2.13.2. Зануление

Занулением называется преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником (НЗ) металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Нулевым защитным проводником называется проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки трансформатора. Нулевой защитный проводник (НЗ) следует отличать от рабочего нулевого проводника (НР), который также соединен с глухозаземленной нейтральной точкой источника тока, но предназначен для питания электроприемников, т.е. по нему идет рабочий ток (рис. 2.13.2).

Рис. 2.13.2. Схема зануления

Назначение нулевого защитного проводника - создание для тока короткого замыкания I_кз цепи с малым сопротивлением, чтобы ток был достаточным для срабатывания защиты.

Рассмотрим принцип действия зануления. Будем считать, что сопротивление фазного провода до места замыкания на корпус равно r_ф, а сопротивление нулевого защитного проводника r_н, а также, что r_ф << r₀, r_н << r₀, r₀ << R_ч . Так как (R_ч + r₀)r_н , то

U_ф

I_з I_кз =  ,

r_ф + r_н

U_ф r_н 1

I_ч = I_з  U_ф  =  , (2.13.3)

r_ф + r_н (r_ф + r_н)R_ч (r_ф /r_н +1)R_ч

Как следует из (2.13.3) сила тока, протекающего через тело человека, зависит от соотношения сопротивлений фазного и нулевого защитного проводника. Если принять r_ф/r_н=1, U_ф = 220 В, R_ч = 1000 Ом, то

U_ф 220

I_ч =  =  = 110 mA.

2R_ч 2000

По критериям электробезопасности такой ток допустим, если его воздействие на человека не превышает 0.5 с. Следовательно устройства защиты (предохранители, автоматы и др.) должны срабатывать при токе  110 мА и отключать установку за время  0,5 с. В соответствии с требованиями правил устройства электроустановок проводимость фазных и нулевых защитных проводников должна быть выбрана такой, чтобы ток короткого замыкания превышал не менее чем в 3 раза номинальный ток плавкой вставки. Сопротивление нулевого защитного проводника не должно превышать более чем в 2 раза сопротивление фазного провода.

Зануление применяют в трехфазных четырехпроводных сетях напряжением 1000 В с глухозаземленной нейтралью.

Одновременное зануление и заземление одного и того же корпуса не только не опасно, а напротив, улучшает условия безопасности, так как создает дополнительное заземление нулевого защитного провода.

2.13.3. Защитное отключение

Защитное отключение - система защиты, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения электрическим током. Схема защитного отключения приведена на рис. 2.13.3.

Эта схема осуществляет защиту от глухих замыканий на землю и пригодна в сетях с изолированной и заземленной нейтралью. Схема реагирует на напряжение корпуса относительно земли.

Рис. 2.13.3. Схема защитного отключения

Р_з - обмотка защитного реле; К_з - контакт защитного реле; АВ - автоматический выключатель, r_в - вспомогательный заземлитель, r_з - защитный заземлитель, К_н - кнопка контроля работоспособности защитного отключения.

В случае применения этого вида защиты безопасность обеспечивается быстродействующим (0,1 - 0,2 с) отключением аварийного участка или всей сети при однофазном замыкании на землю или на элементы электрооборудования, нормально изолированные от земли, а также при прикосновении человека к частям, находящимся под напряжением.