33. Зануление. Расчёт отключающей способности

Зануление – преднамеренное соединение металлического корпуса станка с нулевым защитным проводником (с нулевым проводом электрической сети).

Цель зануления: образовать цепь короткого замыкания (КЗ). В цепи КЗ ток мгновенно возрастает до нескольких десятков или даже сотен ампер, поэтому происходит срабатывание предохранительного устройства и неисправное электрическое оборудование отключается от питающей электрической сети. Время срабатывания – десятые доли секунды. Такое устройство защиты использует принцип “защита временем” – ток действует на человека краткрвременно.

Область применения: системы зануления применяется только в сетях с заземленной нейтралью источника тока и при наличии нулевого провода (нулевого защитного проводника).

Существует два вида сетей:

1) трехфазная четырех- или пяти проводная электрическая сеть с заземлённой нейтралью трансформатора;

2) однофазная двух или трех проводная электрическая сеть с заземлённой нейтралью источника тока.

Принцип действия зануления.

При занулении искусственно создается цепь короткого замыкания на тот случай, когда происходит замыкание фазного провода на корпус.

Необходимо мгновенно отключить неисправное электрическое оборудование. Время отключения – десятые, сотые доли секунды. Быстрота срабатывания зависит от типа предохранительного устройства.

Рисунке 4.10 – Принципиальная схема системы зануления

На рисунке 4.10 использованы следующие условные обозначения: 1 – элемент зануления; 2 – короткое замыкание; Fu – предохранительное устройство; R₀ – сопротивление заземляющего устройства нейтрали источника тока; R_h – повторный заземлитель нулевого провода; предназначен для обеспечения работоспособности системы зануления на тот случай, когда происходит обрыв нулевого провода.

В системе зануления главная характеристика – время отключения в секундах t, с (t ≤ 1 сек).

В устройство зануления входят следующие элементы:

1. болт заземления (или винт), который вкручивается в корпус станка;

2. заземляющий провод;

3. заземляющая шина;

4. вывод, соединяющий заземляющую шину с заземлителями;

5. горизонтальный заземлитель;

6. вертикальный заземлитель;

7. заземляющая шина соединяется с нулевым проводом сети.

Безопасность зануления зависит от мощности электроустановки потребителя (электродвигателя).

Расчёт зануления

Цель расчета – проверить отключающую способность системы зануления, проверить выполнение неравенства:

, (4.5)

где – расчетный ток в цепи короткого замыкания, А (определяется расчетным методом);

k – коэффициент запаса, зависит от конструкции предохранительного устройства (k = 1,4…3); если предохранитель плавкий k = 3, автоматический k = 1,5, для других предохранителей «k» записано на корпусе устройства;

–номинальный ток, при котором заканчивается срабатывание предохранительного устройства; I_Н выбирается в зависимости от мощности электродвигателя, чем больше мощность, тем больше I_Н.

Методика расчёта.

1. Составить принципиальную электрическую схему.

2. Составить монтажную схему, на которой указать технические характеристики источника переменного тока (трансформатора), технические характеристики кабельной сети, выбранного предохранительного устройства и защищаемого электродвигателя

3. Составить схему замещения (наиболее упрощенный вариант электрической схемы).

Сопротивление определяется по формуле:

Ом, (4.6)