Охорона праці - Москальова В.М - Методика розрахунку занулення

Занулення — навмисне електричне з’єднання з нульовим захисним провідником електромережі металевих неструмоведучих частин електроустановки, які можуть опинитися під напругою в разі пошкодження ізоляції (рис. 5.20).

Нульовий захисний провідник з’єднує корпус установки з глухо заземленою нульовою точкою обмотки джерела струму (генератора або трансформатора). При пробиванні ізоляції на корпус виникає електричне коло однофазного короткого замикання з малим опором. Оскільки при цьому сила струму буде значною, відбудеться розплавлення плавких запобіжників або спрацювання автоматичних вимикачів, що призведе до вимикання пошкодженого обладнання.

Занулення застосовують у найбільш розповсюджених трифазних чотирипроводових мережах напругою до 1000 В з глухозаземленого нейтраллю джерела живлення як основний захист від ураження електричним струмом при можливому дотиканні до металевих частин електрообладнання, на яких може з’явитися напруга. Заземлення нейтралі називають робочим заземленням, на відміну від захисного.

Нульовий провід заземлюють у джерела струму і на вводах до будинку (до того ж на повітряних лініях ще й через кожні 200 м). Повторні заземлення необхідні для зменшення небезпеки при обриві нульового проводу щоб зменшити напругу дотику до моменту спрацювання захисту. Опір заземлюючого пристрою, до якого приєднана нейтраль (нульова точка) джерела струму, згідно "ПУЕ - 86", має бути не більшим ніж 2,4, 8 Ом відповідно до лінійних напруг джерела трифазного струму 660, 380, 220 В, а опір кожного повторного заземлювача має бути не більшим ніж 15,60 Ом відповідно тих самих напруг.

Рис. 5.20. Принципова схема занулення:

1 - корпус електроустановки; її - запобіжники; 2 - апарати для захисту від струмів короткого замикання (плавкі запобіжники, автомати і т.п.); Яо,Кп- опори заземлення відповідно нейтралі і повторного заземлення нейтралі; Л- струм короткого замикання; /з - частіша струму короткого замикання, що протікає через землю; І„ ~ частина струму короткого замикання, що протікає через нульовий захисний провідник.

У мережах, де застосовують занулення, не можна заземлювати корпуси електроустановок без їх занулення, оскільки у випадку замикання фази на корпус заземленої, але не зануленої установки, під напругою з’являться усі корпуси інших занулених електроустановок.

Рис 5.21. Встановлення вертикального заземлювача в траншеї: а) траншея; б)розміщення електрода у грунті.

Водночас додаткове заземлення занулених електроустановок не забороняється, воно підвищує надійність заземлення нульового проводу.

Захисне занулення використовуємо при проектуванні електромережі приміщення, оскільки захисне заземлення потужної апаратури (комп’ютерного обладнання та кондиціонеру), не забезпечує достатньо надійний та повноцінний захист.

Принцип дії занулення - перетворення замикання на корпус в однофазне замикання, при якому спрацьовує захист (топкі вставки, автомати) і електропристрій вимикається, при цьому Ікз ■> kl„.

Коефіцієнт кратності к визначається в залежності від типу запобіжника: для теплових автоматів і топких вставок к > 3; для вибухонебезпечних приміщень к "к 4. Опір заземлення нейтралі джерела струму Я0 повинен бути 2, 4, 6 Ом при трьохфазній напрузі джерела 660, 380 і 220В відповідно ГОСТ 12.1.030- 81, ССБТ "Электробезопасность. Защитное заземление, зануление" та ДНАОП 000 - 131 -99"Електробезпека". Ці вимоги продиктовані умовою, щоб повний опір кола "фаза-нуль" забезпечував в аварійній ситуації струм короткого замикання /„, >3/ши.

При короткому замиканні фази на корпус до спрацьовування захисту на всіх елементах ланцюга занулення з’явиться напруга. Внаслідок того, що в контурі протікання струму короткого замикання (джерело струму, кола "фаза - нуль", нульовий захисний дріт) знаходяться елементи, які мають певний індуктивний і активний опір 7 то за місцем замикання на всіх металевих частинах електрообладнання, які під’єднанні до нульового дроту, може утворитися небезпечна напруга, наприклад, в мережі 380/220В вона може досягти 147В.

При розриві нульового захисного дроту напруга відносно землі нульового дроту і приєднаних до нього корпусів електроприладів може досягнути фазної напруги.

Повторні заземлення Яп призначаються для зниження цієї напруги як при суцільному (цілому), так і з неполадками (має розрив) нульовому дроті. Тобто, основні вимоги до нульового дроту є малий активний опір і відсутність можливих точок від’єднання або розриву.

У ролі нульових захисних провідників ПУЕ рекомендують використовувати неізольовані або ізольовані провідники, а також металеві конструкції будівель, підкранові рельси, стальні труби електропровідників і т.п. Рекомендується використовувати нульові робочі дроти одночасно і як нульові захисні. При цьому нульові робочі дроти повинні мати достатню провідність (не менше 50% провідності фазного дроту) і не повинні мати запобіжників і вимикачів.

Згідно ПУЕ повторному заземленню піддаються лише нульові робочі провідники повітряних ліній (велика імовірність розриву нульового дроту). При цьому повторне заземлення виконують на відстані більше 200м, а також на вводах повітряних ліній в електроустановки, які підлягають зануленню. Опір повторних заземлювачів згідно ПУЕ не повинен перевищувати 15, 30, 60 Ом відповідно для 220, 380 і 660В трьохфазної напруги джерела.

Методика розрахунку занулення

Розрахунок занулення полягає у визначенні, окрім необхідної кількості заземлювачів і загального опору заземлюючого пристрою,

ще додатково потрібну площу перерізу нульового проводу шляхом визначення необхідного його опору, за яким електроустаткування вимкнеться при виникненні струму короткого замикання у випадку пошкодження ізоляції та замиканні на корпус.