Назначение повторного заземления нулевого провода

Что такое повторное заземление и как правильно его сделать?

Повторное заземление — неотъемлемая часть общей системы заземления. Его используют для заземления нулевого защитного провода РЕ и РЕN электрических сетей до 1000 Вольт в системе ТN с глухозаземленной нейтралью трансформатора.

Для устройства повторного заземления используют естественные заземлители. Сопротивление естественных заземлителей ничем не определяется и в любое время его значение может измениться, поэтому применяют искусственное заземление с заранее определенными параметрами.

Монтаж такого устройства нужен для снижения опасности поражения электрическим током людей, находящихся в непосредственной близости от электроустановок. Повторное заземление монтируют на вводе в здание, где находится электроустановка.

При наличии такого устройства в аварийных ситуациях напряжение на корпусах электроустановок и электроприборах уменьшается. Разность потенциалов между землей и корпусом электроустановки снижается, а человек, касающийся корпуса электроприбора, становится защищенным от поражения электрическим током.

Применение системы TN

Для электроснабжения основной части промышленных электроустановок до 1000 Вольт, жилых домов и квартир используется система ТN. Для надежного срабатывания аппаратов защиты и повышения электробезопасности необходимо выполнять заземление нулевого провода.

Система ТN подразделяется на следующие типы:

ТN-C, когда нулевой рабочий проводник N объединен с нулевым защитным проводником РЕ.
TN-S, когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводник на подстанции разделены.
TN-C-S, когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводники на подстанции объединены, а при вводе в здание электроустановки разделяются на два проводника.

Применение системы TN-С

Эта система заземления была и остается самой распространенной в стране. При такой системе на подстанции заземляется нейтраль трансформатора. Нулевой проводник присоединяется к заземленной нейтрали на подстанции. В этом случае нулевой проводник выполняет функции рабочего и защитного проводников и называется РЕN-проводником.

Электропитание электроустановок осуществляется двумя жилами при однофазном питании или четырьмя жилами при трехфазном питании. При применении системы TN-С в электророзетках отсутствует заземляющий контакт, а корпуса всех промышленных электроприборов и электроустановок на производстве зануляются.

Недостаток системы в угрозе поражения электрическим током при обрыве нулевого проводника. Достоинство — недорогой электромонтаж. По правилам устройства электроустановок на смену системе TN-C пришли другие, более безопасные системы — TN-S и TN-C-S.

Применение системы TN-C-S

Система TN-C-S — основная для применения в соответствии с ПУЭ. В ней от трансформаторной подстанции до ввода в здание используется объединенный проводник РЕN, который на вводе в здание присоединяется к повторному заземлению и разделяется на рабочий проводник N и на защитный проводник РЕ.

Такое разделение осуществляется, как правило, в главном электрощите промышленного объекта или жилого здания. Далее, после главного электрощита, по зданию проводники N и РЕ разделены. В этом случае электророзетки имеют заземленный контакт, к которому присоединяется РЕ-проводник.

Система TN-C-S наиболее оптимальна с точки зрения цены и электробезопасности. Применяется в проектируемых жилых и промышленных зданиях.

Применение системы TN-S

Система ТN-S наилучшая с точки зрения электробезопасности, но самая дорогостоящая. При ее обустройстве необходимо прокладывать от трансформаторной подстанции пять жил при трехфазном и три жилы — при однофазном электропитании. Это увеличивает финансовые затраты по сравнению с системами TN-C и TN-C-S. Повторному заземлению подлежит РЕ проводник.

Воздушные линии электропередач

На опорах воздушных линий электропередач необходимо повторно заземлять PEN-проводник, идущий от трансформаторной подстанции. Это нужно делать, чтобы повысить электробезопасность участков ВЛ и для надежной работы автоматических выключателей. Количество повторных заземлений на трассе воздушной линии определяется проектом электроснабжения.

Такое устройство обязательно применяется на опорах в конце воздушных линий электропередач, на опорах перед вводом в промышленное здание или частный дом, перед ответвлением от трассы ВЛ протяженностью более 200 м. Для монтажа используется подземная часть опоры. Если ее недостаточно, применяется дополнительный контур заземления, обычно состоящий из одного или двух заземлителей.

Спуск с верхнего конца опоры осуществляется проволокой диаметром 6 или 8 мм. Кроме PEN-провода, нужно заземлить все металлические элементы конструкции опоры. Сопротивление этого вида заземления не должно быть больше 30 Ом.

