3.2 Защитное зануление

Защитным занулением называется соединение металлических корпусов электрооборудования с многократным заземлением нулевым проводом (рис.3.3.).

Рис.3.3. Схема защитного занулени электрооборудования:

1-корпус; 2-нулевой защитный проводник; - сопротивление повторного заземлителя, обеспечивающего более благоприятное распределение потенциала на электрооборудовании в случае обрыва нулевого провода; - сопротивление рабочего заземлителя, обеспечивающего заземление нейтрали источника и его нормальную работу в нормальном и аварийном режимах.

Защитное зануление применяется в 4-проводных электрических сетях напряжением до 1000В. Необходимость защитного зануления в таких сетях диктуется неполноценностью защитного заземления.

Если в электрической сети нет нулевого провода и произошло короткое замыкание на корпус, то

,

здесь - величина не более 10 Ом;- по нормам равно 4 Ом.

Такой ток замыкания обеспечивает срабатывание плавкой вставки, если она рассчитана на ток в 2-2,5 раза меньше тока замыкания:, где- номинальный ток плавкой вставки;;- ток короткого замыкания;

На практике часто оказывается, что плавкая вставка завышена по току. При этом создаются условия длительного протекания тока замыкания.

В этом случае напряжение прикосновения:

что опасно для персонала, обслуживающего электроустановку. Для увеличения тока замыкания и надежного срабатывания защиты сопротивления рабочего и повторного заземлителей шунтируют бесконечно малым сопротивлением нулевого провода (см. рис.3.3.)

Таким образом, цель защитного зануления – обеспечивать необходимый для срабатывания защиты ток замыкания и отключение поврежденной электроустановки.

По способу выполнения повторного заземления защитное зануление делится:

1. на без повторного заземления – такой вид

зануления применяется в 4-проводных кабельных сетях, где обрыв нулевого провода практически исключен;

2. с сосредоточенным повторным заземлителем -

применяется в воздушных электрических сетях, причем в конце линии устанавливается на каждом ее ответвлении через 1-2км. длины;

3. с контурным повторным заземлителем –

сооружается во всех производственных помещениях, в которых размещается большое количество электроприемников с напряжением до 1000В.

3.3 Расчет зануления

Расчет зануления сводится к решению следующих задач:

1. быстрого отключения поврежденной

электроустановки от электрической сети;

2. обеспечения безопасного прикосновения человека к

зануленному корпусу при повреждении изоляции.

Поэтому зануление рассчитывается на

отключающую способность и на безопасность прикосновения к корпусу при замыкании фазы на землю (расчет заземления нейтрали) и при замыкании ее на корпус (расчет повторного заземления нулевого защитного проводника).

3.4 Расчет защитного зануления на отключающую способность

Расчет защитного зануления сводится к определению тока короткого замыкания для узла электрической сети, в которой установлен электроприемник, и быстрому его отключению,

,

где - коэффициент кратности тока, который принимается в зависимости от типа защиты электроустановки (, если электроустановка защищается автоматическим выключателем, срабатывающим без выдержки времени;, электроустановка защищается плавкими предохранителями);- сопротивление петли «фаза-нуль»;- сопротивление трансформатора.

Расчет защитного зануления сводится к проверке условия, при котором выполняется неравенство

,

где - номинальный ток плавкой вставки.

Для коротких линий, когда индуктивным сопротивлением можно пренебречь, сопротивление петли «фаза-нуль» определяется по формуле

,

где - сопротивление фазного провода;- сопротивление нулевого провода.

В линиях длиной более 1 км пренебрегать индуктивным сопротивлением нельзя, поэтому определяется по зависимости

,

где - индуктивное сопротивление петли «фаза-нуль».

Для воздушных линий

,

где - длина петли (длина линии), км;- расстояние между фазным и нулевым проводами, см;радиус провода, см.

В расчетах принимается

Поскольку ивелики по сравнению с другими сопротивлениями цепи, можно не принимать во внимание параллельную ветвь, образованную ими.