Защитное зануление определение – Защитное заземление. Зануление

Содержание

Что такое зануление

1. Описание

Сегодня нашу жизнь трудно представить без ежедневной эксплуатации всевозможных электрических приборов. Однако, практическое использование тока небезопасно без защитных систем. Возможны случаи, когда защитные устройства (пробки, автоматы и др.) могут не сработать, в результате чего происходит повреждение внутренней изоляции и возникает повышенное напряжение на металлическом корпусе оборудования. Для защиты человека от возможного поражения электрическим током в процессе эксплуатации электроприборов и бытовой техники, разработаны всевозможные защитные мероприятия, к числу которых относится и зануление. Данная статья написана с целью объяснить читателю, в чем заключается особенность зануления, как способа защиты электросетей, в каких случаях применятся и чем отличается от защитного заземления.

Зануление используют для обеспечения электробезопасности систем с PEN, PE или N проводниками. К ним относят сети с глухозаземленной нейтралью: TN-C, TN-S и TN-C-S. Основное различие в организации зануления для указанных систем состоит в схеме соединения нулевых защитных и рабочих проводников.

Система зануления TN-C

Система зануления TN-C на сегодняшний день относится к устаревшей, так как преобладает в зданиях старого жилого фонда. Для нее характерно наличие совмещенного по всей длине нулевого защитного и нулевого рабочего проводника PEN. Используется для электроснабжения в трехфазных сетях. Запрещена для групповых и распределительных однофазных сетей. Данная система достаточно проста в организации, однако не обеспечивает достаточного уровня электробезопасности, что делает невозможным ее применение при строительстве новых зданий.

Система зануления TN-C-S

Представляет собой улучшенный вариант системы зануления TN-C для обеспечения электробезопасности в однофазных сетях. В точке разветвления трёхфазной линии на однофазные совмещенный PEN-проводник разделяют на PE- и N-проводники, подводя их к однофазным потребителям. Данная система зануления, при относительно небольшом удорожании, отличается более высоким уровнем безопасности.

Система зануления TN-S

Считается наиболее совершенной и безопасной схемой зануления. Принцип действия основан на разделении по всей длине нулевого защитного и нулевого рабочего проводников. К нулевому защитному проводнику PE присоединяют все металлические элементы электроустановки. Во избежание повторного заземления устраивают трансформаторную подстанцию, имеющую основное заземление.

Электробезопасность при занулении

Используя схему защитного зануления важно учитывать, что ток при коротком замыкании должен достигать значения, достаточного для срабатывания электромагнитного расцепителя автоматического выключателя или плавления вставки предохранителя. В противном случае ток замыкания свободно будет протекать по электрической цепи, что приведет к нарастанию напряжения на поврежденном участке и на всех зануленных элементах электроустановки до величины, при которой вероятность поражения током от корпуса прибора многократно возрастет. Получается, что надежность системы зануления определяется по большей части надежностью используемого нулевого защитного проводника, к которому соответственно предъявляют повышенные требования см. пункты 1.7.121 – 1.7.126 ПУЭ-7. Тщательно проложенный нулевой провод должен отличаться окраской в виде желтых полос по зеленому фону. Кроме того, необходимо постоянно осуществлять контроль за исправностью его состояния. К нулевому проводу запрещается монтировать средства защиты электроустановок, которые при срабатывании могут привести к его повреждению. Соединения нулевых проводов между собой и с металлическими элементами электроустановки, доступными для прикосновения пользователям, должны гарантировать надежный контакт и иметь возможность для осмотра см. пункт 1.7.39, 1.7.40 ПУЭ-7. Значение сопротивления в болтовом соединении с частями электроустановки не должно превышать 0,1 Ом. Контроль за сопротивлением петли “фаза-нуль» осуществляют на этапе приемо-сдаточных работ, при капитальном ремонте и реконструкции сети, а так же в установленные в нормативно-технической документации сроки. Измерения в отключенной электроустановке проводят с помощью вольтметра-амперметра. Кроме того, постоянному контролю подлежит значение сопротивления заземления нейтрали и повторных заземлителей, зависимость времени действия автоматических устройств защиты от тока короткого замыкания.
Для уменьшения удара током, в случае обрыва нулевого провода, рекомендуют выполнять повторные заземления сопротивлением не более 30 Ом через каждые 200 м линии и опор, для чего преимущественно используют естественные заземлители.

2. Нормирование зануления

Технические требования к организации систем защитного зануления определены следующими документами:

  • Правила устройства электроустановок (ПУЭ), глава 1.7,
  • ГОСТ Р 50571.5.54-2013 (пункт 543),
  • ГОСТ 12.1.030-81 (пункт 7).

Механизм зануления основан на автоматическом отключении поврежденного участка сети, время которого не должно превышать значений согласно пункту 1.7.79 ПУЭ-7.

Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения для системы TN

Номинальное фазное напряжение Uo, В Время отключения, с
127 0,8
220 0,4
380 0,2
более 380 0,1

Нулевой рабочий и защитный проводники должны обладать сопротивлением, достаточным для срабатывания защиты. Активные и индуктивные сопротивления проводников образуют полное сопротивление петли «фаза-ноль». Активные сопротивления проводников зависят от их длины, удельного сопротивления материала и сечения. Индуктивные сопротивления различают для проводников из меди и стали. В стальном проводе они находятся в обратной зависимости от плотности тока и отношения периметра к площади сечения проводника. Индуктивные сопротивления стальных проводников выше, чем медных. В пункте 1.7.126 ПУЭ-7 установлены наименьшие площади поперечного сечения защитных проводников для случаев, когда они изготовлены из того же материала, что и фазные проводники. Сечения защитных проводников из других материалов должны быть эквивалентны по проводимости приведенным.

Наименьшие сечения защитных проводников

Сечение фазных проводников, мм2 Наименьшее сечение защитных проводников, мм2
S ≤ 16 S
16 16
S > 35 S/2

Двухпроводная линия, состоящая из рабочего и защитного проводников, образует один большой виток, сопротивление взаимоиндукции которого (рекомендуемое значение для расчетов — 0,6 Ом/км) зависит от длины линии, диаметра проводов и расстояния между ними. Сопротивление заземления нейтрали источника питания не должно превышать 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока см. пункт 1.7.101 ПУЭ-7. Увеличение тока короткого замыкания достигают путем понижения сопротивления трансформатора и петли, для чего используют схему треугольник-звезда. Обмотки мощных трансформаторов и так имеют не большое сопротивление. Меньшее сопротивление линий зануления достигают выполняя их короткими и простыми, увеличивая сечение проводников, заменяя стальные проводники на изготовленные из цветных металлов с малым индуктивным сопротивлением. Наибольшее сопротивление нулевого защитного провода не должно превышать удвоенного сопротивления фазного провода. Сокращая расстояние между ними, снижают внешнее индуктивное сопротивление. Уменьшение сопротивления повторных заземлителей и приближение их к узлам нагрузки, способствует понижению силы тока на зануленных частях оборудования. Соединение с нулевым проводником всех заземленных металлические конструкций здания повышает потенциал поверхности пола, на котором стоит человек, и тем самым значительно снижает напряжение его прикосновения до величины, примерно равной от 0,1 до 0,01 Uз.