На опорах уличного освещения должно быть организовано заземление корпусов светильников и всех металлических частей опоры. Для этого используются специальные заземлители и заземляющие проводники. В городской черте не всегда имеется возможность установки стандартных вертикальных заземлителей, поэтому часто используются в качестве заземлителей горизонтальные полосы, заглубленные в землю.

После установки заземлителей обязательно контролируют сопротивление заземляющего устройства специальными приборами. Наличие такого заземления делает безопасным эксплуатацию опор уличного освещения.

Совместимость с устройствами отключения

Чтобы сделать работу человека максимально безопасной, ПУЭ рекомендует применять УЗО или дифавтоматы. Такие устройства можно применять в системе ТN-C-S, когда PEN-провод разделен на PE и N-проводники. Это разделение происходит в вводном электрощите на главной заземляющей шине. Причем подключение главной заземляющей шины производится к повторному заземлению или к заземленному на вводе в здание PEN-проводнику.

УЗО или дифавтомат реагирует на токи утечки в нагрузке. При появлении утечки в изоляции или при повышении влажности появляются токи утечки. При превышении определенного значения тока утечки УЗО обесточивает защищаемую цепь. Дифференциальный автомат обесточивает цепь при появлении в нагрузке короткого замыкания.

Применение устройства вторичного заземления нулевого провода влияет на время срабатывания автоматических выключателей. Чем ниже показатель сопротивления заземления, тем быстрее и надежнее сработает автоматический выключатель, а значит, выше безопасность человека при аварийных ситуациях в электрических сетях.

Нормы сопротивления заземляющих устройств

Сопротивление контура этого типа заземления — характеристика растекания тока при аварийных ситуациях в электрооборудовании. В соответствии с правилами устройства электроустановок сопротивление системы заземления должно быть нормированным.

Для опор воздушных линий электропередач и опор уличного освещения сопротивление заземления нулевого провода должно быть не более 30 Ом.

Как устроено повторное заземление

В современном мире трудно представить жизнь человека без электроприборов. Количество их в домах велико, и чтобы обеспечить необходимую безопасность их использования, требуется осуществить защитные меры от случайного поражения электрическим током. Одна из таких мер состоит в устройстве повторного заземления.

Основные виды

Защитное заземление позволяет защитить человека от удара током, если на корпусе прибора или установки случайно возникает напряжение. Опасный потенциал снимается либо обеспечивается срабатывание электрических защитных устройств с минимальным запаздыванием.

Естественными заземлителями считаются любые металлические предметы, которые находятся в земле. Устанавливающими норму документами не рекомендуется использование естественных проводников, потому что невозможно учесть такую величину, как сопротивление растеканию тока в грунте от них.

Искусственными заземлителями считаются устройства с заранее рассчитанными параметрами, специально созданные для сооружения заземления.

Глухое погружение нейтрали

Системы заземления разделяют на две большие группы: с глухо заземленной нейтралью и с изолированной. В схеме первого типа нейтральный проводник (обозначается N) всегда заземлен и может быть независимым от защитного PE-проводника, а может соединяться с ним, образуя PEN-проводник.

Если нейтральный провод объединен с защитным проводником, он образует систему TN-C, если проводиться отдельно − систему TN-S, в случае, когда объединен на подстанции с защитным проводником, а при входе в здание разделяется на два проводника – защитный PE и функциональный N, образуется система TN-C-S. Еще одним видом является система, при которой нейтральный проводник заземляется на подстанции и к потребителю трехфазный ток поступает по четырем проводам, одним из которых является ноль N. Это − система TT.

Применение системы TN-C

Система TN-C широко использовалась ранее при так называемой двухпроводной сети. В этом случае в розетках отсутствовал заземленный контакт. В сетях, сконструированных по этой системе, заземлялся нулевой провод, но при обрыве его, все приборы оставались под напряжением. Это вынуждало заземлять корпуса каждого отдельного электроприбора. В современных строящихся зданиях эта система не проектируется. Используется только в старых зданиях.

Применение системы TN-S

Система TN-S более совершенна, обладает высокой степенью электробезопасности, так как имеет отдельный заземленный проводник, но стоимость ее неоправданно высока. При трехфазном питании приходится прокладывать от источника пять проводов – три фазы, нейтраль и защитный проводник PE.

