Зануление

Занулить – это значит надежно постоянно электрически соединить подлежащие защите элементы оборудования с нулевым проводом, который принудительно многократно заземлен.

Рис. 109. Схема зануления: Ik – ток короткого замыкания; ПП – плавкие предохранители; ЗП – зануляющий проводник

Принципиальная схема зануления показана на рис. 109.

Зануление превращает пробой в короткое замыкание между фазным и нулевым проводами, что приводит к возникновению тока большой силы через устройства защиты сети (выполняемые в виде плавных предохранителей или автоматических выключателей) и в конечном итоге отключению поврежденного оборудования от сети. Время отключения с момента появления напряжения на корпус составляет до 7 с при использовании плавких предохранителей и до 2 с при защите автоматическими выключателями. Необходимо отметить, что при неблагоприятном стечении обстоятельств за это время может произойти поражение электротоком человека, оказавшегося в электрической цепи.

Область применения зануления – в электроустановках промышленных предприятий трехфазные сети напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью, а также трехпроводные сети постояного тока с заземленным полюсом. Таким образом, назначение зануления заключается в автоматическом отключении неисправного электрооборудования при однофазном замыкании на корпус за счет возникновения большого тока в цепи «фаза корпус – нулевой проводник – нейтраль – источника питания» и срабатывания токовой защиты.

Проводимость нулевого провода должна быть не менее половины проводимости фазного провода; ток короткого замыкания, возникающий в сети, должен в три раза превышать номинальный ток расцепителя автоматического выключателя, имеющего характеристику, обратно зависимую от тока.

Расчет зануления заключается в определении его отключающей способности и условий безопасного прикосновения к электрооборудованию при замыкании на корпус и на землю. Значение тока в цепи однофазного короткого замыкания зависит от фазного напряжения и полных сопротивлений трансформатора и цепи «фаза–нуль».

Защитное отключение

Защитное отключение рекомендуется применять в качестве основной меры защиты, если необходимая степень безопасности не достигается системами защитного заземления и зануления или их выполнение не достигается по техническим причинам либо иным причинам.

Рис. 110. Структурная схема защитного отключения

Защитное отключение конструктивно и технически более сложное, чем защитное заземление и зануление, требует достаточной культуры исполнения и эксплуатации, однако оно обладает целым рядом преимуществ, в том числе может срабатывать и не при полном замыкании, а уже в начале развития повреждения. В качестве аппаратов (приборов) защитного отключения используют различные технические системы, в состав которых входят датчики входного сигнала (измерительный трансформатор, реле максимального напряжения, фильтры тока и напряжения нулевой последованости и др.); усилители; цепи контроля и проверки исправности схемы защитного отключения; сигнальные устройства (лампы, табло), измерительные приборы.

Структура защитного отключения показана на рис. 110. Входной сигнал с датчика 1 постоянно подается на усилитель 2. Когда его величина превысит заданное значение по току или напряжению, усилитель выдаст команду (сигнал) аппарату 3 защитного отключения, который прервет цепь 4, питающую электроустройство.

Устройства защитного отключения обеспечивают:

- защиту от полного и неполного замыкания на землю;

- непрерывный контроль цепей защитного заземления и зануления;

Рис. 111. Схема защитного отключения с реле напряжения

- непрерывный контроль изоляции защищаемого оборудования.

На рисунке 111 показано устройство защитного включения, контролирующее напряжение (потенциал) электрооборудования относительно земли, с использованием реле напряжения. Электроустановка 1 запитана от трехфазной сети, заземлена через цепь 2 с сопротивлением R_З и одновременно соединена со вспомогательным заземлителем 3 через катушку 4 реле напряжения. Необходимая чувствительность и надежность защиты достигается тем, что сопротивление реле значительно выше сопротивления цепи заземления R_В3. Контроль исправности схемы защиты осуществляется с помощью кнопки 5, замыкающей одну из фаз на корпус. Заданным значением напряжения в данном случае является

Рис. 112. Схема защитного отключения с токовым реле

напряжение срабатывания реле напряжения. При срабатывании защиты отключающая катушка 7 прервет цепь питания установки.

На рисунке 112 показана схема защитного отключения с токовым реле 6 А. В этом случае применена соответствующая катушка 4 А токового реле. Сопротивление цепи заземления (зануления) должно быть достаточно малым, поскольку корпуса электрооборудования могут иметь параллельные связи через опорные поверхности и естественные заземлители.

Сущность разделения электрических сетей заключается в том, что электрическая сеть разделяется через разделяющие трансформаторы на отдельные, электрически не связанные между собой участки.

В этом случае номинальное напряжение первичной обмотки не должно превышать 1000 В, а вторичной – 380 В. Разделяющие трансформаторы имеют повышенную надежность межобмоточной изоляции, их вторичные обмотки не заземляются. Часто разделяющие трансформаторы выполняют одновременно роль понижающих. К одному разделяющему трансформатору подключается только одно электроустройство. Для разделения электрических сетей используются преобразователи частоты, выпрямительные агрегаты и другие агрегаты.