3. Применение зануления

Зануление выполняют на промышленных объектах, часто с расположенным в здании источником питания (генератором или трансформатором), для обеспечения безопасности эксплуатации электроустановок различного назначения и повышения помехоустойчивости при их работе. Согласно требованиям пункта 1.7.101 ПЭУ-7 зануление электроустановок следует выполнять: — при напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока — во всех электроустановках; — при номинальных напряжениях выше 42 В, но ниже 380 В переменного тока и выше 110 В, но ниже 440 В постоянного тока — только в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках. Все электрооборудование промышленных объектов выводят на общий контур заземления и соединяют между собой металлической заземляющей шиной. Полный перечень частей, подлежащих занулению, представлен в главе 1.7 Правил устройства электроустановок (ПУЭ-7). Там же приведен список электрооборудования, преднамеренное зануление которого не требуется. Для электрозащиты объектов жилого фонда зануления практически не применяют. В новостройках заземление организованно централизованно. Современные электроприборы имеют вилку с тремя контактами. Один из контактов подключен к корпусу. Заземление для отдельно взятой квартиры состоит в присоединении к заземлителям корпусов и частей бытовых приборов. Потребность в занулении в таком случае отпадает. Дома старого жилого фонда, как правило, подключенные по системе TNC, могут и вовсе не иметь заземления. Модернизацией электросетей подобных домов должна заниматься специализированная электротехническая компания. Однако, зачастую сами жильцы таких домов прибегают к обустройству запрещенного в данном случае зануления, что является совсем не безопасным способом электрозащиты для жилого сектора. Требования к организации системы защитного зануления, как уже говорилось, определены в нормативных документах. Однако в процессе реализации данного способа защиты электросетей, нередко допускаются ошибки, препятствующие его прямому назначению. Ошибочно мнение о том, что лучше выполнять заземление на отдельный от нулевого проводника контур, ввиду отсутствия сопротивление длинного PEN-проводника от электроприбора до заземлителя подстанции. Однако на деле, сопротивление заземления оказывается гораздо большим, чем у длинного провода. При попадании фазы на заземлённый указанным способом корпус установки, ток замыкания может быть недостаточным для срабатывания автоматических средств защиты электросети. В данном случае напряжение на корпусе достигает опасной для пользователя величины. Даже при применении автоматического выключателя небольшого номинала, не удается обеспечить требуемое ПУЭ время автоматического отключения повреждённой линии от сети.

4. Отличие зануления от заземления

По своему назначению заземление и зануление во многом похожи – обеспечивают защиту пользователя электроустановки от поражения электрическим током. Однако способы и принцип организации такой защиты различны. Обеспечение электробезопасности сетей с использованием системы зануления подробно рассмотрено в предыдущих разделах статьи. Действие защитного заземления основано на принудительном соединении электроустановок с землей с целью снижения напряжения прикосновения до безопасной величины. Избыточный ток, поступающий на корпус электроустановки, отводится напрямую в землю (по заземляющей части). В качестве заземлителя устанавливают заземляющий контур треугольной конфигурации, сопротивление которого должно быть меньше, чем на остальных участках цепи. Отличие зануления от заземления состоит в следующем:

  • в способе обеспечения защиты электрических сетей: заземление -снижает напряжение прикосновения, зануление — отключает поврежденную электроустановку от сети, что практически исключает удар током и, с этой точки зрения, является более эффективным средством защиты для использования на промышленных предприятиях. Однако, если говорить о надежности защиты в процессе эксплуатации, то зануление уступает заземлению по причине большей вероятности повреждения целостности нулевого провода и возможного изменения сопротивления петли «фаза-нуль».
  • системами применения: заземление используют исключительно для защиты сетей с изолированной нейтралью (системы TT и IT), зануление — в сетях с глухо заземленной нейтралью TN-C, TN-S и TN-C-S, где присутствует PEN, PE или N проводники.
  • по типу обустройства: с точки зрения простоты и доступности обустройства, зануление представляет собой более сложный и трудоемкий способ защиты, требующий технических знаний и навыков для правильного определения способа и средней точки зануления. В случае защитного заземления соединяют отдельные детали токоприемника с землей, для чего достаточно применение инструкций к электроприборам.

5. Заключение

Роль зануления при работе с электроустановками на промышленных предприятиях трудно переоценить. Отключая поврежденную установку от сети в случае пробоя изоляции, зануление выступает надежным способом защиты человека от возможного поражения электрическим током. Для эффективного обеспечения электробезопасности, необходимо строгое соответствие конструкции элементов системы зануления рассмотренным нормативам, а так же тщательный и постоянный контроль за их состоянием. Использование зануления или заземления зависит от необходимого способа обеспечения защиты различных систем электрических сетей.


Смотрите также:

zandz.com

Защитное зануление. Работа и устройство. Применение и особенности

Во всем мире используется защита, основанная на соединении нетоковедущих проводящих частей оборудования с землей и заземленной нейтралью источника. В России эта система называется защитное зануление. Защитное действие этой системы основано на принципе достижения нулевого напряжения на корпусе прибора, за счет многократного заземления и соединения нетоковедущих частей с нейтралью источника.

Несмотря на ряд недостатков, зануление продолжает служить основным электрозащитным средством во всем мире. Открытые части установки соединяют отдельным нулевым защитным проводником.

Зануление – соединение металлических частей электрооборудования с нулевым защитным проводом. Зануление служит мерой защиты от случайного попадания под напряжение.

Защитное зануление рассчитано на случай короткого замыкания. Распределение нагрузки на предприятии осуществляется равномерно, нулевой провод исполняет функции защиты. Ноль соединяется с корпусом электродвигателя. Когда происходит короткое замыкание, то возникает напряжение на корпусе электродвигателя.

При этом происходит срабатывание автоматического выключателя. При применении заземляющей шины промышленные электроустановки соединяются.

Принцип действия

Замыкание случается при касании подключенного к напряжению фазного провода на корпус прибора, который соединен с нулем. Возникает большая сила тока, срабатывают аппараты защиты, отключающие питание неисправного прибора.

Время срабатывания защиты и отключения неисправной линии по правилам не должно быть более 0,4 секунды. Для зануления можно применить третью неиспользуемую жилу в кабеле для 1-фазной сети питания.

Фаза и ноль должны быть с небольшой величиной сопротивления. Только тогда аппарат защиты отключит напряжение в установленное время. Чтобы было хорошее зануление необходимо обеспечить качественные контакты соединений.

Защитное зануление дает возможность создать быстрое выключение от сети неисправного питания. Вероятность удара током человека практически исчезает. Зануление считается одним из видов заземления.

Порядок зануления

Зануление для защиты в доме начинается с нейтрали, соединенной с заземленной нейтралью трансформатора.

Нейтраль с 3-фазной линией приходит в здание дома в шкаф ввода. Далее, она разветвляется по щиткам на разных этажах. От нее используется рабочий ноль, образующий 1-фазное напряжение. Ноль имеет название рабочего, так как он применяется для работы.

Зануление для защиты создается отдельным нулем в щитке. Ноль соединен с заземленной нейтралью. Нужно знать, что в схеме соединения ноля с нейтралью не должно быть аппаратов коммутации (рубильников, автоматов).

Как известно в цепях трехфазного переменного напряжения обмотка трансформатора может соединяться в треугольник и в звезду. Рассмотрим звезду. Звезда имеет нулевую точку, или нейтраль. Это та точка, в которой сумма всех трех напряжений сети будет равна нулю.

При такой схеме трансформатора могут быть две возможные схемы. Схема с изолированной нейтралью показана на нашем рисунке. Такая схема обычно используется при работе трехфазных систем, а также однофазных систем, но используется именно изолированная нейтраль.

Также есть еще глухозаземленная нейтраль.

Нейтраль трансформатора соединяется с землей. Эта схема может быть использована не только для работы в трехфазной или однофазной системе, но также для защитного зануления.

Схема состоит из переменного источника напряжения 220 В, его датчика напряжения, нагрузки, сопротивления, которое в нормальном состоянии отключено. Но когда возникает пробой изоляции при выполнении неправильного монтажа, на корпусе появляется напряжение. Измерим напряжение на нагрузке относительно земли. Рассмотрим схему на базе однофазного источника напряжения.

Мы заземляем нулевую точку. Делаем имитацию пробоя изоляции на корпус. На корпусе установилось напряжение, которое будет равно напряжению источника. При таком состоянии если прикоснуться к корпусу, то человека ударит током. Как избежать этой ситуации? Все очень просто. Используют схему защитного зануления, а именно, корпус соединяют с глухозаземленной нейтралью трансформатора. Напряжение на корпусе становится равным нулю.

Почему опасно защитное зануление в квартире

Его используют для защиты людей и животных от поражения электрическим током, а также для срабатывания защитной аппаратуры в случае возникновения утечки тока на землю. Возникает вопрос: если мы используем глухозаземленную нейтраль, то можно соединить точку защитного заземления с нейтралью?

Этого делать нельзя. По правилам это запрещено. Если при выполнении монтажных работ будут перепутаны местами фаза и ноль, а мы поставим перемычку для соединения заземления с нейтралью, получим следующую неприятную ситуацию. При подключении устройства к сети, корпус оказывается под напряжением относительно земли. Как гласит ПУЭ использование нулевого рабочего проводника в качестве защитного зануления категорически запрещено.

Для защитного зануления отводится специальная шина, которая будет соединена с заземляющим устройством или с глухозаземленной нейтралью. Все заземляющие провода подключаются к этой шине параллельно. Поэтому, не нужно ставить перемычки. А перед тем, как реализовывать защитное заземление или зануление нужно ознакомиться с правилами.

Зануление в розетке

Некоторые специалисты делают заземление приборов перемычкой клеммы ноля в розетке на контакт защиты. Такой способ запрещен.

На входе в квартиру устанавливают аппарат, служащий для подключения питания сети. Это может быть пакетный выключатель или автомат. Опасность самодельного заземления с помощью перемычки в том, что корпус устройства, подключенного к этой розетке, в случае повреждения изоляции нуля станет доступным напряжению фазы. А если оборвется провод нуля, то работа прибора прекратится. Возникнет ложная видимость провода, как обесточенного. Это опасно для жизни.

Такая розетка сделает много неприятностей, если в нее запитать стиральную машину. Если отгорит ноль, то стиральная машина может убить человека в случае прикосновения к ней.

Если человек принимает душ из электрического водонагревателя, а в это время нулевой провод в розетке отсоединится, то человека ударит током. Такое зануление очень опасно выполнять в квартире.

Применение зануления

Применяется в электроустановках до 1 кВ в:

  • Сетях постоянного тока со средней точкой заземления.
  • 1-фазных сетях с заземленным выводом.
  • 3-фазных сетях с заземленным нулем.

Защитное зануление служит для защиты от удара током. Если внутри электроприбора повредилась изоляция и корпус прибора оказался под током, то отреагирует защита и отключит сеть питания.

Образование тока КЗ возникает, если произошло замыкание нулевого и фазного провода на зануленный корпус. Для скорейшего отключения устройства применяют автоматы, предохранители, магнитные пускатели с защитой от перегрева, контакторы с реле.

Похожие темы:

electrosam.ru

Зануление — это… Что такое Зануление?

Зануление — это преднамеренное электрическое соединение открытых проводящих частей электроустановок, не находящихся в нормальном состоянии под напряжением, с глухозаземлённой нейтральной точкой генератора или трансформатора, в сетях трёхфазного тока; с глухозаземлённым выводом источника однофазного тока; с заземлённой точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности.

Защитное зануление является основной мерой защиты при косвенном прикосновении в электроустановках до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью.

Принцип действия

Принцип действия зануления

Принцип работы зануления: если напряжение (фаза) попадает на соединённый с нулем металлический корпус прибора, происходит короткое замыкание. Сила тока в цепи при этом увеличивается до очень больших величин, что вызывает быстрое срабатывание аппаратов защиты (автоматические выключатели, плавкие предохранители), которые отключают линию, питающую неисправный прибор. В любом случае, ПУЭ регламентируют время автоматического отключения поврежденной линии. Для номинального фазного напряжения сети 380/220 В оно не должно превышать 0,4 с.

Зануление осуществляется специально предназначенными для этого проводниками. При однофазной проводке — это, например, третья жила провода или кабеля.

Для того, чтобы отключение аппарата защиты произошло в предусмотренное правилами время, сопротивление петли «фаза-ноль» должно быть небольшим, что, в свою очередь, накладывает на все соединения и монтаж сети жесткие требования качества, иначе зануление может оказаться неэффективным.

Помимо быстрого отключения неисправной линии от электроснабжения, благодаря тому, что нейтраль заземлена, зануление обеспечивает низкое напряжение прикосновения на корпусе электроприбора. Это исключает вероятность поражения током человека. Поскольку нейтраль заземлена, зануление можно рассматривать как специфическую разновидность заземления.

Различают зануление систем TN-C, TN-C-S и TN-S.

Система зануления TN-C

Система зануления TN-C

Простая система зануления, в которой нулевой проводник N и нулевой защитный PE совмещены на всей своей длине. Совместный проводник обозначается аббревиатурой PEN. Имеет существенные недостатки, главный из которых — высокие требования к системам уравнивания потенциалов и сечению PEN-проводника. Применяется для электроснабжения трехфазных нагрузок, например асинхронных двигателей. Применение данной системы в однофазных групповых и распределительных сетях запрещено:

1.7.132. Не допускается совмещение функций нулевого защит­ного и нулевого рабочего проводников в цепях однофазного и по­стоянного тока. В качестве нулевого защитного проводника в таких цепях должен быть предусмотрен отдельный третий проводник.