Для устранения недостатка системы TN-S была создана TN-C-S. Она предусматривает один проводник PEN, который представляет собой общий провод, заземленный по всей длине от источника питания до ввода в здание, а перед вводом разделяется на нейтраль N и защитный проводник PE. Эта система тоже имеет весомый недостаток. При повреждении проводника PEN на протяжении участка от подстанции до здания, все подключенные внутри здания приборы остаются под опасным напряжением. Для этой системы ПУЭ (Правила устройства электроустановок) требуют проведения мероприятий по устройству дополнительной защиты проводника PEN от механических повреждений.

Тип заземления ТТ

Система ТТ используется для подачи электричества за городом и в сельской местности по линиям электропередач, устанавливаемым на опорах. Подключение электроустановок по этой системе разрешается лишь в том случае, если невозможно обеспечить все условия электробезопасности в системе TN и избежать при этом неоправданных материальных затрат. При контакте с электроприборами защита от тока должна осуществляться путем отключения питания в цепи. Для этого правилами предписываются специальные изделия – устройства защитного отключения – УЗО.

Изолированный нейтральный проводник

Во втором варианте нейтральный провод совершенно не заземлен, или может быть связан с землей через установочные устройства, имеющие очень большое сопротивление. Такие системы применяют для ответственных объектов, например в медучреждениях для питания оборудования, используемого при поддержании жизнеобеспечения, на энергетических и нефтеперерабатывающих предприятиях. Нейтраль, изолированная от заземляющего провода, защищена от возникновения наведенных токов. Заземление идет по отдельной шине, к которой подключены все заземляющие контакты в розетках.

Назначение и устройство

При изготовлении заземления по принципам вышеописанных систем, при обрыве заземленных проводников на корпусах электроприборов всегда существует возможность возникновения опасного напряжения, поэтому в таких системах ПУЭ регламентируют обязательное наличие повторного заземления в сетях.

Главной задачей, которая стоит при монтаже повторного заземления, является понижение напряжения, возникающего при касании открытых токопроводящих элементов электроприборов. Вследствие этого при замыкании на землю или на токопроводящие элементы корпуса, уменьшается вероятность получить травму от действия электрического тока.

Если смонтировано повторное заземление, то происходит следующее. При замыкании на корпусе отдельного электроприбора ток частично проходит в земле. В результате разность потенциалов между корпусом и землей уменьшается, и пользователь становится защищенным от удара током.

При реализации системы TN-C выполняется повторное заземление нулевого провода. Оно производится путем связывания проводника с землей через определенные интервалы и применяется вместе с основным контуром заземления.

В системе TN-C-S оно представляет собой повторное заземление нулевого защитного проводника PEN перед вводом в здание. Получается, что при обрыве проводника на участке «источник-здание» эффект заземления осуществляется через заземленный PE провод.

На вводе в электроустановку напряжением до 1 кВ обязательно монтируют повторное заземление, чтобы увеличить степень безопасности.

Повторное заземление на вводе в здание, независимо от его устройства, устанавливают еще и для того, чтобы исключить занос в цепи электротехники дома наведенных токов через внешние коммуникации. К тому же оно уменьшает потенциал на корпусе электроприборов, если вдруг оборвался N-проводник.

Линии электропередач

При использовании системы ТТ принцип повторного заземления реализуется путем соединения нулевого провода, расположенного на опоре линии электропередач с землей. Осуществляется заземление всех опор. Одновременно заземляются все стальные кронштейны, на которых закреплены изоляторы фазных проводов.

Необходимо устраивать повторное заземление на концах линий электропередач или на ответвлениях длиною 200 и больше метров. Для создания контура в первую очередь применяют естественные заземлители.

Совместимость с устройствами отключения

Все сказанное выше о повторном заземлении, как об одной из мер для повышения уровня безопасности при эксплуатации электроустановок, будет справедливо в том случае, если цепи в электроустановках защищены автоматами и предохранителями. При этом характеристики устройств отключения должны выбираться в соответствии с параметрами сети, полезной нагрузки.

Важно правильно выбрать материал и сечение проводников, как нулевого, так и заземляющего. Если в них возникнет ток короткого замыкания, то он должен минимум в 3 раза превышать порог срабатывания автоматики или других защитных приспособлений.

