Призначення занулення і принцип його дії

Занулення. Відповідно до ГОСТ 12.1.00976 занулення в загальному розумінні — це навмисне електричне з’єднання з нульовим захисним провідником металевих неструмовідних частин, які можуть опинитися під напругою в результаті пошкодження ізоляції.

Занулення в електроустановках — це навмисне з’єднання елементів електроустановки, які нормально не знаходяться під напругою, з глухозаземленою нейтраллю генератора чи трансформатора в мережах трифазного струму, з глухозаземленим виводом джерела однофазного струму, з глухозаземленою середньою точкою джерела в мережах постійного струму.

Занулення застосовується в електроустановках напругою до 1000 В, які живляться від мережі з глухозаземленою нейтраллю.

Принципова схема занулення наведена на рис. 3.7, права частина. Занулення перетворює замикання на корпус в коротке замикання фази, спрацьовує захист від коротких замикань (плавкі вставки запобіжників, струмові автомати, магнітні пускові пристрої із струмовим захистом тощо) і установка відключається від джерела живлення.

47. ВИМОГИ ДО СХЕМИ ЗАНУЛЕННЯ.

Відповідно до ГОСТ 1-.1.009-76 Занулення в електроустановках — це навмисне з’єднання елементів електроустановки, які нормально не знаходяться під напругою, з глухозаземленою нейтраллю генератора чи трансформатора в мережах трифазного струму, з глухозаземленим виводом джерела однофазного струму, з глухозаземленою середньою точкою джерела в мережах постійного струму. Занулення застосовується в електроустановках напругою до 1000 В, які живляться від мережі з глухозаземленою нейтраллю. Занулення перетворює замикання на корпус в коротке замикання фази, спрацьовує захист від коротких замикань (плавкі вставки запобіжників, струмові автомати, магнітні пускові пристрої із струмовим захистом тощо) і установка відключається від джерела живлення.

Схема занулення вимагає наявностi в мережi нульового провода, заземлення нейтралi джерела струму та повторного заземлення нульового проводу.

Призначения нульовго проводу – створення для струму короткого замикання ланки з малим опором з метою швидкого вимкнення пошкодженої установки вiд мережi.

Для надійного спрацювання захисту повинна виконуватись умова за використання плавких вставок: де – номiнальний струм плавко'i вставки.

У випадку використання автоматичного пристрою, котрий реагує на струм короткого замикання де – номінальний струм спрацювання автомата

За велечиною напруги мережі живлення застосування занулення обмежується напругою до 1 кВ. Згідно з чинними нормативами можливі два варіанти реалізації занулення:

• заземлена через певні відстані (100...200 м) нейтраль мережі виконує функції нульового робочого і нульового захисного провідника одночасно;

• для занулення обладнання прокладається окремий провідник, який виконує функції тільки нульового захисного.

Другий варіант є обов’язковим для житлових, адміністративно-побутових приміщень, приміщень масового перебування людей та їм подібних, що будуються. В цьому випадку в приміщеннях з однофазною мережою внутрішня мережа виконується 3-х провідною — фаза, нуль робочий і нуль захисний, а розетки для підключення переносних споживачів електроенергії — 3-х контактні. Нульовий захисний провідник відгалужується від нейтралі мережі на щитку вводу в приміщення до роз’єднуючих контактів, а для забезпечення його цілісності і надійності захисту в мережі цього провідника не повинно бути будь-яких роз’єднувачів, запобіжників тощо.

Зануленню підлягають:

• електроустановки напругою 380 В і більше змінного струму і 440 В і більше постійного струму ;

• електроустановки напругою більше 42 В змінного струму і більше 110 В постійного струму в приміщеннях з підвищеною і особливою небезпекою електротравм, а також електроустановки поза приміщеннями;

• всі електроустановки, що експлуатуються у вибухонебезпечних зонах (з метою попередження вибухів).

Відповідно до зазначеного занулюються:

♦ неструмовідні частини електричних машин, апаратів, трансформаторів;

♦ каркаси розподільчих щитів, шаф, щитів управління, а також їх знімні частини і частини, що відкриваються, якщо на них встановлено електрообладнання напругою більше 42 В змінного і більше 110 В постійного струму.

♦ металеві конструкції розподільчих пристроїв, металеві кабельні короби та інші кабельні конструкції, металеві кабельні муфти, металеві гнучки рукави і труби електропроводки, електричні світильники;

♦ металоконструкції виробничого обладнання, на якому є споживачі електроенергії;

♦ опори повітряних ліній електропередач тощо.

Не заземлюються неструмовідні частини електроустановок, розміщених на заземлених металоконструкціях, за умови надійного контакту між ними, за винятком електроустановок, що експлуатуються у вибухонебезпечних зонах.

Ефективність захисного занулення залежить від опору заземлюючого пристрою проходженню струму замикання на землю.

Відповідно до чинних нормативів величина опору занулюючого пристрою в установках напругою до 1000 В не повинна перевищувати:

• 10 Ом при сумарній потужності генераторів (трансформаторів) 100 кВА і менше;

• 4 Ом при сумарній потужності генераторів (трансформаторів) більше 100 кВА.

РОЗРАХУНОК СХЕМИ ЗАНУЛЕННЯ

Мета розрахунку занулення полягає у визначенні умов, при яких воно надійно і швидко відключає пошкоджену електроустановку від мережі і одночасно забезпечує безпеку дотику людини до занулених частин установки в аварійний період.

При замиканні фази на занулений корпус електроустановка автоматично відключається, якщо значення струму однофазного короткого замикання (тобто між фазним і нульовим захисними провідниками) , А , задовольняє умові: ,

де к – коефіцієнт кратності номінального струму , А плавної вставки запобіжника або вставки струму спрацювання автоматичного вимикача, А.

Модуль струму короткого замикання, А, вираховується за приблизною формулою:

,

де і – модулі повного опору обмоток джерела живлення і повного опору петлі фаза – нуль.

Повний опір петлі фаза нуль визначається:

,

де – активний опір петлі фаза – нуль.

Значення і для провідників із кольорових металів (мідь, алюміній) визначають по відомим даним: січення S, , довжини l і матеріалу провідників.

Активний опір визначається: ,

де - питомий опір провідника (для міді 0,018, а для алюмінію 0,028 ). (Січення нульового захисного провідника , приймається з умови, що , тобто якщо фазні і нульові захисні провідники виконані з одного металу, то (де – січення фазного провідника, ), якщо з різних металів, наприклад, фазний з міді, а нульовий захисний з алюмінію, то .

Значення залежить від потужності трансформатора і схеми з’єднання його обмоток, а також від конструктивного виконання трансформатора (табл.№1).

Значення і для мідних і алюмінієвих провідників порівняно малі (біля 0,0156 Ом/км), тому ними можна знехтувати.

Значення можна визначити за формулою (для ліній прокладених у повітрі) (Ом/км). D – віддаль між проводами d - діаметр

В наближених розрахунках зовнішній індуктивний питомий опір для внутрішньої проводки складає 0,3 Ом/км і 0,6 Ом/км для повітряних ліній (при віддалі між проводами, що відповідають нормам).

– довжина.