— ПУЭ-7[1]

Система зануления TN-C-S

Усовершенствованная система зануления, предназначенная для обеспечения электробезопасности однофазных сетей электроустановок. Она состоит из совмещённого PEN-проводника, который соединён с глухозаземленной нейтралью питающего электроустановку трансформатора. В точке, где трёхфазная линия разветвляется на однофазные потребители (например в этажном щите многоквартирного дома или в подвале такого дома) PEN-проводник разделяется на PE- и N-проводники, непосредственно подходящие к однофазным потребителям.

Система зануления TN-S

Наиболее совершенная, дорогая и безопасная система зануления, получившая распространение, в частности, в Великобритании[2]. В этой системе нулевой защитный и нулевой проводники разделены на всей своей длине, что исключает вероятность ее выхода из строя при аварии на линии или ошибке в монтаже электропроводки.

Ошибки в реализации зануления

Иногда ошибочно[источник не указан 1309 дней] считают, что заземление на отдельный контур, не связанный с нулевым проводом сети, лучше, потому что при этом нет сопротивления длинного PEN-проводника от электроустановки потребителя до заземлителя КТП (комплектной трансформаторной подстанции). Такое мнение ошибочно, потому что сопротивление заземления, особенно кустарного, гораздо больше сопротивления даже длинного провода. И при замыкании фазы на заземлённый таким образом корпус электроприбора ток замыкания из-за большого сопротивления местного заземления может оказаться недостаточным для срабатывания АВ (автоматического выключателя) или предохранителя, защищающего эту линию. В таком случае корпус прибора будет находиться под опасным потенциалом. Кроме того, даже если применить АВ небольшого номинала, срабатывающий от тока замыкания на землю, все равно обеспечить требуемое ПУЭ время автоматического отключения поврежденной линии практически невозможно.

Поэтому раньше, до начала массового применения УЗО, заземление корпусов электроприемников без их зануления (то есть заземление по системе ТТ) вообще не допускалось. Пункт 1.7.39 ПУЭ-6:

В электроустановках до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью или глухозаземлённым выводом источника однофазного тока, а также с глухозаземлённой средней точкой в трехпроводных сетях постоянного тока должно быть выполнено зануление. Применение в таких электроустановках заземления корпусов электроприемников без их зануления не допускается.

Распространённым заблуждением является утверждение, что согласно новой редакции ПУЭ (п. 1.7.59), заземление корпусов электроприемников без их зануления допускается, но только при обязательном применении УЗО. Пункт 1.7.59 ПУЭ-7:

Питание электроустановок напряжением до 1 кВ от источника с глухозаземлённой нейтралью и с заземлением открытых проводящих частей при помощи заземлителя, не присоединенного к нейтрали (система ТТ), допускается только в тех случаях, когда условия электробезопасности в системе TN не могут быть обеспечены. Для защиты при косвенном прикосновении в таких электроустановках должно быть выполнено автоматическое отключение питания с обязательным применением УЗО. При этом должно быть соблюдено условие: Ra * Iа ≤ 50 В, где Iа — ток срабатывания защитного устройства; Ra — суммарное сопротивление заземлителя и заземляющего проводника, при применении УЗО для защиты нескольких электроприемников — заземляющего проводника наиболее удалённого электроприемника.

В рассматриваемом пункте ПУЭ речь идет о системе ТТ. Указывается, что в системе ТТ электробезопасность при косвенном прикосновении обеспечивается используя УЗО. Система сети определяется состоянием нейтрали источника питания (п. 1.7.3), в большинстве случаев трансформатора подстанции, а также способами подключения открытых проводящих частей оборудования к элементам защиты, которые четко определены для каждой системы — глухозаземлённой нейтрали трансформатора или заземляющему устройству. В настоящее время, для питания подавляющего количества электроустановок (дачные участки, жилые и производственные здания и т. д.), используется система TN, где открытые части электроустановки присоединены к глухозаземлённой нейтрали источника питания. Таким образом, указания пункта 1.7.59 относятся к другой, не получившей широкого распространения, схеме сети и не могут быть использованы для обеспечения электробезопасности в сетях, выполненных по схеме TN.

См. также

Примечания

Литература

Вайнштейн Л. И. Меры безопасности при эксплуатации электроустанок потребителей. — М.: Энергия, 1977. — 176 с.

Ссылки

dic.academic.ru

6. Принцип действия защитного зануления.

Зануление

это преднамеренное соединение
металлических нетоковедущих частей
электроустановок (например, корпуса
электродвигателя), которые неожиданно
могут оказаться под напряжением, с
нулевым защитным проводом. Зануление
применяют в трехфазных четырехпроводных
сетях напряжением до 1000 В (380/220 В) с
глухозаземленным нейтральным (нулевым)
проводом обмотки питающего трансформатора.

Принцип
действия зануления заключается в
превращении пробоя на корпус в однофазное
короткое замыкание (замыкание между
фазным и нулевым проводами) с целью
создания большого тока J
к.з.,
при котором сгорают плавкие предохранители
(скорость 5-7 сек) или срабатывает автомат
(1-2с). По цепи: фаза-корпус-нулевой провод
течет большой ток короткого замыкания.
До срабатывания защиты зануление
понижает напряжение на корпусе. Для
уменьшения опасности поражения в случае
обрыва нулевого провода этот провод
заземляют повторно (RП)
так,
чтобы расстояние от электроустановки
до ближайшего повторного заземления
было ≤ 100 м.

5. Принцип действия защитного заземления. Понятие о шаговом напряжении. Защитное заземление, понятие о шаговом напряжении.

Корпус
любой электроустановки, в частности
электродвигателя в нор­мальном
состоянии не находится под напряжением
благодаря изоляции от токоведущих
частей. Однако в случае повреждения
изоляции любая из частей корпуса может
оказаться под напряжением, под которое
неожиданно может попасть человек.

Для
уменьшения опасности поражения
электротоком все установок заземляют.

Сеть
с изолированной нейтралью.

Заземление
состоит из заземлителя (стержень из
уголковой стали, вертикально забитый
в землю) и проводов соединяющих
заземлитель с электроустановкой.
Сопротивление заземления не должно
превышать 10 Ом.

Назначение
заземления — максимально уменьшить
напряжение, под которое может попасть
человек.

При
отсутствии заземления и пробое фазы
на корпус двигателя последний будет
находиться под напряжением 220 В. При
сопротивлении Rчел
= 1000 Ом через человека пойдет ток силой
220 мА — это смертельно. Если двигатель
заземлить, то большая часть тока потечет
с двигателя через заземлитель на землю,
а ветвь «двигатель-человек-земля»
будет значительно разгружена, по ней
потечет не опасный для человека ток,
так как сопротивление человека, примерно
в 100 раз больше сопротивления заземления.

