Билет №50

«Защитное зануление»

 

Зануление – преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Нулевой защитный проводник - проводник, соединяющий зануляемые части с нейтральной точкой обмотки источника тока или ее эквивалентом.

Зануление применяется в сетях напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью. В случае пробоя фазы на металлический корпус электрооборудования возникает однофазное короткое замыкание, что приводит к быстрому срабатыванию защиты и тем самым автоматическому отключению поврежденной установки от питающей сети. Такой защитой являются: плавкие предохранители или максимальные автоматы, установленные для защиты от токов коротких замыканий; автоматы с комбинированными расцепителями.

При замыкании фазы на зануленный корпус электроустановка автоматически отключается, если ток однофазного короткого замыкания I_З удовлетворяет условию I_З к * I_Н, где I_Н – номинальный ток плавкой вставки предохранителя или ток срабатывания автоматического выключателя, А; к - коэффициент кратности тока.

Для автоматов к = 1, 25 – 1, 4. Для предохранителей к = 3.

Проводимость нулевого защитного проводника должна быть не менее 50 % проводимости фазного провода. В качестве нулевых защитных проводников применяют голые или изолированные проводники, стальные полосы, кожухи шинопроводов, алюминиевые оболочки кабелей, различные металлоконструкции зданий, подкрановые пути и т.д.

При обрыве нулевого провода и замыкании фазы на корпус за местом обрыва, при отсутствии повторного заземления, напряжение между корпусами и землей будет ровно фазному напряжению.

При наличии повторного заземления напряжение на корпусах за местом обрыва снизится до значения

U_З = I_З * R_П = U_Ф * R_П / (R_З + R_П),

где R_з – сопротивление заземления нейтрали, R_п – сопротивление повторного заземления. Зануление рассчитывается на отключающую способность; на безопасность прикосновения к корпусу при замыкании фазы на землю (расчет заземления нейтрали); на безопасность прикосновению к корпусу при замыкании фазы на корпус (расчет повторного заземления нулевого защитного проводника).

Расчет на отключающую способность проводится для наиболее удаленных в электрическом смысле точек сети

I_З = U_Ф/(Z_ТР/3 + Z_П),

где U_Ф – фазное напряжение сети, В; Z_ТР/3 – сопротивление фазы трансформатора, Ом; Z_П – полное сопротивление петли фаза - нуль линии до наиболее удаленной точки сети, для трансформаторов мощностью более 630 кВА сопротивление фазы трансформатора можно принять равным нулю.

,

где R_Ф, R_О - активные сопротивления фазного и нулевого защитного проводника; X_Ф, X_О - индуктивные сопротивления фазного и нулевого защитного проводника; X_П - сопротивление взаимоиндукции петли фаза - нуль.

Индуктивные сопротивления медных и алюминиевых проводников малы, и ими можно пренебречь.

Расчет зануления на безопасность прикосновения к корпусу при замыкании фазы на землю или корпус сводится к расчету заземления нейтральной точки трансформатора и повторных заземлителей нулевого защитного проводника. Согласно ПУЭ сопротивление заземления нейтрали должно быть не более: 8 Ом при 220/127 В; 4 ОМ при 380/220 В; 2 Ом при 660/280 В.

Сопротивление повторных заземлителей должно быть не более: 20 Ом при 220/127 В; 10 Ом при 380/220 В; 5 Ом при 660/280 В.

Методика расчета количества вертикальных и горизонтальных заземлителей нейтрали и повторных заземлителей аналогична методике расчета заземления. Согласно ПУЭ повторные заземлители выполняются на концах воздушных линий и их ответвлений, а также на вводах в здания, установки которых подлежат занулению.