В электроустановках с глухозаземленной нейтралью при замыканиях на корпус необходимо обеспечить автоматическое отключение поврежденного участка. Применение заземления (рис. 4-3) в таких электроустановках нецелесообразно, так как для снижения напряжения на корпусе при однофазном замыкании до безопасной величины потребовались бы заземляющие устройства с малым сопротивлением. Так, например, при одинаковом сопротивлении заземления оборудования и нейтрали корпуса в аварийном режиме окажутся под напряжением, равным половине фазного: 
Рис. 4-3. Схема неправильного устройства заземления в сети с глухозаземленной нейтралью.
Рис. 4-4. Схема защиты занулением.
1 — магистраль зануления; 2 — ответвление магистрали к электрооборудованию; 3 — аппарат отключения; 4 — повторное заземление магистрали.
Если же уменьшить сопротивление заземления оборудования по сравнению с сопротивлением заземления нейтрали, то недопустимо вырастет напряжение смещения нейтрали при замыканиях на землю и соответственно возрастут напряжения неповрежденных фаз.
Кратковременный аварийный режим позволяет обеспечить безопасность (за счет уменьшения времени воздействия напряжения на человека) и сохранность электрооборудования. Однако срабатывание защитных аппаратов, применяемых в электроустановках (предохранителей, автоматических выключателей и т. п.), происходит успешно только при значительных токах в цепи замыкания, поэтому необходимо обеспечить для тока в режиме замыкания на корпус путь достаточно высокой проводимости, т. е. исключить ограничение тока значительными сопротивлениями заземлений нейтрали и оборудования. Добиваются этого устройством металлической связи между корпусами электрооборудования и нейтралью, которая превращает замыкание на корпус в однофазное короткое замыкание (рис. 4-4).
Систему мероприятий, обеспечивающих безопасность при однофазных замыканиях на корпус в электроустановках с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1 000 В, принято называть занулением. Зануление осуществляет защиту путем автоматического отключения поврежденного участка электроустановки от сети и снижения напряжения на корпусах зануленного электрооборудования до безопасного на время срабатывания защиты.
Таким образом, зануление сочетает функции двух видов защитных устройств — заземления и защитного отключения и включает в себя следующие элементы (рис. 4-4):
магистраль зануления — металлический проводник, связанный с нейтралью трансформатора, к которому присоединяются металлические элементы электрооборудования, нормально изолированные от напряжения;
ответвление магистрали к электрооборудованию — металлический проводник, связывающий элементы электрооборудования, подлежащие занулению, с магистралью зануления;
аппарат отключения — коммутационный аппарат, через который электрооборудование присоединяется к питающей сети, реагирующий на ток однофазного замыкания на корпус и отключающий аварийное электрооборудование от сети;
повторные заземления магистрали — связи магистрали с землей через заземлители с невысоким сопротивлением, выполняемые на определенных участках системы зануления.
Успешная работа зануления как схемы защитного отключения зависит от трех элементов — магистрали зануления, ответвлений магистрали и аппарата отключения. Проводимость магистрали и ответвления определяет величину тока однофазного к. з., характеристика защитного аппарата определяет время, за которое поврежденный участок отключается от сети.
Напряжение на корпусе поврежденного электрооборудования возникает с момента однофазного замыкания до отключения. Его величина определяется проводимостью магистрали зануления и сопротивлением повторных заземлений.
Для выполнения защитных функций занулением в «Правилах устройства электроустановок» нормируются параметры, определяющие его успешную работу. Проводимость магистрали зануления и ответвлений нормируется такой, чтобы при замыкании на корпус ток однофазного к. з. на корпус достигал значений, определяемых из выражения
(4-7) где Iн — номинальный ток защитного аппарата, определяемый типом применяемых аппаратов, характером и номинальной мощностью нагрузки; k — коэффициент кратности, нормируемый в зависимости от типов защитных аппаратов и условий окружающей среды (табл. 4-1).
Таблица 4-1
Значения коэффициента k
Кроме того, для уменьшения проводимости цепи однофазного короткого замыкания ПУЭ предусматривают: прокладку магистрали зануления и ответвлений к электрооборудованию совместно или в непосредственной близости с фазными проводниками;
запрещение использовать в качестве магистралей зануления свинцовых оболочек кабелей из-за их недостаточной проводимости;
полная проводимость проводников зануления во всех случаях должна составлять не менее 50% проводимости фазных проводников;
расчетную проверку принятых проводимостей для необходимого тока однофазного замыкания Iк по формуле (4-7).
Расчетная проверка осуществляется на стадии проектирования зануления и сводится к сравнению расчетного тока к. з. с током, обеспечивающим успешное срабатывание защитных аппаратов. Если проводимости магистрали зануления и ответвлений к электрооборудованию выбраны правильно, расчетный ток к. з. должен быть не меньше тока, определяемого по формуле (4-7).
Для расчета тока однофазного к. з. в ПУЭ имеется выражение
нулевой провода линии. Для линий из цветных металлов активное сопротивление rп определяется как сумма омических сопротивлений фазного провода, магистрали зануления и ответвления к электрооборудованию. Если «петля» включает магистрали и ответвления из стальных проводников, их активное и внутреннее индуктивное сопротивление рассчитывают, исходя из тока к. з., определяемого из выражения (4-7); внешнее индуктивное сопротивление принимают 0,6 Ом/км.
Повторные заземления нормируются сопротивлением, местом сооружения и проводимостью проводников, связывающих магистрали зануления с повторными заземлениями.
Сопротивление заземляющих устройств каждого из повторных заземлений должно быть не более 10 Ом, а при мощности трансформаторов электроустановки до 100 кВ-А — 30 Ом; при этом для каждой электроустановки необходимо сооружать не менее трех повторных заземлений.
Повторные заземления необходимо сооружать на воздушных линиях через каждые 250 м, а также на концах линий и ответвлений длиной более 200 м. Проводники для повторных заземлений выбираются на пропускную способность не менее 25 А; по механической прочности проводники из меди выбираются сечением не менее 4 мм2, из алюминия —10 мм2 и из стали в соответствии с данными табл. 3-1.
Приведенные нормы должны обеспечивать успешную защиту занулением, т. е. безопасное время срабатывания и допустимое напряжение на время срабатывания защитных аппаратов. Однако, как показывают измерения, проведенные многими авторами в производственных электроустановках, принятая методика нормирования не только не всегда отвечает критериям электробезопасности, но и часто создает неэквивалентные условия безопасности для различных электроустановок и электрооборудования.