ЗАНУЛЕНИЕ. ЗАЩИТНОЕ ОТКЛЮЧЕНИЕ

Защитное зануление – преднамеренное соединение открытых проводящих частей с глухозаземленной нейтралью трансформатора или генератора, выполняемое в целях электробезопасности. Зануление является основной мерой защиты замыкания на корпус в электрических сетях напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью.

Принцип работы зануления заключается в превращении замыкания на корпус в короткое замыкания фазы через корпус и нулевой провод (рис. 1).

Рис. 1. Схема зануления

Ток короткого замыкания вызывает срабатывание защиты и отключение поврежденной установки. Для защиты от коротких замыканий применяют автоматические выключатели и плавкие предохранители. При замыкании на зануленный корпус ток короткого замыкания проходит через следующие участки цепи: обмотки трансформатора, фазный провод и нулевой провод, следовательно:

,

Если сопротивление Z_т/3 + Z_ф + Z_PEN = 0,2 Ом (в сетях напряжением 380/220 В оно обычно меньше), то:

.

При таком токе защита сработает (защита – предохранители, I_к ≥ 3I_пл.в.; I_пл.в ≈ 40 – 250 А).

А напряжение на корпусе относительно земли U₃, как и на всем участке за точкой «б» определяется выражением U₃ = U_к = I_к×Z_PEN, где Z_PEN - полное сопротивление нулевого защитного провода (НЗП) на участке «а - б».

На участке «а - б» НЗП напряжение U₃ изменяется от 0 до U_к линейно. Напряжение нейтральной точки «а» источника относительно земли в этом случае равно нулю (U_о = 0).

Задание 3.

Дано: R_h = 1000 Ом, R_о = 3 Ом, Z_т = 0,312 Ом; R_ф = 19 мОм; R_PEN = 17 мОм, U_ф = 220 В.

Определить: I_h - ?

Решение.

,

U_к = 1700×0,017 = 28,9 В; I_h = 28,9/1000 = 28,9 мА.

Вывод. ПДУ I_h = 50 мА при 1 сек, I_h = 28,9 мА > 1 сек, значит время для срабатывания защиты достаточно. Как видно из примера, до срабатывания максимальной токовой защиты ток короткого замыкания вызывает перераспределение напряжений в сети и, как следствие, снижение напряжения поврежденного корпуса относительно земли. Таким образом, зануление обеспечивает защиту от поражения электрическим током при замыкании на корпус за счет ограничения времени прохождения тока через тело человека и снижении напряжения прикосновения.