).

Рис. 3.19. Принципиальная схема устройства защитного отключения, который реагирует на напряжение корпуса относительно земли: 1 — корпус; 2 — автоматический выключатель; КВ — катушка выключающая; Н — реле напряжения максимальное; Rз — сопротивление защитного заземления; Uк — сопротивление дополнительного заземления.

Прибор защитного отключения — совокупность отдельных элементов, которые реагируют на изменение любого параметра электрической сети и дают сигнал на отключение автоматического выключателя. К этим элементам относится датчик. Это устройство, которое воспринимает изменения электрических параметров и превращает их в соответствующий сигнал. В качестве датчика используют реле соответствующего типа. Автоматический выключатель используется для включения и отключения цепи под нагрузкой и при коротком замыкании. Он выключает защищаемую электроустановку при поступлении сигнала от прибора защитного отключения. В сетях напряжением до 1 кВ в качестве таких выключателей в устройствах защитного выключения применяются контакторы, оборудованные электромагнитным управлением в виде удерживающей катушки, магнитные пускатели, трехфазные контакторы переменного тока, оборудованные тепловым реле для автоматического отключения при перегрузке потребителей. Тип защитно-отключающего устройства зависит от параметра электрической сети, на который он реагирует; напряжение корпуса относительно земли, ток замыкания на землю, напряжение фазы относительно земли, напряжение нулевой последовательности, ток нулевой последовательности и оперативный ток. К устройствам защитного отключения предъявляются следующие требования: высокая чувствительность (способность реагировать на малые изменения входной величины сигнала, малое время отключения (не более 0,2 сек.), селективность работы (способность отключать напряжение только от поврежденного оборудования), самоконтроль (способность отключать оборудование при неисправности устройства защитного отключения), надежность. Защитное отключение рекомендуется применять в качестве основного или вспомогательного защитного средства, если безопасность не может быть обеспечена путем устройства заземления или по экономическим соображениям. Защитное отключение используется в электроустановках напряжением до 1000 В в следующих случаях: - в передвижных электроустановках с изолированной нейт'раллю, когда устройство заземления затруднительно; - в стационарных установках при использовании электри­фицированного инструмента; - в условиях повышенной опасности поражения электрическим током и взрывоопасности. Широко используются защитно-отключающие устройства в бытовых электроустановках.