Зануление состоит в соединении корпусов токоприемников или другого оборудования, которое может оказаться под напряжением в результате нарушения изоляции, с нулевым проводом с помощью металлических проводников.
Область применения зануления — трехфазные четырехпроводные электрические сети напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью и напряжением 380/220, 220/127 и 660/ 380 В.
Цель зануления — ликвидация опасности поражения электрическим током при повреждении изоляции и появлении на корпусах оборудования опасного напряжения.
Принцип действия зануления— превращение пробоя на корпус в однофазное короткое замыкание, т. е. образование так называемой цепи короткого замыкания (корпус - - нулевой провод — фазная обмотка трансформатора — корпус), обладающей малым сопротивлением.
При пробое на корпус в цепи короткого замыкания возникает большой ток короткого замыкания Iкз в результате чего за 5...7 с перегорают плавкие вставки или срабатывают автоматические устройства, реагирующие на ток короткого замыкания за 1...2 с. При зану-лении в течение короткого времени, определяемого скоростью срабатывания защиты, человек, касающийся поврежденного оборудования, попадает под фазное напряжение. Если защитное зануление не срабатывает, то человек, контактирующий с поврежденным оборудованием, может быть поражен электрическим током. Для надежного срабатывания зануления необходимо выполнение условия
Iкз >3Iнпл.вст
где Iпл.вст — номинальный ток плавкой вставки; IаВТ — номинальный ток автоматического выключателя.
Подбор плавких вставок предохранителей производится по значению пускового тока электродвигателя с учетом режима работы:
Iнплвст=Iпусэлдв/а
где Iэл.дв — пусковой ток электродвигателя; а — коэффициент режима работ (для асинхронных двигателей а =1,6... 2,5);
Ток короткого замыкания
Iкз=Uф/(zт/3+Rн+Rф)
где Uф — фазное напряжение, В; ZT — сопротивление вторичной обмотки трансформатора, Ом; RH и Яф — соответственно сопротивление нулевого и фазного проводов, Ом.
В схеме зануления необходимо наличие нулевого провода, заземления нейтрали источника тока, повторного заземления нулевого провода Rп.
При наличии Rп. и пробое фазы на корпусе в случае Rп. = R0 падение напряжения на Rп. и, следовательно, на корпусе составит Uф /2. Такое же напряжение будет на сопротивлении R0, т. е. Uф /2 .
Наличие повторного заземления нулевого провода позволяет снизить напряжение на корпусе в два раза при Ro = Rп.. При других значениях фазное напряжение перераспределяется пропорционально этим сопротивлениям.
Назначение нулевого провода— создание для тока короткого замыкания цепи с малым сопротивлением, с тем чтобы этот ток был достаточным для срабатывания защиты. Повторное заземление нулевого провода устраивается на случай обрыва нулевого провода. Нулевой провод должен иметь проводимость не менее 0,5 от проводимости фазного провода.
Заземление нулевой точки трансформатора Ro предусматривается для: обеспечения электрозащиты при пробое изоляции между обмотками трансформатора, т. е. для защиты от перехода высшего напряжения в сеть низшего; снижения до безопасного напряжения нулевого провода (относительно земли) и всех присоединенных к ним корпусов электроустановок при случайном замыкании фазы на землю.
Назначение повторного заземления нулевого провода — уменьшение опасности поражения электротоком при обрыве нулевого провода и замыкания фазы на корпус за местом обрыва, снижение напряжения на корпусе в момент горения плавкой вставки (t = 5...7 с). При обрыве нулевого провода и замыкании фазы на корпус (за местом обрыва) отсутствие повторного заземления приводит к тому, что напряжение относительно земли оборванного участка нулевого провода и всех присоединенных к нему корпусов окажется равным фазному напряжению сети. Это опасное напряжение будет существовать длительное время, так как поврежденный электродвигатель автоматически не отключится (отсутствует цепь короткого замыкания) и, кроме того, поврежденную электроустановку трудно обнаружить, с тем чтобы произвести отключение вручную. Если же нулевой провод будет иметь повторное заземление, то при его обрыве сохранится цепь тока; нулевой провод, Rп.. земля, Rn и фазные провода, благодаря чему напряжение на зануленных корпусах, находящихся за местом обрыва, снизится до величины:
UK=I3Rn; /,= Uф/( Rп.. + Rо);
где Uк — напряжение на корпусе токоприемника; Ru — сопротивление повторного заземления нулевого провода;
Ro — сопротивление заземления нулевой точки трансформатора.
Вместе с тем корпуса, присоединенные к нулевому проводу до места обрыва, также окажутся под напряжением относительно земли
U0=I3R0 /з= Uф/( Rп.. + Rо);
В сумме эти напряжения равны фазному: Uк+Uо=Uф. Если принять, что Rn = RQ, то корпуса установок, присоединенные к нулевому проводу как до места обрыва, так и после будут находиться под одинаковым напряжением
UK=U0= Uф/2.
Этот случай является наименее опасным, так как при других соотношениях Ro и Rn часть корпусов будет находиться под напряжением большим, чем 0,5 Uф.
Таким образом, повторное заземление нулевого провода уменьшает опасность поражения электротоком, возникающую в результате обрыва нулевого провода, но не устраняет ее полностью, так как напряжение, равное 0,5 Uф, является опасным. Поэтому требуется тщательная прокладка нулевого провода, с тем чтобы исключить его обрыв. В нулевом проводе запрещается установка предохранителей, рубильников и других приборов, которые могут нарушить его целостность.
По Правилам устройства электроустановок сопротивление каждого из повторных заземлителей должно быть не более 15, 30 и 60 Ом при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В — источника однофазного тока.
Повторные заземления нулевого провода выполняются на концах воздушных линий длиной более 200 м и в середине линий и ответвлений длиной 500 м, а также на вводах линий в электроустановки.
Если же используется четырехпроводная сеть с нулевым проводом и глухозаземленной нейтралью, то в ней возможно выполнять как заземление корпуса электродвигателя, так и его зануление. В этом случае при пробое изоляции сработает система зануления, т. е. возникнет большой ток /к.з и поврежденная фаза отключится.
Роль же заземления корпуса будет заключаться в том, что в момент горения плавкой вставки (5...7 с) напряжение на корпусе электродвигателя снизится вдвое при R3 = R0.
Использовать схемы совместного использования зануления и защитного заземления можно, но они не находят применения из-за высокой стоимости, так как приходится выполнять два вида защиты.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему