This page has been robot translated, sorry for typos if any. Original content here.

Що таке занулення?

Что такое зануление?

Занулення - це навмисне електричне з'єднання відкритих провідних частин електроустановок, які не перебувають в нормальному стані під напругою, з глухозаземленою нейтральною точкою генератора або трансформатора, в мережах трифазного струму; з глухозаземленою виводом джерела однофазного струму; з заземленою точкою джерела в мережах постійного струму, яке виконує в цілях електробезпеки. Захисне занулення є основним заходом захисту від ураження ел. струмом при можливому дотику в електроустановках до 1 кВ з глухозаземленою нейтраллю.

Сьогодні наше життя важко уявити без щоденної експлуатації всіляких електричних приладів. Однак, практичне використання струму небезпечно без захисних систем. Можливі випадки, коли захисні пристрої (пробки, автомати і ін.) Можуть не спрацювати, в результаті чого відбувається пошкодження внутрішньої ізоляції і виникає підвищена напруга на металевому корпусі обладнання. Для захисту людини від можливого ураження електричним струмом в процесі експлуатації електроприладів та побутової техніки, розроблені всілякі захисні заходи, до числа яких належить і занулення. Дана стаття написана з метою пояснити читачеві, в чому полягає особливість занулення, як способу захисту електромереж, в яких випадках застосовується і чим відрізняється від захисного заземлення.

Занулення використовують для забезпечення електробезпеки систем з PEN, PE або N провідниками. До них відносять мережі з глухозаземленою нейтраллю: TN-C, TN-S і TN-CS. Основна відмінність в організації занулення для зазначених систем полягає в схемі з'єднання нульових захисних та робочих провідників.

опис

Система занулення TN-C

Система занулення TN-C на сьогоднішній день належить до застарілої, тому що переважає в будівлях старого житлового фонду. Для неї характерна наявність суміщеного по всій довжині нульового захисного і нульового робочого провідника PEN. Використовується для електропостачання в трифазних мережах. Заборонено для групових і розподільних однофазних мереж. Дана система досить проста в організації, однак не забезпечує достатнього рівня електробезпеки, що унеможливлює її застосування при будівництві нових будівель.

Система занулення TN-CS

Являє собою поліпшений варіант системи занулення TN-C для забезпечення електробезпеки в однофазних мережах. У точці розгалуження трифазної лінії на однофазні суміщений PEN-провідник поділяють на PE- і N-провідники, підбиваючи їх до однофазних споживачам. Дана система занулення, при відносно невеликому подорожчанні, відрізняється більш високим рівнем безпеки.

Система занулення TN-S

Вважається найбільш досконалою і безпечної схемою занулення. Принцип дії заснований на поділі по всій довжині нульового захисного і нульового робочого провідників. До нульового захисного провідника PE приєднують всі металеві елементи електроустановки. Щоб уникнути повторного заземлення влаштовують трансформаторну підстанцію, що має основне заземлення.

Електробезпека при зануленні

Використовуючи схему захисного занулення важливо враховувати, що струм при короткому замиканні повинен досягати значення, достатнього для спрацьовування електромагнітного розчеплювача автоматичного вимикача або плавлення вставки запобіжника. В іншому випадку струм замикання вільно буде протікати по електричному ланцюзі, що призведе до наростання напруги на пошкодженій ділянці і на всіх занулених елементах електроустановки до величини, при якій ймовірність ураження струмом від корпусу приладу багаторазово зросте. Виходить, що надійність системи занулення визначається здебільшого надійністю використовуваного нульового захисного провідника, до якого відповідно висувають підвищені вимоги см. Пункти 1.7.121 - 1.7.126 ПУЕ-7. Ретельно прокладений нульовий провід повинен відрізнятися забарвленням у вигляді жовтих смуг по зеленому фону. Крім того, необхідно постійно здійснювати контроль за справністю його стану. До нульового проводу забороняється монтувати засоби захисту електроустановок, які при спрацьовуванні можуть привести до його пошкодження. З'єднання нульових проводів між собою і з металевими елементами електроустановки, доступними для дотику користувачам, повинні гарантувати надійний контакт і мати можливість для огляду див. Пункт 1.7.39, 1.7.40 ПУЕ-7. Значення опору в болтове з'єднання з частинами електроустановки не повинен перевищувати 0,1 Ом. Контроль за опором петлі "фаза-нуль" здійснюють на етапі приймально-здавальних робіт, при капітальному ремонті та реконструкції мережі, а так само в встановлені в нормативно-технічної документації терміни. Вимірювання в відключеною електроустановки проводять за допомогою вольтметра-амперметра. Крім того, постійному контролю підлягає значення опору заземлення нейтрали і повторних заземлювачів, залежність часу дії автоматичних пристроїв захисту від струму короткого замикання.

Для зменшення удару струмом, в разі обриву нульового проводу, рекомендують виконувати повторні заземлення опором не більше 30 Ом через кожні 200 м лінії і опор, для чого переважно використовують природні заземлювачі.

нормування занулення

Технічні вимоги до організації систем захисного занулення визначено такими документами:

  • Правила улаштування електроустановок (ПУЕ), глава 1.7,
  • ГОСТ Р 50571.5.54-2013 (пункт 543),
  • ГОСТ 12.1.030-81 (пункт 7).

Механізм занулення заснований на автоматичному відключенні пошкодженої ділянки мережі, час якого не повинно перевищувати значень відповідно до пункту 1.7.79 ПУЕ-7.

Найбільше припустиме час захисної автоматичного відключення для системи TN

Номінальна фазна напруга U o, В Час відключення, з
127 0,8
220 0,4
380 0,2
більше 380 0,1

Нульовий робочий і захисний провідники повинні мати опором, достатнім для спрацювання захисту. Активні і індуктивні опору провідників утворюють повний опір петлі «фаза-нуль». Активні опору провідників залежать від їх довжини, питомого опору матеріалу і перетину. Індуктивні опору розрізняють для провідників з міді і стали. У сталевому дроті вони знаходяться в зворотній залежності від щільності струму і відносини периметра до площі перерізу провідника. Індуктивні опору сталевих провідників вище, ніж мідних. У пункті 1.7.126 ПУЕ-7 встановлені найменші площі поперечного перерізу захисних провідників для випадків, коли вони виготовлені з того ж матеріалу, що і фазні провідники. Перерізу захисних провідників з інших матеріалів повинні бути еквівалентні по провідності наведеним.

Найменші перетину захисних провідників

Перетин фазних провідників, мм2 Найменша перетин захисних провідників, мм2
S ≤ 16 S
16 <S ≤ 35 16
S> 35 S / 2

Двухпроводная лінія, що складається з робочого і захисного провідників, утворює один великий виток, опір взаємоіндукції якого (рекомендоване значення для розрахунків - 0,6 Ом / км) залежить від довжини лінії, діаметра проводів і відстані між ними. Опір заземлення нейтралі джерела живлення не повинно перевищувати 2, 4 і 8 Ом відповідно при лінійних напругах 660, 380 і 220 В джерела трифазного струму див. Пункт 1.7.101 ПУЕ-7. Збільшення струму короткого замикання досягають шляхом зниження опору трансформатора і петлі, для чого використовують схему трикутник-зірка. Обмотки потужних трансформаторів і так мають не великий опір. Менший опір ліній занулення досягають виконуючи їх короткими і простими, збільшуючи перетин провідників, замінюючи сталеві провідники на виготовлені з кольорових металів з малим індуктивним опором. Найбільший опір нульового захисного дроту не повинно перевищувати подвоєного опору фазного проводу. Скорочуючи відстань між ними, знижують зовнішнє індуктивний опір. Зменшення опору повторних заземлювачів і наближення їх до вузлів навантаження, сприяє зниженню сили струму на занулених частинах обладнання. З'єднання з нульовим провідником всіх заземлених металеві конструкцій будівлі підвищує потенціал поверхні підлоги, на якому стоїть людина, і тим самим значно знижує напруга його дотику до величини, яка приблизно дорівнює від 0,1 до 0,01 Uз.