В
ряде помещений (теплицы, фермы и др.)
отмечаются повышенная влажность,
запыленность, агрессивные пары и газы.
В таких условиях изоляция электропроводов
быстро выходит из строя, что сопровождается
частым замыканием электропроводок на
корпус. В итоге на нем появляется
потенциал по отношению к земле или
влажному полу помещений. С целью защиты
человека и животных в названных условиях
используют метод
выравнивание
электрического потенциала,

заключающееся в снижении напряжений
прикосновения и шага между точками
электроцепи, к которым возможно
одновременное прикосновение или на
которых могут одновременно стоять
человек и животное. Для этого металлические
детали транспортеров, стойла и
трубопроводы соединяют со стальной
полосой или проволокой диаметром не
менее 8 мм, которые укладывают в полу
фермы на слой песчаной или щебеночной
подушки перед заливкой его бетоном. По
торцам помещения проводники присоединяют
к металлоконструкциям фермы на высоте
300 — 500 мм (при этом выводы выравнивающих
проводников в местах их выхода из пола
изолируют друг от друга). Целость каждой
цепи выравнивающих проводников проверяют
раз в шесть месяцев, при этом сопротивление
в местах креплений не должно превышать
1 Ом.

Понятие
о шаговом напряжении.

При
прохождении электрического тока с
заземлителя в землю, на поверхности
земли возникают электрические потенциалы,
величина которых уменьшается по мере
удаления от заземлителя. Если в момент
прохождения тока через заземлитель
около него будет находиться человек
или животное, то он может оказаться под
действием разности электрических
потенциалов, в результате чего по его
телу пройдет электроток. Разность
потенциалов (напряжение) между двумя
точками поверхности земли, отстоящими
друг от друга на расстоянии шага (0,8 м)
называется
шаговым напряжением
.
Для животных оно выше, чем для человека.
Чем больше величина шага и чем ближе
человек находиться к заземлителю, тем
больше опасность поражения шаговым
напряжением.

Шаговое
напряжение может возникнуть вследствие
удара молнии в землю, в дерево, также
около упавших на землю электропроводов,
находящихся под напряжением. Это
напряжение вызывает судороги ног,
человек падает и попадает под еще
большее напряжение «ноги-руки». В
радиусе R
=
20 м шаговое напряжение = 0.

Меры
безопасности: не приближаться к местам
падения не обесточенных проводов. Если
попали под напряжение — нужно выйти из
опасной зоны мелкими шагами или прыгать
на одной ноге. Сориентироваться где
источник.

studfiles.net

ЗАНУЛЕНИЕ

§ 13.8. Зануление

Занулением
называется
преднамеренное электрическое соеди­нение
с нулевым защитным проводником
металлических нетоковедущих частей,
которые могут оказаться под напряжением.
Нуле­вым
защитным проводником
называется
проводник, соединяющий зануленные части
с глухозаземленной нейтральной точкой
обмотки источника тока или ее эквивалентом.
Зануление применяется в се­тях
напряжением до 1000 В.

В сети
с глухозаземленной нейтралью напряжением
до 1000 В защитное заземление неэффективно,
так как ток глухого замыка­ния на
землю зависит от сопротивления заземления.

Уменьшить
напряжение корпуса, находящегося в
контакте с токоведущими частями,
устройством заземления в сети с
глухоза­земленной нейтралью, невозможно.
Можно обеспечить безопас­ность,
уменьшив длительность режима замыкания
на корпус. Для этого прокладывается
нулевой провод, соединяющийся с
глухоза­земленной нейтралью источника
и повторными заземлениями, к ко­торому
и присоединяют металлические корпуса
электрооборудова­ния (рис. ).

Зануление
превращает замыкание на корпус в
однофазное короткое замыкание, в
результате чего срабатывает максимальная
токовая защита, которая селективно
отключает поврежденный уча­сток сети.
Кроме того, зануление снижает потенциалы
корпусов, появляющиеся в момент замыкания
на землю.

При
замыкании, например, фазы А
на
зануленный корпус ток короткого замыкания
проходит через следующие участки цепи:
обмотку трансформатора (генератора),
фазный провод и нулевой провод. Величина
тока определяется фазным напряжением
и пол­ным сопротивлением цепи
однофазного короткого замыкания:

(1)

при
этом сопротивления трансформатора ZT,
проводов Zф.пр
и
Zн
имеют активную и индуктивную составляющие.

Рис.1.
Принципиальная схема зануления.

Если
принять
,
то
ток короткого замыкания

(2)

Например,
если сопротивление Zф+Zh=0,2
Ом (в сетях
напряже­нием 380/220 В обычно это
сопротивление значительно меньше), то
ток короткого замыкания

Iк
= 220/0,2 = 1100 А. Очевидно, что при таком токе
защита должна сработать.

При наличии
повторного заземления нулевого провода
напря­жение корпуса относительно
земли

(3)

где
Rп

сопротивление повторного заземления
нулевого провода.

Ток
замыкания на землю

определяется из схемы, приведен­ий
на рис.:

(4)

Здесь

— падение напряжения в нулевом проводе,
приложен­ное к последовательно
соединенным сопротивлениям Rо
и
Rп.

Из закона Ома

или с
учетом

(5)

Решая совместно
уравнения, получаем при замыкании на
корпус напряжение корпуса относительно
земли:

(6)

Аналогично
определяем напряжение нейтрали
относительно земли:

(7)

Повторное
заземление нулевого провода снижает
напряжение на корпусе в момент короткого
замыкания, особенно при обрыве нулевого
провода. Если повторное заземление
отсутствует (Rп→∞),
выражения и принимают вид:

; .

При
наличии повтор­ного заземления
второй множитель в выражении (6) меньше
единицы, в выражении (7) — больше нуля,
т. е. потенциал корпуса меньше, чем
величина Uк,
а потенциал нейтрали больше нуля. Если
принять Zф=Zн
и
Rп=Ro,
то
потенциалы

,

при
U=220
В, Uо=Uз=55
В, что допустимо в течение 1 с.

Рис.
2. Распределение потен­циалов вдоль
нулевого провода:

I
— без повторного заземления; II
— с повторным заземлением; 1—5
корпусы

Без
повторного заземления нулевого провода
(Rп→∞)
в случае замыкания на корпус его потенциал

при
U=220
В, Uз=110
В, а потенциал нейтрали равен нулю.

Таким
образом, повторное заземление при
замыкании на корпус уменьшает его
потенциал и тем самым повышает
безопасность. На рис. 2 показано
распределение потенциалов вдоль нулевого
провода между повторным заземлением
(а значит, и корпусом) и заземлением
нейтрали. Эти потенциалы существуют в
течение вре­мени срабатывания защиты.

В
случае обрыва нулевого провода при
замыкании на корпус короткого замыкания
не произойдет. При этом потенциалы
опреде­ляются из (6) и (7), причем Zн→∞:

;

.

При
этих условиях все корпуса, соединенные
с нулевым прово­дом за местом обрыва,
оказываются под напряжением относительно
земли, равным Uз.
Те корпуса, которые занулены до места
об­рыва, находятся под напряжением,
равным Uо.
Такой режим прин­ципиально не отличается
от замыкания на заземленный корпус в
сети с глухозаземленной нейтралью.
Очевидно, этот режим опа­сен. Но при
отсутствии повторного заземления
нулевого провода опасность возрастает
еще больше, так как замыкание происходит
на корпус, не имеющий ни зануления, ни
заземления. Корпуса электрооборудования,
соединенные с корпусом с поврежденной
изоляцией, оказываются под фазовым
напряжением относительно земли (рис.
3).