Нулевой провод делают непрерывным по всей длине от каждого корпуса до нейтрали источника питания. Для соединения всех деталей этом участке применяют сварку. Присоединение к нейтрали допускается при помощи сварки или на болтах.

Важная характеристика – сопротивление

Контур повторного заземления обеспечивает в морозы и жару, в сухую и дождливую погоду сопротивление растеканию тока. Данное сопротивление не должно превышать 30 Ом при межфазном напряжении 380 В. Если напряжение 220 В, то сопротивление увеличивается до 60 Ом. Противодействие растекающемуся току должно быть максимум 10 Ом и 20 Ом соответственно для трехфазной и двухфазной сети.

При вводе в строение сопротивление у повторного заземления должно быть максимум 30 Ом.

Конструкция и материалы, используемые для контура повторного заземления одинаковы с применяемыми материалами для устройства основного заземляющего контура.

Качественное, выполненное с учетом всех норм и правил, повторное заземление обеспечит не только безопасность использования электроустановок, но и нормальный режим работы электроприборов, что позволит эксплуатировать их в соответствии с заявленными техническими характеристиками, повысить их функциональность и увеличить срок службы.

Для чего нужно повторное заземление ВЛИ

Для чего нужно повторное заземление ВЛИ?

Повторное заземление ВЛИ — это преднамеренное соединение нулевого провода с заземляющим устройством в в электроустановках до 1 кВ, которое может иметь электрическую связь с заземляющим устройством источника электропитания. ВЛИ представляет собой воздушную линию на опорах из железобетона или дерева с самонесущими изолированными проводами (СИП). Ниже мы расскажем читателям сайта Сам Электрик, как правильно сделать повторное заземление воздушных линий электропередач и для чего это нужно.

Для чего нужно повторное заземление

Основным назначением повторного заземления (далее ПЗ) является уменьшение напряжения прикосновения на открытых токопроводящих металлических корпусах электрооборудования в случае возникновения на них замыкания фазы.

Кроме того, соответствующее нормам ПЗ на вводе способно исключить возможность заноса в ЭУ опасного для электрооборудования потенциала, наведенного по внешним инженерным коммуникациям.

Так, при наличии ПЗ на вводе при возникновении замыкания на проводящий корпус электроприбора ток замыкания будет протекать не только по PEN-проводнику, но уже и по «земле» — протекая через сопротивления заземляющего устройства питающего трансформатора и ПЗ.

Таким образом, фазный потенциал на корпусе поврежденного электрооборудования относительно земли будет снижен, а напряжение нейтрали питающего трансформатора повысится. Их соотношение будет пропорционально соотношению сопротивлений ЗУ нейтрали трансформатора и ПЗ.

При возникновении аналогичного повреждения электрооборудования в случае отсутствия ПЗ на вводе опасный близкий к фазному потенциал может сохраняться на проводящих корпусах всех электроприборов довольно длительное время и не вызвать защитного срабатывания автоматического выключателя.

Чем опасно повреждение нулевого провода

Ноль повреждается при механических воздействиях, коротких замыканиях, некачественном подключении или в результате старости проводки. Обрыв нейтрали:

PEN-проводник в кабеле питания – остается один заземляющий контур, который визуально не заметно;
сгорание проводника в распредщитке – фазные проводники перекашиваются, показатель напряжения увеличивается до 380 В;
обрыв в щитке квартиры – в розетках остается вторая фаза, бытовая техника от них не запитывается.

Повреждение нейтрали исключает равность потенциалов сетей с различной нагрузкой, в результате чего может сгореть бытовая техника. Изоляция в таких случаях пробивается. В старом жилом фонде со схемой подключения TN-C (нуль – защитный проводник) при поломках существуют риски поражения током. В новостройках повреждения нуля приводит к тому, что при касании к технике чувствуются легкие разряды тока.

Разряды тока от прикосновений к корпусу оборудования также свидетельствуют о его неисправности.

Правила подключения нейтрального провода и заземления

Зная возможные схемы подключения заземления и нулевого провода можно говорить о правилах и требованиях к их подключению. Ведь они хоть и не значительно, но разняться. Кроме того, мы надеемся, что объясним часто встречающийся вопрос зачем заземлять нулевой провод.

Прежде всего поговорим о системе ТТ. Согласно п.1.7.59 ПУЭ данная система может применяться только в исключительных случаях, когда не одна из систем TN не может обеспечить должный уровень защиты.

