Стартовая >> Оборудование >> Подстанции >> Защитное заземление

Принцип действия защитного зануления - Защитное заземление

Оглавление
Защитное заземление
Принцип действия защитного заземления
Принцип действия защитного зануления

В установках напряжением 380/220 В с заземленной нейтралью непосредственное защитное заземление корпусов оборудования нередко могло бы оказаться недостаточно эффективным, потому что заземлений в таких сетях понадобилось бы много и экономически невозможно было бы сооружать их все с очень маленьким сопротивлением заземлителей. При пробое изоляции сопротивление двух последовательно включенных сопротивлений (заземления нейтрали Ro и защитного заземления корпуса поврежденного токоприемника R3) могло быть таким, что ток однофазного замыкания на корпус был бы слишком мал, чтобы вызвать срабатывание плавкого предохранителя, защищающего поврежденный токоприемник. Например, при сопротивлении обоих заземлителей по 4 Ом, даже если пренебречь сопротивлением фазного провода от источника питания до места повреждения изоляции, ток

(в расчете не учтены активное сопротивление земли между зонами растекания тока с заземлителей, равное 0,05 Ом/км, и внешнее индуктивное сопротивление току однофазного короткого замыкания в петле фаза — земля).
Из расчета видно, что в этом случае предохранитель с номинальным током плавкой вставки 35 А и выше не сработает. На заземленном оборудовании длительно может оставаться напряжение, при равенстве сопротивлений заземлителей равное половине фазного, то есть 110 В. Если же защитное заземляющее устройство имеет большее сопротивление, чем заземляющее устройство нейтрали, то напряжение относительно земли на заземленном оборудовании будет во столько же раз превышать напряжение на нулевой точке. Например, если сопротивление заземления нейтрали 2 Ом, а сопротивление защитного заземления 8 Ом, на заземленных частях оборудования при пробое изоляции будет напряжение
Поэтому в сетях напряжением 380/220 В, где нейтраль обмотки питающего трансформатора или генератора наглухо заземляется, вместо защитного заземления корпусов токоприемников путем непосредственной связи с расположенным поблизости заземлителем применяют особую разновидность заземления, которая по сути дела является самостоятельным защитным мероприятием и называется занулением. Это металлическое присоединение корпусов электрооборудования к нулевой точке (заземленной нейтрали) трансформатора или генератора. Обычно проводники, зануляющие отдельные токоприемники, связывают их не непосредственно с нулевой точкой, а с рабочим нулевым проводом.
При пробое изоляции в зануленом оборудовании возникает цепь тока однофазного короткого замыкания со сравнительно небольшим сопротивлением, состоящим из сопротивлений фазного и нулевого проводов. Появляется ток короткого замыкания, значительно больший, чем ток однофазного замыкания на землю, где применяется просто защитное заземление. Поэтому быстро срабатывает плавкий предохранитель или автоматический выключатель, защищающий поврежденное оборудование или участок сети. Именно быстрое и полное снятие напряжения с поврежденного оборудования является основой защитного действия зануления — в отличие от защитного заземления, когда напряжение на заземленных частях при повреждении изоляции понижается, но может длительно сохраняться.
В случае обрыва нулевого провода все оборудование за точкой обрыва оказалось бы не только совершенно лишенным защиты, но и поставленным даже в более плохие условия, чем при полном ее отсутствии, потому что при повреждении изоляции любого аппарата или электродвигателя, присоединенному к нулевому проводу за точкой обрыва, появилось бы напряжение, часто равное фазному, и на его корпусе, и на всех других зануленных корпусах. Чтобы избежать этого, во-первых, стремятся предотвратить обрывы нулевого провода. Во-вторых, чтобы уменьшить напряжение при замыкании на корпус электрооборудования, связанного с нулевым проводом, если он все же оборвется, необходимо делать повторные заземления нулевого провода.
Повторные заземления нулевого провода полезны и при целом нулевом проводе, так как они снижают напряжение на корпусе поврежденного оборудования до момента срабатывания предохранителя или в случае, если он все же не сработает из-за неправильного выбора плавкой вставки или при недостаточно большой силе тока короткого замыкания, когда замыкание на корпус произошло через большое переходное сопротивление остатков изоляции.
Если у нулевого провода сечение в 2 раза меньше, а сопротивление в 2 раза выше, чем у фазного, то без повторного заземления при замыкании на корпус в зануленном токоприемнике на нулевом проводе возникает падение напряжения приблизительно в 2/3 фазного напряжения, то есть 147 В. Оно и будет на корпусе относительно земли. Если же вблизи поврежденного оборудования находится одно повторное заземление, то параллельный нулевому проводу путь тока через землю снизит результирующее сопротивление цепи тока от корпуса до нулевой точки трансформатора. Понизится и падение напряжения UK, о на этом пути. Еще больше понизится напряжение Uк на корпусе токоприемника относительно земли, которое будет составлять лишь часть от UK.0:

где:
Ro — сопротивление заземления нейтрали;
Rn — сопротивление повторного заземлителя.                          
При
Rq = Rnl
UK = 0,5UK.o.
При двух или большем количестве повторных заземлений на данной линии напряжение на корпусе снижается еще больше.
В установках до 1000 В с заземленной нейтралью запрещается применять защитное заземление корпуса без металлической связи с нулевой точкой источника. Но если заземлители данного корпуса и нулевой точки металлически связаны между собой, можно не иметь специального зануляющего проводника.
Запрещается применять землю в качестве рабочего нулевого провода в установках напряжением 380/220 В или 220/127 В (с заземленной нейтралью) и в качестве фазного провода в установках напряжением до 1000 В с незаземленной нейтралью.
Если в жилой комнате или общественном помещении есть радиаторы центрального отопления или проходят металлические водогазопроводные трубы, опасно пользоваться вблизи них настольной лампой с металлическим незануленным корпусом или утюгом и другими переносными электроприборами без зануления, так как возможность одновременного соприкосновения с корпусами электрооборудования и заземленными трубопроводами создает повышенную опасность поражения электротоком. Допускается использовать переносные электроприемники без заземления (зануления) только в случае, если металлические трубопроводы недоступны для прикосновения, — например, если радиаторы ограждены деревянными решетками.
В установках напряжением 36 В (42 В) и ниже переменного тока или 110 В и ниже постоянного тока заземление или зануление не применяют вообще ни в каких помещениях или наружных установках, кроме взрывоопасных; не применяют их и для электросварки, где независимо от напряжения полагается заземлять зажим вторичной обмотки трансформатора, к которому присоединяется обратный провод от свариваемой детали.      



 
« Защита и монтаж конденсаторных установок   Защитное заземление и способы его выполнения »
электрические сети