Рис. 3. Замыкание
на корпус при обрыве нулевого провода.

Потенциалы
зануленных корпусов при однофазном
коротком замыкании зави­сят от длины
участка ну­левого провода между
нейт­ралью источника и местом
присоединения корпуса к нулевому
проводу. При за­мыкании на один из
корпу­сов по участку нулевого про­вода
между этим корпусом и нейтралью
трансформатора проходит ток короткого
за­тыкания. Падение напряже­ния на
этом участке опреде­ляется из закона
Ома:
.
Поскольку
сопротивление нулево­го провода при
постоянном сечении пропорционально
его длине, падение напряжения также
пропорционально длине. Поэтому при
отсутствии повторного заземления
потенциал корпуса, на который происходит
короткое замыкание, равен падению
напряжения в нулевом проводе [см.
выражение (5)].

Потенциалы
по длине нулевого провода пропорциональны
расстоянию от нулевой точки источника
(см. рис. 2, кривая I).
Корпусы 1,
2
и
3
также
находятся под напряжением относительно
земли, равным потенциалам нулевого
провода в точках присоеди­нения
каждого корпуса. Потенциал корпуса 5
равен
потенциалу корпуса 4,
на
который произошло замыкание, так как
за местом короткого замыкания в нулевом
проводе тока нет, а значит, и па­дение
напряжения отсутствует.

Если
нулевой провод имеет повторное заземление
(см. рис. 2, кривая II),
то потенциал нейтрали не равен нулю; он
равен паде­нию напряжения на
сопротивлении заземления нейтрали.
Потен­циал корпуса поврежденного
потребителя равен падению напряже­ния
на повторном заземлении. Разность этих
потенциалов равна Uк.
Потенциалы в нулевом проводе распределяются
по прямоли­нейному закону. Потенциал
корпуса 3
ниже
потенциала корпусов 5
и 4.
Корпус
2
находится
в данном случае под нулевым потенциа­лом.

Устройство
зануления и требования к нему.
Основное
назначе­ние зануления — обеспечить
срабатывание максимальной токовой
защиты при замыкании на корпус. Для
этого ток короткого замы­кания должен
значительно превышать уставку защиты
или номи­нальный ток плавких вставок.

Согласно
ПУЭ ток однофазного короткого замыкания
должен превышать не менее чем в три раза
номинальный ток плавкой вставки
ближайшего предохранителя или ток
срабатывания расцепителя автоматического
выключателя с обратно зависимой от тока
характеристикой. При защите сети
автоматическими выключа­телями,
имеющими только электромагнитный
расцепитель (отсеч­ку), нулевой защитный
провод должен быть выбран таким обра­зом,
чтобы в цепи «фаза-нуль» обеспечивался
ток короткого за­мыкания, равный
величине тока уставки мгновенного
срабатыва­ния, умноженный на коэффициент,
учитывающий разброс (по завод­ским
данным), и на коэффициент запаса 1,1. При
отсутствии за­водских данных для
автоматов с номинальным током до 1000 А
кратность тока короткого замыкания
относительно величины ус­тавки следует
принимать равной 1,4; для автоматов с
номиналь­ным током более 125 А она
составляет 1,25. Полная проводимость
нулевых защитных проводников во всех
случаях должна быть не менее 50% проводимости
фазного провода. В случаях когда эти
требования не удовлетворяются, отключение
при замыканиях на корпус должно
обеспечиваться при помощи специальных
защит (например, устройством защитного
отключения).

Нулевой защитный
провод должен иметь надежные соедине­ния,
и должна обеспечиваться непрерывность
цепи от каждого кор­пуса до нейтрали
источника. Поэтому соединения нулевого
провода до защищаемого корпуса выполняются
сварными. Нулевой защит­ный провод
соединяется со всеми заземленными
металлическими конструкциями, создающими
параллельные цепи короткого замы­кания:
металлическими конструкциями зданий,
подкрановыми пу­тями, стальными
трубами электропроводок, свинцовыми и
алюми­ниевыми оболочками кабелей,
металлическими трубопроводами,
проложенными открыто, исключая
трубопроводы для горючих и взрывоопасных
смесей. Эти проводники могут служить
единствен­ным нулевым проводом, если
по проводимости они удовлетворяют
приведенным выше требованиям.

Чтобы обеспечить
непрерывность цепи зануления, запрещается
установка в нулевой провод предохранителей
и выключателей. Это допускается только
в том случае, если выключатель вместе
с ну­левым проводом размыкает и все
фазные провода.

Зануление
однофазных потребителей, например
светильников, должно осуществляться
специальным защитным проводником (или
жилой кабеля), который не может одновременно
служить прово­дом для рабочего тока
(см. рис. 1, корпус 2).
Повторные
за­земления нулевого провода должны
выполняться на концах ответвлений
воздушных линий или ответвлений длиной
более 200 м, также на вводах в здания,
электроустановки которых подлежат
занулению.

Сопротивление
заземляющих устройств, к которым
присоеди­нены нейтрали трансформаторов
или генераторов, в любое время года
должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно
при линей­ных напряжениях 660, 380 и 220 В
источника трехфазного тока. Общее
сопротивление растеканию заземлителей
всех повторных за­землений нулевого
рабочего провода каждой воздушной линии
в любое время года должно быть не более
5, 10 и 20 Ом соответ­ственно при линейных
напряжениях 600, 220, 127 В. При этом
со­противление растеканию заземлителя
каждого из повторных за­землений
нулевого рабочего провода должно быть
не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при
тех же напряжениях. Проводники для
повторных заземлений нулевого провода
должны иметь пропуск­ную способность
не менее 25 А.

Расчет
зануления.
Цель
расчета зануления — определить сече­ние
нулевого провода, удовлетворяющее
условию срабатывания максимальной
токовой защиты. Уставка защиты определяется
мощ­ностью подключенной электроустановки.
Согласно требованиям ПУЭ, ток короткого
замыкания должен превышать уставку
за­щиты. Например, ток короткого
замыкания, необходимый для пе­регорания
плавкой вставки предохранителя,
определяется как Iк
≥ 3·Iн
, где Iн
— номинальный ток плавкой вставки.

Расчетная величина
тока короткого замыкания определяется
из выражения (1) с учетом сопротивления
петли «фаза — нуль»:

;

.