Обратите внимание! При использовании системы ТТ обязательно применение автоматов УЗО. Причём нормы ПУЭ предъявляют к ним отдельные требования по току срабатывания.

Но и для системы TN все не так просто. Согласно п.1.7.61 ПУЭ на вводе в здание или в электроустановку они должны иметь повторное заземление. Давайте разберемся зачем это необходимо.
В системе TN как мы уже знаем, нулевой и защитный проводники монтируются одним проводом. В случае обрыва этого совместного провода получается, что нулевой и защитный провод образуют единое целое. Ведь они не соединены с землей.
Если у нас нет соединения с землей, то как мы уже знаем при включении любого электроприбора или даже лампочки нулевой провод оказывается под фазным напряжением.
Но для системы TN нулевой и фазный провод частично или полностью объединены. То есть провод заземления тоже оказывается под фазным напряжением. А фазный провод у нас подключен к корпусу нашей стиральной машины, фена, холодильника и другого электрооборудования. Выходит, и на их корпусе появится фазное напряжение. И при прикосновении к ним вы получите удар электрическим током.

Именно исходя из этих соображений повторное заземление нулевого провода по ПУЭ для систем TN обязательно. Ведь такое повторное заземление снижает риск подобных случаев. А если оно выполнено у всех электропотребителей, то вероятность подобных случаев становится еще ниже.
Кроме того, нормы ПУЭ в многоэтажных зданиях требуют присоединения PEN шины к шине уравнивания потенциалов, которая согласно п.1.7.82 ПУЭ должна соединяться со всеми заземленными проводниками в доме.
Отдельные требования ПУЭ предъявляет к потребителям, которые подключены к электрической сети при помощи воздушной линии. Контур повторного заземления нулевого провода и заземления для таких потребителей должен быть оборудован согласно п.17.101 и 1.7.102 ПУЭ.
Для таких потребителей нормируется не только сопротивление искусственного заземлителя, но и предъявляются требования к его материалу, а также сечению и толщине. Ведь на воздушных линиях обрыв одного провода значительно более вероятно.

Применение системы TN-S

Методика определения ноля и заземления

В ходе работы с зануленными электрическими частями, нередко возникает вопрос, как определить ноль и заземление. Для этого существует специальная методика, принцип которой, мы объясняем для читателей доступным языком. Сразу обращаем внимание новичков, если вам требуется установить прибор в домашних условиях, определять ноль, фазу и заземление необходимо в месте крепления.

Существует самая простейшая методика, по которой определяется заземление — это использование цветовой маркировки, однако и этот способ является не всегда надежным.

Начнем методику при помощи специальной лампы. Но для начала соберем ее в единое целое;
Берем обычный патрон и вкручиваем в него подходящую лампу накаливания;
На клемму гнезда крепим провода и избавляем их концы от изоляционного слоя при помощи стриппера;
Теперь поочередно соединяем провода лампы с поддающимися определению жилами, если лампочка загорится, значит, вы нашли фазу. В ситуации с двухжильными кабелями дело обстоит намного проще, вам важно найти лишь фазу, при находке которой лампочка загорается, следовательно, оставшийся проводник — это нейтраль.

Важно! В случае, если к вашей сети подключены УЗО или автоматы и при этом лампа не загорается во время проверки, значит вы нашли ноль и «землю».

Что бывает при обрыве нуля в поводке

Что такое заземление и нейтральный провод

Нейтральный проводник также балансирует потенциалы в нескольких фазах. Согласно ПУЭ, задача нейтрали — обеспечивать током потребителей. Ее необходимо соединять с глухо заземленной нейтралкой трансформатора. В частных домах и квартирах, где используются однофазные электросети, для работы оборудования должно быть два кабеля: фазовый и нулевой. «Ноль» соединяется с «землей», и на нем потенциал должен равняться 0. Подключается к «земле» с помощью контура заземления. Соответственно должно отсутствовать напряжение. При нарушении связи с ней во время работы оборудования оно будет под таким же напряжением, как и на фазе, соответственно – 220. На современных схемах он обозначается буквой N, а в советских документах, уже устаревших, использовалась цифра 0. Согласно ПУЭ, кабель необходимо покрыть изоляцией синего цвета.

