Зануление

Принцип действия зануления – превращение пробоя на корпус электроустановки в однофазное короткое замыкание, т.е. образование так называемой «цепи короткого замыкания»: «корпус → нулевой провод → фазная обмотка трансформатора → корпус», которая обладает малым электрическим сопротивлением.

Рассмотрим схему зануления:

При пробое на корпус в цепи короткого замыкания возникает большой ток короткого замыкания I_к.з., в результате чего за 5...7 секунд перегорает плавкая вставка 1.

Для надежного срабатывания зануления необходимо выполнение условия:

I_к.з. ≥ 3 I^н_пл.вст.

где I_к.з. – номинальный ток плавкой вставки.

Подбор плавких вставок предохранителей производится в соответствии с рабочими параметрами электроустановки.

Ток короткого замыкания определяется по формуле:

6

где U_ф – фазное напряжение;

Z_т – сопротивление вторичной обмотки трансформатора;

R_н – сопротивление нулевого провода;

R_ф – сопротивление фазного провода.

В схеме зануления необходимо наличие нулевого провода, заземления нейтрали источника тока, повторного заземления нулевого провода R_п.

Назначение повторного заземления нулевого провода – уменьшение опасности поражения электротоком при обрыве нулевого провода и замыкании фазы на корпус за местом обрыва, а также снижение напряжения на корпусе в момент горения плавкой вставки.

При обрыве нулевого провода в точке А сохранится цепь тока: нулевой провод → сопротивление повторного заземления R_п → земля → сопротивление заземления нулевой точки трансформатора R₀ → фазные провода. Благодаря этому напряжение между корпусом и землей снизится с фазного до величины

U_к = I_з • R_п.

Так как I_з = U_ф / (R_п + R₀), то U_к = R_п • U_ф / (R_п + R₀).

Если принять, что R_п = R₀, то напряжение между корпусом и землей будет равно половине фазного напряжения:

U_к = U_ф / 2.

Таким образом, повторное заземление нулевого провода уменьшает опасность поражения электротоком, возникающую в результате обрыва нулевого провода, но не устраняет ее полностью, т.к. напряжение, равное половине фазного, является опасным.

Область применения зануления – трехфазные четырехпроводные электрические сети напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью источника тока.

ЗАЩИТА ОТ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

Заряды статического электричества образуются:

• при изгибе, растяжении, резании и дроблении твердых тел;

• при разбрызгивании жидкостей;

• при относительном перемещении (трении) твердых тел, слоев сыпучих и жидких материалов;

• при испарении, сублимации (переходе твердой фазы в парообразную, минуя жидкую) и кристаллизации веществ;

• при облучении веществ ультрафиолетовыми и рентгеновскими лучами;

• при химических реакциях.

При статической электризации напряжение относительно земли достигает иногда сотен тысяч вольт. Значения токов, протекающих при явлениях статической электризации, составляют, как правило, доли микроампера (10^-7...10^-3 А).

Для воспламенения от электрической искры требуется минимальная энергия, т.к. малый объем газа от искры нагревается до высокой температуры за предельно короткое время. В то же время искровые разряды между контактирующими телами могут иметь большую энергию и явиться источником зажигания горючих газо-, паро- и пылевоздушных смесей. Именно в этом заключается основной опасный фактор статического электричества.

Для воспламенения горючих газов, паров и жидкостей достаточно возникновения искры при разности потенциалов в 300-3000 В.

Например, бензин воспламеняется от искры при разности потенциалов в 1000 В, его пары – при разности потенциалов в 300 В, почти все горючие газы – 3000 В, большинство горючих пылей – 5000 В.

Почти 60% взрывов на производствах с применением взрывоопасных смесей происходит по причине возникновения зарядов статического электричества.

Нормативным документом является ГОСТ Р 12.1.018-92 – Пожаровзрывобезопасность статического электричества.

Мероприятия по защите от статического электричества можно разделить на 2 группы:

1 – мероприятия, направленные на предотвращение или уменьшение интенсивности образования зарядов;

2 – мероприятия, обеспечивающие условия для быстрейшей релаксации (стекания) зарядов.

К первой группе мероприятий относятся:

1. уменьшение силового воздействия при работе с материалами и изделиями;

2. уменьшение скорости перемещения твердых тел, сыпучих и жидких материалов;

3. добавление в объем диэлектрических материалов токопроводящих примесей (графитный порошок, алюминиевая пудра);

4. нанесение на поверхность тел токопроводящих лакокрасочных покрытий или пленок;

5. добавление в электризующиеся жидкости антистатических добавок (слабых электролитов);

6. исключение свободно падающей струи при наливе жидкостей: сливную трубу следует располагать у дна сосуда и направлять вдоль его длинной стенки;

7. недопущение разбрызгивания и интенсивного перемешивания жидкостей.

Ко второй группе мероприятий относятся:

1. заземление металлического и электропроводного неметаллического производственного оборудования;

2. увеличение относительной влажности воздуха до 65...70% в помещении или только в местах обработки материалов;

3. ионизация воздуха вблизи мест образования зарядов статического электричества (применение индукционных или радиоизотопных нейтрализаторов зарядов).

Для отвода статического электричества, накапливающегося на людях, предусматривается:

1. устройство токопроводящих полов или заземленных зон, помостов, площадок;

2. заземление ручек дверей, поручней, лестниц и рукояток приборов, машин, аппаратов;

3. использование токопроводящей обуви;

4. запрещение ношения одежды, способствующей электризации, а также колец и браслетов, на которых аккумулируются заряды статического электричества.

Общие требования электробезопасности при подготовке и производстве СМР устанавливает ГОСТ 12.1.013-78 (Строительство. Электробезопасность. Общие требования).