1.2 Защитное зануление
Занулениемназывается преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.
Нулевым защитным проводникомназывается проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки источника тока или ее эквивалентом. Нулевой защитный проводник следует отличать от нулевого рабочего проводника, который также соединен с глухозаземленной нейтральной точкой источника тока, но предназначен для питания током электроприемников, т. е. по нему проходит рабочий ток. Схема зануления приведена на рис.1.
Рис 1. Принципиальная схема защитного зануления:
1 - корпус;
2 - аппараты защиты от токов кор. замыкания (плавкие предохранители, автоматы и т.п.).
R0- сопротивление заземления нейтрали источника тока;
Rn- сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника;
Ik- ток короткого замыкания.
Задача зануления: устранение опасности поражения людей током при замыкании на корпус. Принцип действия зануления – превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание, т.е. замыкание между фазным и нулевым проводами с целью создания большого тока , способного обеспечить срабатывание защиты и тем самым автоматически отключить поврежденную установку от питающей сети. Такой защитой являются плавкие предохранители или автоматические выключатели, устанавливаемые перед потребителями энергии для защиты от токов короткого замыкания. Скорость отключения поврежденной установки, т.е. время с момента появления напряжения на корпусе до момента отключения установки от питающей электросети, составляет 5-7 с при защите установки плавкими предохранителями и 1-2 с при защите автоматами.
Кроме того, поскольку зануленные части оказываются заземленными через нулевой защитный проводник, то в аварийный период, т.е. с момента возникновения замыкания фазы на корпус и до автоматического отключения поврежденной установки от сети, появляется защитное свойство этого заземления, подобно тому как имеет место при защитном заземлении. Иначе говоря, заземление зануленных частей через нулевой защитный проводник снижает в аварийный период их напряжение относительно земли.
Область применения зануления– трехфазные четырехпроводные сети напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью. Обычно это сети напряжением 380/220 В, широко применяющиеся в машиностроительной промышленности и других отраслях, а также сети 220/127 В и 660/380 В.
Из рис.1 видно, что схема зануления требует наличия в сети нулевого защитного проводника, заземления нейтрали источника тока и повторного заземления нулевого проводника.
Назначение нулевого защитного проводника– создание для тока короткого замыкания цепи с малым сопротивлением, чтобы этот ток был достаточным для быстрого срабатывания защиты, т.е. быстрого отключения поврежденной установки от сети.
Согласно требованиям Правил устройства электроустановок нулевой провод должен иметь проводимость не меньше половины проводимости фазного провода. В этом случае ток короткого замыкания будет достаточным для быстрого отключения поврежденной установки.
Назначение заземления нейтрали– снижение до безопасного значения напряжения относительно земли нулевого проводника (и всех присоединенных к нему корпусов) при случайном замыкании фазы на землю.
Согласно указаниям Правил устройства электроустановок сопротивление заземления нейтрали источника тока должно быть не больше 8 Ом при напряжении 220/127 В, 4 Ом при 380/220 В и 2 Ом при 660/380 В.
Назначение повторного заземления нулевого защитного проводника– уменьшение опасности поражения людей током, возникающей при обрыве этого проводника и замыкании фазы на корпус за местом обрыва.
Согласно требованиям Правил устройства электроустановок нулевой защитный проводник должен иметь повторные заземления лишь на воздушных линиях электропередачи, где он совмещается с нулевым рабочим проводом. При этом каждое повторное заземление должно иметь сопротивление не больше 60 Ом при напряжении 220/127 В, 30 Ом при 380/220 В и 15 Ом при 660/380 В.
Занулению подлежат те же металлические конструктивные нетоковедущие части электрооборудования, которые подлежат защитному заземлению: корпуса машин и аппаратов, баки трансформаторов и др.
Одновременное заземление и зануление одного и того же корпуса улучшает условия безопасности, так как создает дополнительное заземление нулевого провода.
Недостатком заземления и зануления является существование в течение некоторого времени аварийного режима - с момента замыкания на корпус до срабатывания защиты, поэтому в дополнение к заземлению или взамен него для отключения электроустановок в случае пробоя изоляции перехода напряжения на корпус устраивается система автоматического защитного отключения.