Заземляющий проводник, согласно ПУЭ, нужен с целью безопасности. В нормальных условиях на нем отсутствует напряженность, и работает он как проводник, только если повреждена изоляция проводящего фазу или ноль. Соответственно, заземление нужно, чтобы при поломке не возникло дополнительных проблем. К примеру, когда у вас пробита защита холодильника, а сам холодильник не заземлен, прикосновение к нему будет равносильно прикосновению к фазе 220 В. А если холодильник заземлен, то током не ударит, так как потенциал уйдет в землю.

Защитный проводник обозначается буквами «PE». Согласно правилу, его изоляция должна быть окрашена в желтые и зеленые полосы. Если на схеме есть обозначение «PEN», значит, нейтральный и защитный провода совмещаются в один. Подобный кабель должен быть окрашен в голубой цвет с желтыми и зелеными полосами на концах.

Чтобы уравнять разные напряжения, все концы фазных обмоток соединяются в узел, который и называется нейтральной точкой, для чего применяют нейтральный провод при соединении в «звезду». Схема «звезда» с нейтралью применяется на практике, т.к. в ней при произвольной нагрузке отсутствует перекос фаз по напряжению, т.е. все фазные напряжения равны.

Если учесть все изложенное выше, то наверняка вы поняли критическую важность нейтрального кабель, уравнивающего напряжения в нескольких фазах, ведь его отсутствие грозит серьезными проблемами – от повреждения и потери оборудования до пожаров и даже риска смертельного поражения током человека.

Повторное заземление нулевого провода

Повторное заземление нейтрали — защитная мера безопасности, заземление РЕ- или PEN-проводника, выполняемая в ЭУ с глухозаземлённой нейтралью напряжением до 1 кВ по всей протяженности нулевого проводника в определенных местах и через нормируемые расстояния.

Повторным его называют потому, что в сетях с этой системой заземления TN нулевой проводник понижающего питающего трансформатора в подстанции уже присоединен к заземляющему устройству.

Для чего нужно повторное заземление

Требования к повторному заземлению

Согласно требованию ПУЭ-7 (п. 1.7.61) ПЗ РЕ- или PEN-проводников должно быть выполнено на вводе в ЭУ здания. Рекомендательный характер этого требования в отношении выполнения ПЗ можно отнести к случаям, когда при наличии своей основной системы уравнивания потенциалов, использующей конструкции как естественные заземлители (присоединение проводника нейтрали к ГЗШ).

Требования к ПВ ВЛ (и ВЛИ) и их ответвлений определены в п. 1.7.102. Оно в обязательном порядке должно быть выполнено на концах линий и их ответвлениях протяженностью свыше 200 м с использованием по возможности имеющихся естественных заземлителей (подземных частей опор ВЛ и ЗУ для атмосферных перенапряжений).

Сопротивление растеканию электрического тока (собственно, сопротивление ПЗ). Безусловно, является качественным показателем любой системы заземления. Максимальные значения общего сопротивления воздушной линии приведены в п. 1.7.102; это 5, 10 и 20 Ом при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В трехфазного тока или 380, 220 и 127 В однофазного (см. таблицу).

При этом, максимальное сопротивление заземлителя каждой «повторки» составляет 15, 30 и 60 Ом соответственно приведенным выше напряжениям.

Реализация электроснабжения нескольких ЭУ, в которых система ПЗ выполнена на естественных заземлителях может быть организована от одной питающей подстанции. В таких случаях вряд ли представляется возможным учесть сопротивление заземлителей, поэтому, согласно Правил не нормируется.

Главная
Электроснабжение
Повторное заземление нулевого провода

Перейти на форум

Данный сайт создан исключительно в ознакомительных целях. Материалы ресурса носят справочный характер.

При цитировании материалов сайта активная гиперссылка на l220.ru обязательна.

Документ, определяющий правила устройства, регламентирующий принципы построения и требования как к отдельным системам, так и к их элементам, узлам и коммуникациям ЭУ, условиям размещения и монтажа.

ПТЭЭП

Требования и обязанности потребителей, ответственность за выполнение, требования к персоналу, осуществляющему эксплуатацию ЭУ, управление, ремонт, модернизацию, ввод в эксплуатацию ЭУ, подготовке персонала.

ПОТЭУ

Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок — документ, созданный на основе недействующих в настоящее время Межотраслевых правил по охране труда (ПОТ Р М-016-2001, РД 153-34.0-03.150).

Назначение повторного заземления нулевого защитного проводника

Повторное заземление нулевого защитного проводника практически не влияет на отключающую способность схемы зануления, и в этом смысле без него можно обойтись.

Однако при отсутствии повторного заземления нулевого защитного проводника возникает опасность для людей, прикасающихся к запуленному оборудованию в период, пока существует замыкание фазы на корпус. Кроме того, в случае обрыва нулевого защитного проводника и замыкания фазы на корпус за местом обрыва эта опасность резко повышается, поскольку напряжение относительно земли оборванного участка нулевого провода и присоединенных к нему корпусов может достигать фазного напряжения сети. Рассмотрим оба эти случая.

При замыкании фазы на корпус в сети, не имеющей повторного заземления нулевого защитного проводника (рис. 10.6), участок нулевого защитного проводника, находящийся за местом замыкания, и все присоединенные к нему корпуса окажутся под напряжением относительно земли ?/„, равным

где /_к — ток КЗ, проходящий по петле фаза—нуль, А; Z_|| 3 — полное сопротивление участка нулевого защитного проводника, обтекаемого током /_к, Ом (т.е. участка АВ).

Напряжение и_п будет существовать в течение аварийного периода, т.е. с момента замыкания фазы на корпус до автоматического отключения поврежденной установки от сети.

Если для упрощения пренебречь сопротивлением обмоток источника тока и индуктивным сопротивлением петли фаза—нуль, а также считать, что фазный и нулевой защитный проводники обладают лишь активными сопротивлениями #ф и Я_и 3, тогда

Рис. 10.6. Замыкание на корпус в сети, не имеющей повторных заземлений нулевого защитного проводника

Если нулевой защитный проводник имеет повторное заземление с сопротивлением /?_п (на рис. 10.6 это заземление показано штриховым контуром), то и_н снизится до значения

где /₃ — ток, стекающий в землю через сопротивление Я_п, А; и_АВ — падение напряжения в нулевом защитном проводнике на участке АВ Я₀ — сопротивление заземления нейтрали источника тока, Ом.

Итак, повторное заземление нулевого защитного проводника снижает напряжение па запуленных корпусах в период замыкания фазы на корпус.

При случайном обрыве нулевого защитного проводника и замыкании фазы па корпус за местом обрыва (при отсутствии повторного заземления) напряжение относительно земли участка нулевого защитного проводника за местом обрыва и всех присоединенных к нему корпусов, в том числе корпусов исправных установок, окажется близким по значению фазному напряжению сети (рис. 10.7, а).

Это напряжение будет существовать длительно, поскольку поврежденная установка автоматически не отключится, и ее будет трудно обнаружить среди исправных установок, чтобы отключить вручную.

Если же нулевой защитный проводник имеет повторное заземление, то при его обрыве сохранится цепь тока /₃ через землю (рис. 10.7, б), благодаря чему напряжение запуленных корпусов, находящихся за местом обрыва, снизится до

При этом корпуса установок, присоединенных к нулевому защитному проводнику до места обрыва, приобретут напряжение относительно земли:

где Л₀ — сопротивление заземления нейтрали источника тока, Ом.

Итак, повторное заземление нулевого защитного проводника значительно уменьшает опасность поражения током, возникающую в результате обрыва нулевого защитного проводника и замыкания фазы на корпус за местом обрыва, но не может устранить ее полностью,

Рис. 10.7. Замыкание на корпус при обрыве нулевого защитного проводника:

о — в сети без повторного заземления нулевого защитного проводника; б — в сети с повторным заземлением нулевого защитного проводника

т.е. не может обеспечить условия безопасности, которые существовали до обрыва.

Расчет зануления имеет целью определить условия, при которых оно надежно выполняет возложенные на него задачи — быстро отключает поврежденную установку от сети и в то же время обеспечивает безопасность прикосновения человека к запуленному корпусу в аварийный период. В соответствии с этим зануление рассчитывают па отключающую способность, а также на безопасность прикосновения к корпусу при замыкании фазы на землю (расчет заземления нейтрали) и на корпус (расчет повторного заземления нулевого защитного проводника).

Расчет па отключающую способность. При замыкании фазы па запуленный корпус электроустановка автоматически отключится, если значение тока однофазного КЗ (т.е. между фазным и нулевым защитным проводниками) /_к удовлетворяет условию:

где к— коэффициент кратности номинального тока /_ном, А, плавкой вставки предохранителя или уставки тока срабатывания автоматического выключателя.

