Опасность прикосновения к токоведущим частям в сетях с заземленной нейтралью. Зануление: принцип расчета. По методе

В РФ приняты две системы электроснабжения установок переменного тока напряжением ниже 1000 В:

а) 3х проводная сеть с изолированной нейтралью.

б) 4х проводная сеть с заземленной нейтралью.

Сети с изолированной нейтралью применяются в основном при коротких линиях между трансформатором и потребителями (подвижные трансп средства, передвижные электростанции, линии автоблокировки и т.п.), т.е. там, где сопротивление изоляции установок легко контролировать и где ёмкость фазных проводов относительно земли невелика.

В такой сети прикосновение человека, стоящего на земле, к одному из фазных проводов при хорошем состоянии изоляции практически безопасно, т.к. ток, проходящий через человека, не будет превышать допустимых значений.

В силовых сетях метро, шахт и взрывоопасных помещений изолированная нейтраль, помимо защиты от поражения током при прикосновении к фазному проводу, выполняет ещё более важную функцию – гарантирует малую энергию искрообразования при однофазных замыканиях на землю.

Особую опасность в сетях с изолированной нейтралью представляет замыкание одной из фаз на землю. Электрические установки при этом будут продолжать работать в нормальном режиме, но прикосновение человека к любой из соседних фаз эквивалентно двухфазному прикосновению, и ток I_ч=U_ч /R_ч , проходящий через человека может превысить безопасную величину (см рис 2 однофазное прикосновение в сетях с изолированной нейтралью при замыкании одной из фаз на землю (опасный случай)).

Для устранения этого опасного эффекта в разветвленных стационарных сетях нейтральную точку питающего трансформатора заземляют со стороны низкого напряжения. Заземление нейтрали как способ защиты от прикосновения к металлическим корпусам электрооборудования, оказавшимся под напряжением, хотя и снижает напряжение прикосновения, однако не обеспечивает надежной защиты, так как оно в этом случае остается выше 36 В.

Способом защиты в сетях с заземленной нейтралью является зануление- преднамеренное соединение металлических нетоковедущих корпусов электрооборудования с многократно заземленным нулевым проводом. При этом любое замыкание одной из фаз приводит к срабатыванию максимальной токовой защиты – сгорают либо отключаются предохранители – и отключает неисправную установку от сети. Обязательным условием четкого срабатывания защиты в системе зануления является наличие исправных предохранителей, а также достаточно малое сопротивление току короткого замыкания участка между нулевым и фазным проводами – петли «фаза - нуль». Для контроля исправности зануления сопротивление петли фаза-нуль периодически измеряется по методике. Сопротивление должно быть таким, чтобы расчетный ток короткого замыкания в 2-3 раза превосходил пороговый ток срабатывания защиты (предохранителей). Многократное заземление нулевого провода позволяет избежать заноса фазных потенциалов на корпуса соседних электроустановок при замыкании одной из фаз на корпус и обрыве нулевого провода. Эффективность защиты снижается при обрыве нулевого провода и заземлении нейтрали.

Таким образом, для работы системы зануления необходимо наличие следующих условий:

1) надежное соединение корпуса электроустановки с исправным нулевым проводом (малое сопротивление петли «фаза-нуль»).

2) наличие исправных предохранителей.

3) наличие заземления нейтрали и многократного заземления нулевого провода.

Только совместное выполнение трех этих условий гарантирует надежную работу системы зануления. СЕРЬЕЗНЫМ НЕДОСТАТКОМ зануления является большое время срабатывания. Это обусловлено тем, что для целей защиты от поражения электрическим током используются те же предохранители, которые применяются для предохранения самой электроустановки от повреждений в различных аварийных ситуациях. Они, как и всякие тепловые системы, имеют сравнительно большую инерционность, время срабатывания может достигать нескольких секунд. В течение этого времени человек, коснувшийся корпуса электроустановки., может быть поражен электрическим током.

С целью устранения вышеуказанного недостатка в 4х проводных сетях с заземленной нейтралью в настоящее время все более широкое применение находят системы защитного отключения (ЗО), которые позволяют обеспечить время срабатывания защиты, равное 0,2 с. Наиболее простыми и широко распространенными системами ЗО являются системы, реагирующие на потенциал корпуса установки относительно земли, который возникает на корпусе вследствие замыкания на нем одной из фаз. Как правило, система ЗО содержит чувствительный элемент (например реле) и исполнительное устройство, отключающее неисправную установку от сети. Время срабатывания защиты зависит от напряжения, при котором срабатывает чувствительный элемент. Это напряжение называется напряжением установки (U_у). Как только напряжение на корпусе достигает U_у , система ЗО отключает неисправную установку от сети. В большинстве ЗО U_у можно регулировать, изменяя тем самым время срабатывания защиты.