6.2.3 Занулення електроустановок

Для швидкого та надійного спрацьовування струмового захисту (запобіжників та автоматичних вимикачів) металеві частини електроустановок, які в нормальних умовах не знаходяться під напругою, з'єднуються з нульовим проводом мережі (нульовим захисним провідником), тобто здійснюють занулення електроустановок.

Занулення - це навмисне з'єднання металевих частин електроустановок, які в нормальних умовах не знаходяться під напругою, з нульовим проводом мережі (нульовим захисним провідником).

Принцип дії занулення (рис. 6.3) - перетворення будь-якого замикання на корпус електроустановки в коротке замикання мережі, струм якого достатній для спрацьовування струмового захисту (в першу чергу), найближчого до місця замикання, тобто струмового захисту F1, який зоб­ражений на рис. 6.3.

Область застосування занулення - це будь-які мережі з заземленою нейтраллю напругою до 1 кВ [2].

Як видно із рис. 6.3 призначення нульового проводу - забезпечення необхідної величини струму короткого замикання для спрацьовування струмового захисту за рахунок утворення для цього електричного кола з малим опором.

Вимоги до занулення

Для зменшення небезпеки у випадку обриву нульового проводу та зниження напруги на корпусі в момент короткого замикання виконують повторне заземлення нульового проводу. Повторне заземлення нульового проводу виконується на кінцях повітряних ліній довжиною більше ніж 200 м, а також на вводах від повітряних ліній до електроустановок, які підлягають зануленню.

Опір заземлення нейтралі джерела живлення та повторного заземлення нормується ГОСТом 12.1.030-81 залежно від значення напруги джерела струму.

Загальний опір занулення повинен бути таким, щоб виконувалась умова для напруги дотику:

, (6.3)

де - гранично допустимий рівень напруги.

З метою забезпечення надійного автоматичного відключення пошкодженої установки струм замикання повинен перевищувати номінальний струм струмового захисту:

, (6.4)

де - номінальний струм максимального струмового захисту;

К - коефіцієнт кратності струму:

К = 3 для плавких вставок;

К= 1,4 для автоматів з номінальним струмом до 100 А;

К= 1,25 для автоматів з номінальним струмом більше 100 А.

В ланцюзі нульових захисних проводів не допускається включення запобіжників та інших роз'єднувальних пристроїв. Недопустиме застосування вимикачів, які вимикають одночасно нульовий та фазний проводи.

Потенціал , який виникає на корпусі електроустановки при замиканні на корпус, визначається

, B, (6.5)

де - загальний (еквівалентний) опір нульового проводу.

Отже, повторне заземлення нульового проводу зменшує напругу на корпусах, приєднаних до нього електроустановок.

Рисунок 6.3 - Проходження струму короткого замикання І_к, при зануленні

корпусу: де F - струмовий захист електроустановки

При аварійному режимі роботи, коли відбувається обрив нульового проводу в точці Б (рис. 6.3), у разі відсутності повторного заземлення, усі корпуси електроустановок за місцем обриву потрапляють під фазну напругу. Коли обрив відбувається у точці А, то потенціал, який виникає на корпусі електроустановки, визначається за формулою:

, B, (6.6)

Висновки:

1. Повторне заземлення нульового проводу зменшує потенціал корпусу електроустановки при замиканні на нього фазного проводу за рахунок спаду напруги на опорі повторного заземлення, що приводить до зменшення напруги дотику людини.

2. Потенціал, який виникає на корпусі електроустановки при замиканні фазного проводу, не повинен перевищувати гранично допустимі напруги дотику, які наведені в таблиці Г1.1, при дії струму протягом 1 с і більше: 20 В для струму частотою 50 Гц і 400 Гц у виробничих умовах; 12 В для змінного струму частотою 50 Гц у побутових умовах; 40 В для постійного струму.

3. При перевищенні гранично допустимих напруг необхідно використовувати захисне заземлення.