Значение коэффициента к принимается в зависимости от типа защиты электроустановки. Если защита осуществляется автоматическим выключателем, имеющим только электромагнитный расцепитель (отсечку), т.е. срабатывающим без выдержки времени, то к принимается в пределах 1,25—1,40.

Если установка защищается плавкими предохранителями, время перегорания которых зависит от тока (уменьшается с ростом тока), то в целях ускорения отключения принимают к > 3.

Если установка защищается автоматическим выключателем с обратной зависимостью от тока (с характеристикой, подобной характеристике предохранителей), то также к > 3.

Значение /_к зависит от фазного напряжения сети (А и сопротивлений цепи, в том числе от полных сопротивлений трансформатора Z_T, фазного проводника 7ф, нулевого защитного проводника 2_{п у} внешнего индуктивного сопротивления петли (контура) фазный проводник — нулевой защитный проводник (петли фаза — нуль) Х_П, а также от активных сопротивлений заземлений нейтрали обмоток источника тока (трансформатора) /?₀ и повторного заземления нулевого защитного проводника /?_п (рис. 10.8, а). Поскольку /?₀ и /?_п, как правило, велики по сравнению с другими сопротивлениями цепи, можно не принимать во внимание параллельную ветвь, образованную ими. Тогда расчетная схема упростится (рис. 10.8, б), а выражение для тока КЗ /_к в комплексной форме будет иметь вид

где (Уф — фазное напряжение сети, В; 2^ — комплексное полное сопротивление обмоток трехфазного источника тока (трансформа-

Рис. 10.8. Расчетная схема зануления в сети переменного тока на отключающую способность:

а — полная схема; бив — упрощенные схемы

тора), Ом; 2^ — комплексное полное сопротивление фазного провода, Ом; 2— комплексное полное сопротивление нулевого защитного проводника, Ом.

При расчете зануления допустимо применять приближенную формулу для вычисления действительного значения (модуля) тока КЗ /_к, в которой модули сопротивлений трансформатора и петли фаза — нуль 2₁ и 2_П складываются арифметически:

Некоторая неточность (около 5 %) этой формулы ужесточает требования безопасности и поэтому считается допустимой.

Полное сопротивление петли фаза — нуль в действительной форме (модуль) равно

Тогда расчетная формула имеет следующий вид:

Расчет зануления на отключающую способность является поверочным расчетом правильности выбора проводимости нулевого защитного проводника, а точнее, достаточности проводимости петли фаза — нуль.

Значение 2_Т зависит от мощности трансформатора, напряжения и схемы соединения его обмоток, а также от конструктивного исполнения трансформатора.

Значения и Я_н 3 для проводников из цветных металлов (медь,

алюминий) определяют по известным данным: сечению 5, мм 2 , длине /, м, и материалу проводников. При этом искомое сопротивление:

где р — удельное сопротивление проводника, равное для меди 0,018,

а для алюминия 0,028 Ом • мм /м.

Если нулевой защитный проводник стальной, то его активное сопротивление /?_{н 3} определяется по табл. 10.2, где приведены значения удельных сопротивлений (г_щ, Ом/км) 1 км различных стальных проводников при разной плотности тока частотой 50 Гц. Для этого необходимо задаться профилем и сечением проводника, а также знать его длину и ожидаемое значение тока КЗ /_к, который будет проходить по этому проводнику в аварийный период. Сечением проводника задаются из расчета, чтобы плотность тока КЗ в нем была

в пределах примерно 0,5—2,0 А/мм .

Значения Xф и Х_и 3 для медных и алюминиевых проводников сравнительно малы (около 0,0156 Ом/км), поэтому ими можно пренебречь. Для стальных проводников внутренние индуктивные сопротивления оказываются достаточно большими, и их определяют с помощью табл. 10.2. При этом также необходимо знать профиль и сечение проводника, его длину и ожидаемое значение тока /_к.

Значение Х_п может быть определено по формуле для индуктивного сопротивления двухпроводной линии с проводами круглого сечения одинакового диаметра с/, м:

где со — угловая частота, рад/с; Ь — индуктивность линии, Гн; р — относительная магнитная проницаемость среды; р₀ = 4л’Ю 7 —

Удельные активные г_ш и внутренние индуктивные ,х_ш сопротивлении стальных проводников при переменном токе (50 Гц), Ом/км