Таблица
1. Расчетные сопротивления сухих
трансформаторов при вторичном напряжении
400/230 В

Мощность
трансформатора, кВ·А

Схема соединения
обмоток

,Ом

Мощность
трансформатора, кВ·А

Схема соединения
обмоток

,Ом

Мощность
трансформатора, кВ·А

Схема соединения
обмоток

,Ом

160

Δ/Yн

0,055

320

Y/Yн

0,0847

630

Δ/Yн

0,014

180

Y/Yн

0,151

400

Δ/Yн

0,022

750

Y/Yн

0,0364

250

Δ/Yн

0,0354

560

Y/Yн

0,0434

1000

Δ/Yн

0,009

Сопротивления
трансформаторов приведены в табл. 1. Эта
таблица составлена с учетом данных
заводов-изготовителей, ВЭИ и
ВНИИтяжпромэлектропроекта. Приведенные
в ней данные сле­дует рассматривать
как приближенные, пригодные для
практиче­ских расчетов, не требующих
высокой точности. Следует отметить, что
у трансформаторов с соединением обмоток
Δ/Yн
сопротивление ниже, чем у трансформаторов
с соединением обмоток Y/Yн.
Это следует учитывать при выборе
трансформаторов. Для трансформа­торов
со вторичным напряжением 230/133 В можно
воспользоваться данными табл. 1 и ГОСТ
401—41, уменьшив их в три раза.

Сопротивления
трансформаторов, выполненных в
соответствии с отмененными ГОСТ 401—41,
имеют значения, приведенные ниже:

Мощность
трансформатора, кВ·А

20

30

50

100

130

320

560

1000

,Ом

1,44

1,11

0,722

0,358

0,203

0,117

0,071

0,042

Сопротивление
петли «фаза — нуль»

,

где
Rф
активное сопротивление фазного провода;
Rн

активное сопротивление нулевого провода;
Хп
индуктивное сопротивление петли «фаза
— нуль».

Для медных и
алюминиевых проводов активное
сопротивление определяется из формулы

.

Индуктивное
сопротивление петли «фаза-нуль» равно
сумме реактивных сопротивлений фазного
Хф
и
нулевого Хн
проводов
и сопротивления взаимоиндукции Х’п
между
этими проводами (внеш­нее сопротивление):

.

Индуктивные
сопротивления медных и алюминиевых
проводов малы и ими можно пренебречь.
Для стальных проводов активные и
реактивные сопротивления принимаются
по справочным табли­цам при
соответствующих плотностях тока.
Сопротивление взаи­моиндукции между
проводами

,

где
μо

магнитная проницаемость воздуха, равная
4·10-7
Гн/м; l
— длина линии, м; d

расстояние между проводами, м; D

диа­метр провода, мм.

Обычно
при отдельно проложенных нулевых
проводах прини­мают

0,6l;
при прокладке кабелем или в стальных
трубах зна­чением

можно пренебречь.

В
практике проектирования принято величины


и Zп
склады­вать арифметически. Это дает
небольшую погрешность (до 5%) в сторону
уменьшения тока короткого замыкания,
т. е. в сторону запаса.

Заземление
нейтрали и повторные заземления
рассчитываются по методике, изложенной
выше. Для определения напряжений
от­носительно земли из выражений (6)
и (7) принимают:

;

Контроль
зануления.
Устройство
зануления проверяется при вводе
электроустановки в эксплуатацию,
периодически в процессе работы и после
ремонта. Внешний осмотр устройства
зануления производится аналогично
осмотру заземляющего устройства. Для
измерения сопротивления петли «фаза-нуль»
можно применить любой прибор; для
измерения малых сопротивлений —
измеритель заземлений МС-08, омметр М372
и др. Сопротивления заземлений нейтрали
и повторных заземлений нулевого провода
измеряются прибором МС-08.

studfiles.net

Защитное зануление: устройство, назначение, принцип действия

Защитное зануление – это объединение частей электроустановок, которые располагаются не под напряжением, с заземленным проводом источника питания или с заземленной нейтралью генератора или обмотки трехфазного трансформатора. То есть — это соединение металлической части электроприбора с нейтралью трансформатора. Так как в этом случае нейтраль заземляется, то зануление может считаться разновидностью заземления. Принцип действия отличается от заземления тем, что в этом случае возникает короткое замыкание. Применение такого метода позволяет снизить сопротивление на петле «фаза-ноль». Если напряжение одной из фаз поступает на корпус двигателя, то возникает короткое замыкание. А это, в свою очередь, приводит предохранитель или другой прибор защиты к срабатыванию. Если защитное зануление отсутствует, то силы тока, за счет того, что сопротивление большое, может быть мало для срабатывания устройства защиты. Таким образом, поврежденный бытовой электроприбор, может долгое время находиться под напряжением, опасным для человека. В этой статье мы рассмотрим устройство, назначение и принцип действия защитного зануления.

Принцип действия

В чем заключается принцип работы системы? При попадании фазы на корпус прибора, который выполнен из металла и соединен с нулевым проводником, происходит короткое замыкание. Сила тока при этом увеличивается и срабатывают аппараты защиты. Благодаря этому отключаются электрические линии, что питают электроприбор.

Согласно ПУЭ, поврежденная электролиния в автоматическом режиме должна отключаться за время 0,4 секунды и не более (в сети 380/220 В). Для этого действия, как правило, применяются специальные проводники, назначение которых заключается в защите. Например, если проводка однофазная, то это может быть третья жила провода или кабеля.

При этом петля «фаза-ноль» должна быть с небольшим сопротивлением. Это необходимо для того чтобы защитное устройство сработало за определенное время. Поэтому защитное зануление будет эффективным только в том случае, когда монтаж сети и соединения будут правильные и сделаны при высоком качестве.

Схема ниже показывает принцип действия и применение системы:

Назначение такого устройства дает возможность быстро отключить неисправную линию от электричества, и при этом обеспечить на корпусе электроприбора низкое напряжение. За счет этого поражения электрическим током организма человека невозможно.

Исходя из этого, вытекает, что принцип работы зануления имеет в основе срабатывание защитного автомата за счет короткого замыкания на корпус прибора и как результат, отключение пораженного электроприбора от электрической сети. Схема того как работает система, когда произошел пробой изоляции изображена ниже:

Узнать, в чем разница между занулением и заземлением, вы можете из нашей статьи!

Область применения

Применяется защитное зануление в электрических приборах и установках с четырехпроводными электрическими сетями и с напряжением до 1 кВ:

  • в электросетях с переменным током и с одной фазой, у которых вывод заземлен;
  • в электросетях с постоянным током, у которых средняя точка источника заземлена;
  • в электросетях с переменным током и с тремя фазами, у которых заземлен ноль (TN – S), это сети, как правило, следующие: 220/127, 660/380, 380/220 В.

Применение электросети, у которой напряжение 380/220, возможно во всех сооружениях, у которых защитное зануление электрических приборов обязательное. Если это жилые помещения, у которых сухие полы, то такую защиту делать нет необходимости.

Электроустановки с напряжением 220/127 В и их защитное зануление получило применение в специальных помещениях, где возможно поражение электрическим током. В наружных электроустановках, которые находятся в опасных помещениях, зануляются металлические части к которым рабочий персонал может прикоснуться во время рабочего процесса.

Назначение

Такое устройство необходимо для того чтобы защититься от поражения электрическим током. Одним словом, в осуществление электробезопасности дома защитное зануление играет важную роль.

