Назначение, принцип действия, область применения.

В соответствии с требованиями ПУЭ в качестве защитной меры при косвенном прикосновении широкое применение нашло автоматическое отключение питания.

Косвенное прикосновение – прикосновение к открытым проводящим частям, оказавшимся под напряжением при повреждении изоляции (при­косновение к корпусу потребителя электроэнергии с поврежденной изо­ляцией)

Защитное автоматическое отключение питания – автоматическое размыкание цепи одного или нескольких фазных проводников (если тре­буется, то и нулевого рабочего проводника), выполняемое в целях безо­пасности. Защитное зануление, используемое в сетях TN, является частным слу­чаем защитного автоматического отключения питания

Защитное зануление- это преднамеренное электрическое соединение откры­тых проводящих частей электроустановок с глухозаземленной нейтраль­ной точкой генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях элек­тробезопасности. В дальнейшем, мы будем использовать понятие «зануление», понимая под ним защитное зануление.

Для соединения открытых проводящих частей потребителя элек­троэнергии с глухозаземленной нейтральной точкой источника исполь­зуется нулевой защитный проводник.

Зануление необходимо для обеспечения защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении за счет снижения напряжения корпуса относительно земли и быстрого отключения элек­троустановки от сети.

Область применения зануления:

* электроустановки напряжением до 1 кВ в трехфазных сетях пере­менного тока с заземленной нейтралью (система TN–S; обычно это сети 220/127, 380/220, 660/380 В);

* электроустановки напряжением до 1 кВ в однофазных сетях пере­менного тока с заземленным выводом;

* электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях постоянного тока с заземленной средней точкой источника.

Принцип действия зануления. При замыкании фазного провода на зануленный корпус электропотребителя (рис. 2.1) образуется цепь тока однофазного короткого замыкания (то есть замыкания между фазным и нулевым защитным проводниками). Ток однофазного короткого замыка­ния вызывает срабатывание максимальной токовой защиты, в результате чего происходит отключение поврежденной электроустановки от пи­тающей сети. Кроме того, до срабатывания максимальной токовой за­щиты происходит снижение напряжения поврежденного корпуса относи­тельно земли, что связано с защитным действием повторного заземления нулевого защитного проводника и перераспределением напряжений в сети при протекании тока короткого замыкания.

Следовательно, зануление обеспечивает защиту от поражения электрическим током при замыкании на корпус за счет ограничения времени прохождения тока через тело человека и за счет снижения на­пряжения прикосновения.

В качестве максимальной токовой защиты, обеспечивающей бы­строе отключение электроустановки в аварийном режиме могут исполь­зоваться плавкие предохранители и автоматические выключатели, уста­навливаемые для защиты от токов короткого замыкания, магнитные пус­катели со встроенной тепловой защи­той, контакторы в сочетании с теп­ловыми реле, осуществляю­щие защиту от перегрузки, автоматы с ком­бинированными расцепителями, осуществляющие защиту одновременно от то­ков короткого замыкания и перегрузки и др.

рис.2.1 Принципиальная схема зануления в системе TN-S

1 – корпус электроустановки (электродвига­тель, трансформатор и т. п.); 2 – аппараты защиты от токов КЗ (предохранители): R₀ – сопротивление заземления нейтрали обмотки источ­ника тока; R_П – сопротивление по­вторного за­земления нулевого защитного проводника; I_к – ток КЗ; I_н – часть тока КЗ, протекающего через нулевой защитный проводник; I_з – часть тока КЗ, протекающего через землю.

 

Назначение отдельных элементов схемы зануления.Из рис. 2.1 видно, что для схемы зануления необходимы нулевой защитный провод­ник, глухое заземление нейтрали источника тока и повторное заземление нулевого защитного проводника.

Рассмотрим назначение этих элементов применительно к наиболее распространенным электрическим сетям – трехфазным переменного тока.

 

2.2. Назначение нулевого защитного проводника.

Пусть мы имеем схему без нулевого защитного проводника, роль которого выполняет земля (рис. 2.2). Будет ли работать такая схема?

 

 

рис. 2.2. К вопросу о необходимости нулевого защитного провод­ника в трехфазной сети до 1000 В с заземленной нейтралью.

 

При замыкании фазы на корпус по цепи, образовавшейся через землю, будет проходить ток:

, (2.1)

где U_ф - фазное напряжение сети, В; r₀, r_к - сопротивления заземления нейтрали и корпуса, Ом.

Сопротивления обмоток источника тока (например, транс­форма­тора, питающего данную сеть) и проводов сети малы по сравнению с r₀ и r_к, поэтому их в расчет не принимаем.

В результате протекания тока через сопротивление r_к в зе­млю на корпусе возникает напряжение относительно земли U_кравное падению напряжения на сопротивлении :

. (2.2)

Ток I_з может оказаться недостаточным, чтобы вызвать сра­батыва­ние максимальной токовой защиты, т. е. установка мо­жет не отклю­читься.

Чтобы устранить эту опасность, надо обеспечить быстрое автома­тическое отключение установки, т. е. увеличить ток, проходящий через защиту, что достигается уменьшением сопротивления цепи этого тока путем введения в схему нулевого защитного проводника соответствую­щей проводимости.

Следовательно, из сказанного вытекает еще один вывод: в трех­фазной сети напряжением до 1 кВ с заземленной нейтралью без нулевого защитного проводника невозможно обеспечить безопасность при кос­венном прикосновении, поэтому такая сеть применяться не должна.

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: