Приложение

При защитном занулении корпус электрооборудования преднамеренно соединяют с помощью нулевого защитного проводника с заземленной нейтралью сети. При пробое фазы на корпус возникает режим короткого замыкания, и поврежденная установка от сети отключается с помощью плавкого предохранителя или автоматического выключателя. Однако до момента аварийного отключения на корпусе оборудования может существовать высокое напряжение, опасное для жизни, поэтому защита в таких сетях должна срабатывать быстро, а ток короткого замыкания должен превышать в три раза ток, на который рассчитана плавкая вставка (рисунок 1).

Так как в жилых помещениях применяются однофазные сети с заземленной нейтралью, то бытовое электрооборудование в помещениях с повышенной относительной влажностью (ванные комнаты, кухни и т.п.) должны зануляться.

В нулевом защитном проводнике не допускается установка предохранителей, выключателей и других устройств, могущих нарушить его целостность. При занулении оборудования применяют повторное заземление нулевого защитного провода с целью обеспечения безопасности при случайном обрыве нулевого защитного провода. При напряжении в сети 380/220 В. R_nовт меньше или равно 30 Ом.

1. - корпус электроустановки;

2. - плавкие предохранители;

R₀ - сопротивление заземления нейтрали источника тока;

R_nовт - сопротивление повторного заземления нулевого защитного провода;

I_к - ток однофазного короткого замыкания.

Рисунок 1 - Принципиальная схема зануления с повторным заземлением нулевого защитного провода

Назначение повторного заземления нулевого защитного провода – уменьшение опасности поражения людей током, возникающим при обрыве нулевого защитного провода и замыкании фазы на корпус за местом обрыва.

При случайном обрыве нулевого защитного провода и замыкания фазы на корпус (за местом обрыва) отсутствие повторного заземления приведет к тому, что напряжение относительно земли «оборванного» участка нулевого защитного провода и всех, присоединенных к нему корпусов окажется равным фазному напряжению сети U_ф (рисунок 2).

Рисунок 2 Обрыв нулевого защитного провода без его повторного заземления

Если же нулевой защитный провод будет иметь повторное заземление, то при его обрыве сохранится цепь тока I_з через землю, благодаря чему напряжение зануленных корпусов относительно земли, находящихся за местом обрыва, снизится до значения:

U_к= I_зR_повт = U_ф , (1)

где I_з - ток, проходящий через землю, [А].

R_повт – сопротивление повторного заземления нулевого защитного провода, [Ом].

Корпуса, присоединенные к нулевому защитному проводу до места обрыва, также окажутся под напряжением относительно земли, которое будет равно:

U_о= I_зR₀ = U_ф (2)

Сумма этих напряжений равна фазному напряжению.

U_к+U₀=U_ф (3)

Если R₀ = R_п, то корпуса, присоединенные к нулевому защитному проводу, как до, так и после обрыва, будут иметь одинаковое напряжение

U_к=U₀=0,5 U_{ф. (4)}

Следовательно, повторное заземление значительно уменьшает опасность поражения током, но не может обеспечить тех условий безопасности, которые существовали до обрыва нулевого защитного провода (рисунок 3).

Рисунок 3 - Случай замыкания фазы на корпус при обрыве нулевого защитного провода в сети с повторным заземлением нулевого защитного провода

При случайном замыкании фазы на землю в четырёх проводной сети с изолированной нейтралью (рисунок 4а), между нулевым защитным проводом, и, следовательно, между каждым занулённым корпусом и землёй возникает напряжение близкое по значению к фазному.

В четырёх проводной сети с заземлённой нейтралью (рисунок 4б) фазное напряжение распределяется пропорционально сопротивлениям R_зм - сопротивление замыкания фазы на землю и R₀ - сопротивление заземления нейтрали, благодаря чему напряжение между занулённым оборудованием и землёй резко снизится и будет равно:

U_ф R₀

U_к = I_зR₀ = , (5)

R₀ + R_зм

где I_з - ток, замыкания фазы на землю

с изолированной нейтралью

заземлённой нейтралью

Рисунок 4 - Случай замыкания фазы на землю в трёхфазной четырёх проводной сети до 1000 В с изолированной нейтралью (а) и с заземлённой нейтралью (б)

Контрольные вопросы

1. Назначение нулевого защитного провода.

2. Назначение заземления нейтрали.

3. Принцип действия защитного зануления.

4. Назначение повторного заземления нулевого защитного провода.

5 Можно ли нулевой рабочий провод использовать в качестве нулевого защитного.

6. Величина сопротивления тела человека, принятая для расчетов в технике безопасности?

7. Можно ли заземлить зануленную установку?

8. Назначение присоединения корпусов электроустановки к защитному проводу.

9. Корпуса каких электроустановок подлежат занулению?

10.Какой величины ток промышленной частоты является опасным для жизни человека?

11. Почему 4-х проводная сеть с изолированной нетралью не находит широкого применения?