3. Изучения принципа действия зануления

Сопротивления фаз, кОм					Напряжения фаз и корпусов, В
RA	RB	RC	Rзам	Rзаз	UA0	UB0	UC0	UK1, U0	UK2	UK3, Uh
150	150	150	-	0,1	0	0	0	0	0	0

Одним из способов защиты от поражения током в режиме замыкания фазы на корпус является зануление (преднамеренное электрическое соединение корпуса с нулевым проводом). Упрощённая схема:

Рисунок 4. Цепь с занулением.

Векторная диаграмма 4.

Вывод:

Из полученных результатов опыта следует, что при замыкании фазы на корпус происходит автоматическое отключение электрического прибора от сети. Происходит это вследствие протекания тока короткого замыкания на нулевой провод, что в свою очередь вызывает срабатывание максимальной токовой защиты (выключателя и предохранителя).

4. Оценка опасности зануления корпусов при непрямом прикосновении

4.1. Случай неправильно выбранной (завышенной) уставки срабатывания максимальной токовой нагрузки

Сопротивления фаз, кОм					Напряжения фаз и корпусов, В
RA	RB	RC	Rзам	Rзаз	UA0	UB0	UC0	UK1, U0	UK2	UK3, Uh
150	150	150	-	0,1	25	27	23	16	16	25

Рисунок 5. Завышенная установка срабатывания предохранителя.

Возникает ситуация, из-за которой ток замыкания недостаточен для срабатывания предохранителя, поэтому повреждённое устройство не отключается от сети, а на нулевом проводе и всех зануленных устройствах создаётся большое напряжение.

Согласно справочным материалам: медный провод длинной 1м с площадью сечения 1.5 мм^2 имеет сопротивление 0.01 Ом. Рассчитаем схему исходя из имеющихся данных:

R_0hпр2 = R_пр2 *(R_h + R_0) / (R_пр2 + R_h + R_0) = 0,01 Ом

ФДН: U_0hпр2 = U_a * (R_0hпр2 / (R_0hпр2 + R_пр1)) = 110 В

U_h = U_0hпр2 (R_h / (R_0 + R_h)) = 109,6 В

Векторная диаграмма 5.

Вывод:

При неудачном выборе уровень срабатывания максимальной токовой нагрузки во время аварийной ситуации автоматика не отключает повреждённый прибор, вследствие чего появляется напряжение на нулевом проводе и напряжение прикосновения к корпусу такого устройства может быть равно половине фазного. При этом на корпусе приемника возникает опасный потенциал

4.2. Случай обрыва нулевого провода или неправильной установки в нем выключателя нагрузки

	Сопротивления фаз, кОм					Напряжения фаз и корпусов, В
	RA	RB	RC	Rзам	Rзаз	UA0	UB0	UC0	UK1, U0	UK2	UK3, Uh
S10+ S16-	150	150	150	-	0,1	25	27	23	0	23	25
S10- S16-	150	150	150	-	0,1	25	27	23	0	0	25
S10+ S16+	150	150	150	-	0,1	29	30	17	5	12	29
S10- S16+	150	150	150	-	0,1	25	27	23	0	0	25

В данном опыте произошёл обрыв нулевого провода, при этом возможны 4, измеренных выше, ситуации:

1. При разомкнутой лампе и отсутствии повторного заземления ток с фазы не поступает на нулевой оборванный провод, приборы работают в штатном режиме, напряжение прикосновения отсутствует.

2. При включенном повторном заземлении, но выключенной лампочке, приборы работают в штатном режиме, напряжение прикосновения равно нулю, ток на нулевом проводе отсутствует. Схема замещения:

Рисунок 6. Обрыв нулевого провода.

3. При включенной лампе ток поступает на нулевой провод, при этом появляется напряжение на корпусе прибора К2, ток уходит через сопротивление R_0 в прибор К1. Схема замещения:

Рисунок 7. Лампа включена.

4. При включенном повторном заземлении (допустим, 4 Ом) и включенной лампочке имеем следующую схему замещения:

Рисунок 8. Повторное заземление и лампа включены.

Векторная диаграмма 6. Случаи 3 и 4.

Вывод:

При обрыве нулевого провода и неправильной установке выключателя нагрузки напряжение прикосновения равно 0 на зануленных приборах, пока нагрузка выключена. При включении нагрузки и отключенном повторном заземлении напряжение на корпусе К2 становится близким к фазному, а при добавлении повторного заземления (нулевой провод оборван) происходит перераспределение напряжения между корпусами К1 и К2. Соотношение напряжений зависит от соотношения рабочего и повторного заземлений.