Но такое устройство может быть опасным в домашних условиях. Согласно ПУЭ его использовать в быту не безопасно. Например, если выполнить такую защиту в розетке, то это приведет к серьезным последствиям. Назначение розетки состоит в быстром подключении бытовых приборов к электричеству. Но если назначение для человека не играет роли и цепь, где есть коммутационное устройство, использовать, как защитный проводник, запрещено. А опасность заключается в том, что если целостность нуля в электрических приборах будет нарушена, то они будут находиться под высоким напряжением.

Если же в такой розетке произойдет обрыв нулевого провода, то при включении в него, например, бойлера, человека прошибет током. Если происходит обрыв нуля в многоэтажном доме, то на одну часть квартир пойдет пониженное напряжение, а на вторую – повышенное. Такое распределение чревато для бытовой техники в квартирах.

Также следует помнить, что зануление крайне опасно в двухпроводной системе. Например, при ремонтных работах, электрик может поменять нулевой провод на фазный. Ведь в электрических щитках такие жилы часто не имеют никакой отличительной окраски. Поэтому если поменять местами фазу и ноль, то электроприборы окажутся под напряжением.

Рекомендуем напоследок просмотреть полезное видео по теме:

Вот мы и рассмотрели устройство, принцип действия и назначение защитного зануления. Надеемся, теперь вам понятно как работает данная система и для чего она нужна.

Будет полезно прочитать:

samelectrik.ru

понятие и особенности механизма работы системы

Открытие тока стало ознаменованием новой эры развития человечества. Представить комфортное существование современного человека без энергоносителей невозможно. Но новый вид энергии является надёжным слугой только в случаях полного неусыпного контроля. Во избежание негативных последствий применяют следующие меры обеспечения безопасности: защитное зануление, заземление и автоматические системы обесточивания сетей.

Понятие и особенности

Под занулением понимают подключение металлического корпуса и прочих деталей бытовой техники и промышленного оборудования, которые не должны находиться в рабочем состоянии под линией сетевого напряжения, к нулевому или нейтральному проводу системы подачи энергии. В одной из точек провод должен иметь глухое заземление.

Важным является отличие нейтрального защитного провода от нулевого провода основной питающей сети. Проводники совершенно различны. Сеть с трехфазовой подачей представляет собой нулевой провод, проходящий от устройств, генерирующих электроэнергию, или силовой трансформаторной подстанции. Однофазная имеет только прочно заземлённый провод.

Главное целевое назначение механизма — организация защиты людей от поражения электрическим током при возникновении короткого замыкания фазы сети на токопроводящие части установленного оборудования.

Принцип действия механизма

Наглядно объяснить действие зануления поможет представление следующей ситуации. Фаза основной питающей сети попадает на корпус электрического оборудования, что может произойти из-за пробоя изоляции или любого другого форс-мажорного обстоятельства. Если при этом токопроводящая часть устройства имеет организованное защитное зануление, произойдёт короткое замыкание.

В этом случае величина тока за долю секунды достигнет своего максимального значения и сработает система автоматической защиты. В ряде случаев может выгореть предохранитель. Само оборудование или бытовая техника будут обесточены. Это защитит человека от серьёзных поражений электричеством и станет препятствием к возникновению любых других негативных последствий.

Обязательное условие работы механизма — очень низкое значение сопротивления току у нейтрального проводника. Именно в этой ситуации ток замыкания поднимется до максимального, что станет причиной срабатывания защитной сетевой системы. Так как нейтраль обеспечен полным заземлением на трансформаторе или генераторе, зануление организует при прикосновении низкое напряжение на корпусе используемого прибора.

Схемы и системы защитного зануления

Выделяется несколько вариантов защиты оборудования при помощи механизма зануления металлических корпусов. Базовое рассмотрение предполагает изучение подключений к однофазной и трехфазной сети подачи энергии.

  1. Трехфазная сеть. Характеризуется простой схемой подключения, выполнить которую под силу каждому, кто знаком с элементарными основами электротехники. В этом случае защитная линия P E и нулевой провод N объединяются в единую шину — PEN. Подобная методика зануления носит название TN — C системы. Для реализации метода требуется тщательно соблюдать требования, предъявляемые к уравниванию электрических потенциалов и к площадям сечения объединённых проводников PEN. Правилами устройства электроустановок категорически запрещено использование системы для сети с подачей энергии по однофазной схеме.
  2. Однофазная сеть. Система TN — C — S существует для реализации зануления в 1-фазной сети. Согласно методу, линия PE и проводник N объединяются только в условиях ограничения участка подачи энергии, который начинается вблизи основного источника питания. Существующая система великолепно подходит однофазным сетям, но её использование при занулении электрического оборудования, функционирующего в трехфазной сети электрификации, недопустимо.

После того как будут выполнены работы по защите оборудования, требуется провести расчёт и проверку системы зануления. Работа предполагает использование специальных приборов и техники, поэтому доверить её следует только квалифицированному специалисту. После произведения замеров следует определить среднее сопротивление петли нейтраль-фаза. Его значение должно быть минимальным.

Следующим шагом, согласно физическому закону Ома, вычисляют ток короткого замыкания в момент попадания фазы сети на металлические корпуса приборов.

Оптимальное значение параметра должно превышать порог срабатывания автоматической системы обесточивания. В обратной ситуации потребуется их смена на технику с меньшими значениями порога срабатывания. Возможно выполнение мероприятий по понижению сопротивления петли нетраль-фаза.

Особенности зануления в квартире

Рядовой потребитель должен иметь представление о том, что следует и чего не следует делать в жилом помещении. Основными моментами являются:

  • Ограничить использование изделий, заземлённых через трубы. Как правило, это умывальники, металлические смесители и ванны.
  • При защитном занулении подобных изделий можно получить серьёзную травму из-за электрического тока в момент включения базовой бытовой техники.
  • Выровнять потенциалы используемых металлических предметов в ванной, туалете или на кухне поможет техника заземления.
  • В зоне ввода в квартиру, как правило, существует аппарат для коммутации как нуля, так и фазы, в виде пакетника или двухполюсного аппарата. Но следует быть осторожным. Коммутирование нулевого проводника, используемого как защитный, запрещено.
  • Занулять требуется каждый бытовой прибор. Проблема неактуальна для жителей новых домов. Она решена подведением нейтрали к розеткам. Помимо этого, качественные бытовые приборы оснащены вилкой с заземляющими контактами.
  • Для старых домов, где проводка выполнена по системе двух проводов, можно провести зануление при помощи отдельного провода от электрического щитка в квартире.
  • Важным является максимальное соблюдение техники безопасности. Любая работа должна проводиться на полностью обесточенном оборудовании.

В электрической сети движение электронов проходит по пути минимального сопротивления. Без принятия защитных мер ток может нанести серьёзный вред человеку, возможен даже летальный исход.

Электрическая энергия в критических ситуациях может воспламенять горючие вещества, что является прямым источником пожара. Но принятие мер по обеспечению безопасности (в частности, защитное зануление) поможет избежать негативных последствий.


220v.guru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о