Расчет зануления

3) арматуру изоляторов всех типов, оттяжек, кронштейнов и осветительной  арматуры при установке их  на деревянных опорах ВЛ или на деревянных конструкциях открытых подстанций, если это не требуется по условиям защиты от атмосферных перенапряжений.

При прокладке кабеля с металлической заземленной оболочкой или неизолированного заземляющего проводника на деревянной опоре перечисленные части, расположенные на этой опоре, должны быть заземлены или занулены;

4) съемные или открывающиеся  части металлических каркасов  камер распределительных устройств, шкафов, ограждений и т.п., если  на съемных (открывающихся) частях  не установлено электрооборудование  или если напряжение установленного  электрооборудования не превышает 42 В переменного тока;

5) корпуса электроприемников с  двойной изоляцией;

6) металлические скобы, закрепы, отрезки  труб механической защиты кабелей  в местах их прохода через  стены и перекрытия и другие  подобные детали, в том числе  протяжные и ответвительные коробки  размером до 100 см, электропроводок, выполняемых кабелями или изолированными проводами, прокладываемыми по стенам, перекрытиям и другим элементам строений.

В зависимости от режима работы нейтрали предъявляются свои требования к способу и устройству защитных мероприятий.

Устройство зануления.

Применение данной защиты требуется чаще всего помещениях с большим количеством электроприемников, так как заземление на месте каждого из них бывает невозможным в силу объективных причин. Для этого, например в цехе [3, с. 155], прокладываются магистральные защитные проводники из полосовой стали, сечение которой указано ранее. В наружных установках заземляющие и нулевые защитные проводники допускается прокладывать в земле, в полу или по краю площадок, фундаментов технологических установок и т.п. Затем зануляемые части приемников подключаются к магистрали. Ответвления от магистралей к электроприемникам до 1 кВ допускается прокладывать скрыто непосредственно в стене, под чистым полом и т.п. с защитой их от воздействия агрессивных сред. Такие ответвления не должны иметь соединений. Способ прокладки их зависит от помещения в котором они выполняются.

В помещениях сухих, без агрессивной среды, заземляющие и нулевые защитные проводники допускается прокладывать непосредственно по стенам.

Во влажных, сырых и особо сырых помещениях и в помещениях с агрессивной средой заземляющие и нулевые защитные проводники следует прокладывать на расстоянии от стен не менее чем 10 мм.

Сама магистраль выводится к месту устройства заземления.

Не допускается использовать в качестве нулевых защитных проводников нулевые рабочие проводники, идущие к переносным электроприемникам однофазного и постоянного тока. Для зануления таких электроприемников должен быть применен отдельный третий проводник, присоединяемый во вторичном соединителе ответвительной коробки, в щите, щитке, сборке и т.п. к нулевому рабочему или нулевому защитному проводнику.

Также можно привести и дополнительные требования к устройству цепи заземляющих и нулевых защитных проводников:

- в них не должно быть разъединяющих приспособлений и предохранителей;

- нулевые защитные проводники линий не допускается использовать для зануления электрооборудования, питающегося по другим линиям;

- допускается использовать нулевые рабочие проводники осветительных линий для зануления электрооборудования, питающегося по другим линиям, если все указанные линии питаются от одного трансформатора, и исключена возможность отсоединения нулевых рабочих проводников во время работы других линий. В таких случаях не должны применяться выключатели, отключающие нулевые рабочие проводники вместе с фазными;

- заземляющие и нулевые защитные проводники должны быть предохранены от химических воздействий;

- использование специально проложенных заземляющих или нулевых защитных проводников для иных целей не допускается.

Для электроустановок напряжением до 1 кВ приняты обозначения:

система - система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников;

система - система , в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении (рис.1);

 

 

 

Рисунок 1. Система переменного ( ) и постоянного ( ) тока.

Нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике:

1 - заземлитель нейтрали (средней точки) источника питания; 2 - открытые

проводящие части; 3 - источник питания постоянного тока

система - система , в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении (рис.2);

 

 

 

Рисунок 2. Система переменного ( ) и постоянного ( ) тока.

Нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены:

1 - заземлитель нейтрали источника переменного тока; 1-1- заземлитель

вывода источника постоянного тока; 1-2 - заземлитель средней точки источника

постоянного тока; 2 - открытые проводящие части; 3 - источник питания

система - система , в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника питания (рис.3);

 

 

 

Рисунок 3. Система переменного ( ) и постоянного ( ) тока.

Нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном

проводнике в части системы:

1 - заземлитель нейтрали источника переменного тока; 1-1– заземлительвывода источника постоянного тока; 1-2 - заземлитель средней точки источникапостоянного тока; 2 - открытые проводящие части; 3 - источник питания

система - система, в которой нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены (рис.4);

 

 

б

Рисунок 4. Система переменного ( ) и постоянного ( ) тока.

Открытые проводящие части электроустановки заземлены. Нейтраль

источника питания изолирована от земли или заземлена через большое сопротивление:

1 - сопротивление заземления нейтрали источника питания (если имеется);

2 - заземлитель; 3 - открытые проводящие части; 4 - заземляющее устройство

электроустановки; 5 - источник питания

система - система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали источника (рис.5).

 

 

 

 

Рисунок 5. Система переменного ( ) и постоянного ( ) тока.

Открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи

заземления, электрически независимого от заземлителя нейтрали:

1 - заземлитель нейтрали источника переменного тока; 1-1 - заземлитель

вывода источника постоянного тока; 1-2 - заземлитель средней точки источника

постоянного тока; 2 - открытые проводящие части; 3 - заземлитель открытых проводящих частей электроустановки; 4 - источник питания

Первая буква - состояние нейтрали источника питания относительно земли:

- заземленная нейтраль;

- изолированная нейтраль.

Вторая - буква - состояние открытых проводящих частей относительно земли:

- открытые проводящие  части заземлены, независимо от  отношения к земле нейтрали  источника питания или какой-либо  точки питающей сети;

- открытые проводящие  части присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания.

Последующие (после ) буквы - совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников:

- нулевой рабочий ( ) и нулевой защитный ( ) проводники разделены;

- функции нулевого защитного  и нулевого рабочего проводников  совмещены в одном проводнике ( -проводник);

-    - нулевой рабочий (нейтральный) проводник;

       - - защитный проводник (заземляющий проводник, нулевой защитный проводник, защитный проводник системы уравнивания потенциалов);

-   - совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводники.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Методика поверочного расчета защитного зануления на отключающую способность.

Расчет зануления имеет целью определить условия, при которых оно надежно выполняет возложенную на него задачу — быстро отключать поврежденную установку от сети. В соответствии с этим защитное зануление рассчитывают на отключающую способность.

Расчет на отключающую способность.

При замыкании фазы на зануленный корпус электроустановка автоматически отключится, если значение тока однофазного короткого замыкания (т. е. между фазным и нулевым защитным проводниками) Ik, А, удовлетворяет условию

 

                                                    (1)

 

     где  - ток короткого замыкания, А;

     k — коэффициент кратности номинального тока  А, плавкой вставки предохранителя или установки тока срабатывания автоматического выключателя;

     - номинальный ток плавкой вставки, А.

Номинальным током плавкой вставки называется ток, значение которого указано (выбито) непосредственно на вставке заводом-изготовителем. При этом токе плавкая вставка может работать сколь угодно долго, не перегорая и не нагреваясь выше установленной заводом-изготовителем температуры.

Значение коэффициента k принимается в зависимости от типа защиты электроустановки. Если защита осуществляется автоматическим выключателем, имеющим только электромагнитный расцепитель (отсечку), т. е. срабатывающим без выдержки времени, то k принимается в пределах 1,25—1,4.

Если установка защищается плавкими предохранителями, время перегорания которых зависит, как известно, от тока (уменьшается с ростом тока), то в целях ускорения отключения принимают

                                                       

Если установка защищается автоматическим выключателем с обратно зависимой от тока характеристикой, подобной характеристике предохранителей, то также

                                                      

Значение  зависит от фазного напряжения сети  Uф  
и сопротивлений цепи, в том числе от полных сопротивлений трансформатора zт, фазного проводника zф, нулевого защитного проводника zнз, внешнего индуктивного сопротивления петли (контура) фазный проводник — нулевой защитный проводник (петли фаза — нуль) Xп, а также от активных сопротивлений заземлений нейтрали обмоток источника тока (трансформатора) rо и повторного заземления нулевого защитного проводника rп (рис. 6).

Поскольку ro и rп, как правило, велики по сравнению с другими сопротивлениями цепи, можно не принимать во внимание параллельную ветвь, образованную ими. Тогда расчетная схема упростится (рис. 1,б), а выражение для тока КЗ Iк, А, в комплексной форме будет:

                                                                                             

                                                             

или

                                                                  

 

где Uф — фазное напряжение сети, В;

zт— комплекс полного сопротивления обмоток трехфазного источника тока (трансформатора), Ом;

zф— комплекс полного сопротивления фазного провода, Ом;

zнз — комплекс полного сопротивления нулевого защитного проводника, Ом;

Rф и Rнз - активные сопротивления фазного и нулевого защитного проводников, Ом;

Хф и Хнз — внутренние индуктивные сопротивления фазного и нулевого защитного проводников, Ом;

— комплекс полного сопротивления петли фаза — нуль, Ом. 

Рисунок 6. Расчетная схема зануления в сети переменного тока на отключающую способность: а — полная, б, в — упрощенные.

При расчете зануления допустимо применять приближенную формулу для вычисления действительного значения (модуля) тока короткого замыкания А, в которой модули сопротивлений трансформатора и петли фаза — нуль  zт и zп Ом, 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, Ом,

                   

Расчетная формула имеет следующий вид:

        

Здесь неизвестными являются лишь сопротивления нулевого защитного проводника и фазного, которые могут быть определены соответствующими вычислениями по этой же формуле. Однако, эти вычисления обычно не производятся, поскольку сечение нулевого защитного проводника и его материал принимаются заранее из условия, чтобы полная проводимость нулевого защитного проводника была не менее 50% полной проводимости фазного провода, т. е.

                                       

или

                                      

Это условие установлено ПУЭ в предположении, что при такой проводимости Iк будет иметь требуемое значение

В качестве нулевых защитных проводников ПУЭ рекомендуют применять неизолированные или изолированные проводники, а также различные металлические конструкции зданий, подкрановые пути, стальные трубы электропроводок, трубопроводы и т. п. Рекомендуется использовать нулевые рабочие провода одновременно и как нулевые защитные. При этом нулевые рабочие провода должны обладать достаточной проводимостью (не менее 50% проводимости фазного провода) и не должны иметь предохранителей и выключателей.