застосування занулення

Занулення виконують на промислових об'єктах, часто з розташованим в будівлі джерелом живлення (генератором або трансформатором), для забезпечення безпеки експлуатації електроустановок різного призначення і підвищення завадостійкості при їх роботі. Згідно з вимогами пункту 1.7.101 ШЕУ-7 занулення електроустановок слід виконувати: - при напрузі 380 В і вище змінного струму і 440 В і вище постійного струму - у всіх електроустановках; - при номінальних напругах вище 42 В, але нижче 380 В змінного струму і вище 110 В, але нижче 440 В постійного струму - тільки в приміщеннях з підвищеною небезпекою, особливо небезпечних і в зовнішніх установках. Все електрообладнання промислових об'єктів виводять на загальний контур заземлення і з'єднують між собою металевою заземлення корпусу. Повний перелік частин, які підлягають занулення, представлений в розділі 1.7 Правил улаштування електроустановок (ПУЕ-7). Там же наведено список електрообладнання, навмисне занулення якого не потрібно. Для електрозахисту об'єктів житлового фонду занулення практично не застосовують. У новобудовах заземлення організовано централізовано. Сучасні електроприлади мають вилку з трьома контактами. Один з контактів підключений до корпусу. Заземлення для окремо взятої квартири полягає в приєднанні до заземлителям корпусів і частин побутових приладів. Потреба в зануленні в такому випадку відпадає. Будинки старого житлового фонду, як правило, підключені по системі TNC, можуть і зовсім не мати заземлення. Модернізацією електромереж подібних будинків повинна займатися спеціалізована електротехнічна компанія. Однак, часто самі мешканці таких будинків вдаються до облаштування забороненого в даному випадку занулення, що є зовсім безпечним способом електрозахисту для житлового сектора. Вимоги до організації системи захисного занулення, як уже говорилося, визначені в нормативних документах. Однак в процесі реалізації даного способу захисту електромереж, нерідко допускаються помилки, що перешкоджають його прямим призначенням. Помилковою є думка про те, що краще виконувати заземлення на окремий від нульового провідника контур, зважаючи на відсутність опір довгого PEN-провідника від електроприладу до заземлювача підстанції. Однак на ділі, опір заземлення виявляється набагато більшим, ніж у довгого дроту. При попаданні фази на заземлений зазначеним способом корпус установки, струм замикання може бути недостатнім для спрацьовування автоматичних засобів захисту електромережі. В даному випадку напруга на корпусі досягає небезпечної для користувача величини. Навіть при застосуванні автоматичного вимикача невеликого номіналу, не вдається забезпечити необхідну ПУЕ час автоматичного відключення пошкодженої лінії від мережі.

Відмінність занулення від заземлення

За своїм призначенням заземлення та занулення багато в чому схожі - забезпечують захист користувача електроустановки від ураження електричним струмом. Однак способи і принцип організації такого захисту різні. Забезпечення електробезпеки мереж з використанням системи занулення детально розглянуто в попередніх розділах статті. Дія захисного заземлення засноване на примусовому з'єднанні електроустановок із землею з метою зниження напруги дотику до безпечної величини. Надмірна струм, що надходить на корпус електроустановки, відводиться безпосередньо в землю (по заземляющей частини). В якості заземлювача встановлюють заземлюючий контур трикутної конфігурації, опір якого має бути менше, ніж на інших ділянках ланцюга. Відмінність занулення від заземлення полягає в наступному:

  • в способі забезпечення захисту електричних мереж: заземлення -знижує напруга дотику, занулення - відключає пошкоджену електроустановку від мережі, що практично виключає удар струмом і, з цієї точки зору, є більш ефективним засобом захисту для використання на промислових підприємствах. Однак, якщо говорити про надійність захисту в процесі експлуатації, то занулення поступається заземлення через більшу ймовірність пошкодження цілісності нульового проводу і можливої ​​зміни опору петлі «фаза-нуль».
  • системами застосування: заземлення використовують виключно для захисту мереж з ізольованою нейтраллю (системи TT і IT), занулення - в мережах з глухо заземленою нейтраллю TN-C, TN-S і TN-CS, де присутня PEN, PE або N провідники.
  • за типом облаштування: з точки зору простоти і доступності облаштування, занулення є більш складний і трудомісткий спосіб захисту, який вимагає технічних знань і навичок для правильного визначення способу і середньої точки занулення. У разі захисного заземлення з'єднують окремі деталі струмоприймача з землею, для чого достатньо застосування інструкцій до електроприладів.

висновок

Роль занулення при роботі з електроустановками на промислових підприємствах важко переоцінити. Відключаючи пошкоджену установку від мережі в разі пробою ізоляції, занулення виступає надійним способом захисту людини від можливого ураження електричним струмом. Для ефективного забезпечення електробезпеки, необхідно суворе відповідність конструкції елементів системи занулення розглянутим нормативам, а так же ретельний і постійний контроль за їх станом. Використання занулення або заземлення залежить від необхідного способу забезпечення захисту різних систем електричних мереж.

Via zandz.ru