Ochranné uzemnenie v elektrických inštaláciách
Nulovanie sa nazýva elektrické spojenie kovových nevodivých častí elektrických inštalácií s uzemneným neutrálom sekundárneho vinutia trojfázového znižovacieho transformátora alebo generátora, s uzemneným výstupom jednofázového zdroja prúdu, s uzemneným stredný bod v DC sieťach.
Princíp činnosti resetu je založený na výskyte skratu pri fázovom výpadku bezprúdovej časti zariadenia alebo zariadenia, čo vedie k činnosti ochranného systému (istič alebo vypálené poistky).
Nulovanie je hlavnou mierou ochrany pred nepriamym kontaktom v elektrických inštaláciách do 1 kV s neutrálnou uzemnenou sieťou. Keďže neutrál je uzemnený, uzemnenie možno považovať za špecifický typ uzemnenia.
Nulový ochranný vodič sa nazýva vodič spájajúci neutralizované časti (puzdrá, konštrukcie, kryty atď.) S uzemneným neutrálom zdroja energie (transformátor, generátor). Ďalšie podrobnosti nájdete tu: Ochranné vodiče v elektrických inštaláciách (PE vodiče).
V sieťach 380/220 V v súlade s Požiadavky PUE používa sa uzemnenie neutrálov (nulových bodov) transformátorov alebo generátorov.
Najprv zvážte 380 V sieť s uzemneným neutrálom. Takáto sieť je znázornená na obr. 1.
Ak sa osoba dotkne vodiča tejto siete, potom sa pod vplyvom fázového napätia vytvorí poruchový obvod, ktorý sa uzavrie cez ľudské telo, topánky, podlahu, zem, neutrálnu zem (pozri šípky). Rovnaký obvod sa vytvorí, ak sa osoba dotkne plášťa s poškodenou izoláciou. Nie je však možné jednoducho uzemniť kryt elektrického prijímača.
Ryža. 1. Dotknutie sa drôtu v sieti s uzemneným neutrálom
Ryža. 2. Uzemnenie elektrického prijímača v sieti s uzemneným neutrálom
Aby sme to pochopili, predpokladajme, že takéto uzemnenie je napriek tomu vykonané (obr. 2) a inštalácia je skratovaná na kryt motora. Skratový prúd bude tiecť cez dva uzemňovacie spínače – elektrický prijímač Rc a nulový vodič R® (pozri šípky).
Od Ohmov zákon fázové napätie siete Uf bude rozložené medzi uzemňovacie elektródy Rz a Ro v pomere k ich hodnotám, t.j. čím väčší je odpor uzemňovacej elektródy, tým väčší bude úbytok napätia v nej.
Ak je napríklad odpor Ro = 1 ohm, Rz = 4 ohmy a Uf = 220 V, potom bude úbytok napätia rozdelený takto: pri odpore Rz budeme mať 176 V a pri odpore Ro budeme mať = 44 V.
To vytvára nebezpečné napätie medzi krytom motora a zemou. Osoba, ktorá sa dotkne skrinky, môže dostať elektrický šok.Ak existuje inverzný pomer odporov, to znamená, že Ro bude väčší ako Rz, medzi zemou a rámami zariadenia inštalovaného v blízkosti transformátora, ktoré má spoločnú zem s neutrálom, môže vzniknúť nebezpečné napätie.
Ryža. 3… Resetovanie elektrického prijímača v sieti s uzemneným neutrálom
Z tohto dôvodu sa v inštaláciách s uzemneným neutrálom s napätím 380/220 V používa iný typ uzemňovacieho systému: všetky kovové kryty a konštrukcie sú elektricky spojené s uzemneným neutrálom transformátora cez neutrálny vodič siete. alebo špeciálnym nulovým vodičom (obr. 3) Preto sa akýkoľvek skrat na kryte stane skratom a núdzová časť sa vypne poistkou alebo ističom. Takýto uzemňovací systém sa nazýva miznutie.
Týmto spôsobom sa dosiahne bezpečnostné uzemnenie odpojením časti siete, v ktorej došlo ku skratu na kryte.
Ochranný účinok uzemnenia spočíva v samočinnom odpojení časti obvodu s poškodenou izoláciou a zároveň v znížení potenciálu puzdra na dobu od okamihu skratu do okamihu odpojenia. Potom, čo sa človek dotkne tela elektrického prijímača, ktorý z nejakého dôvodu nie je vypnutý, sa v obvode cez ľudské telo objaví prúdová vetva.
Okrem toho, ak je v tomto vedení nainštalovaný prúdový chránič, funguje tiež, ale nie z veľkého prúdu, ale preto, že prúd vo fázovom vodiči sa stáva nerovnomerným s prúdom v neutrálnom pracovnom vodiči, pretože väčšina prúdu prebieha v ochranný uzemňovací obvod za RCD.Ak je na tejto linke nainštalovaný RCD aj istič, potom bude fungovať jeden alebo oba v závislosti od rýchlosti a veľkosti poruchového prúdu.
Rovnako ako nie každé uzemnenie poskytuje bezpečnosť, nie všetky uzemnenia sú vhodné na zaistenie bezpečnosti. Reset sa musí vykonať tak, aby skratový prúd v núdzovej časti dosiahol hodnotu dostatočnú na roztavenie poistky najbližšej poistky alebo vypnutie stroja. Na tento účel musí byť skratový odpor dostatočne nízky.
Ak nedôjde k vypnutiu, poruchový prúd bude pretekať obvodom dlhú dobu a napätie voči zemi vznikne nielen na poruchovom puzdre, ale aj na všetkých resetovacích puzdrách (keďže sú elektricky prepojené). Toto napätie sa rovná veľkosti súčinu poruchového prúdu odporom nulového vodiča siete alebo nulového vodiča a môže byť svojou veľkosťou významné, a teda nebezpečné, najmä v miestach, kde nedochádza k vyrovnaniu potenciálov. Aby sa predišlo takémuto nebezpečenstvu, je potrebné starostlivo dodržiavať Požiadavky PUE na uzemňovacie zariadenie.
Ochranné pôsobenie neutralizácie zabezpečuje spoľahlivá prevádzka nadprúdového prúdu na rýchle odpojenie sieťovej časti s poškodenou izoláciou. Od PUE čas pre automatické vypnutie poškodeného vedenia pre sieť 220 / 380V by nemal presiahnuť 0,4 s.
Na to je potrebné, aby skratový prúd v obvode fázovej nuly spĺňal podmienku ITo > k az nom, kde k je faktor spoľahlivosti, Inom — menovitý prúd z nastavenia vypínacieho zariadenia (poistka, fyzikálna automatika prepínač).
Koeficient spoľahlivosti k podľa PUE musí byť najmenej: 3 — pre poistky alebo spínače s tepelným spínaním (termolelé) pre normálne miestnosti a 4 — 6 — pre výbušné priestory, 1,4 — pre automatické spínače s elektromagnetickým spúšťou vo všetkých miestnostiach.
Odpor šírenia neutrálneho uzemňovacieho zariadenia Ro (pracovná zem) nesmie byť väčší ako 2, 4 a 8 ohmov pri menovitom napätí 660, 380 a 220 V trojfázových elektrických inštalácií.