глухозаземленою нейтраллю: принцип дії і особливості експлуатації

Глухозаземленою нейтраллю призначена для захисту від ураження людини електричним струмом. При виникненні аварійної ситуації відбувається вирівнювання потенціалів, дотик до поверхні корпусу обладнання буде безпечним. Так як одночасно зростає сила струму, швидко спрацює встановлене в ланцюзі пристрій захисного відключення.

Плакат з електробезпеки «Установки з глухозаземленою нейтраллю»

Для правильного використання такого механізму на практиці необхідно знати і застосовувати норми чинного законодавства в галузі забезпечення електробезпеки. Вони містяться в «Правилах улаштування електроустановок» (ПУЕ, в подальшому іменовані «Правила»), які затверджені Міністерством енергетики Росії в наказі від 08. 07. 2002 У даний час актуальною є сьома версія цього документа.

Механізм дії

Відповідно до Правил цим терміном називають електричне з’єднання нейтралі генератора (трансформатора) з пристроєм заземлення. Наприклад, трипровідна мережа прокладається від джерела живлення в житловий будинок. Нейтраль через шафа введення розподіляється по щитків. До неї підключаються контури заземлення споживачів. У цих ланцюгах неприпустимий монтаж плавких запобіжників, іншого пристрою, здатного порушити цілісність ланцюга.

Робочий нуль – це інший провідник. Між ним і третім проводом виникає напруга фази, яке використовується пральними машинами, мікрохвильовими печами та іншим обладнанням.

Приклад аварійної ситуації. Під впливом вібрації всередині техніки від’єднався від штатного місця кріплення фазний провід, відбулося його дотик до металевого корпусу. Виникне коротке замикання, різко зросте сила струму. Автоматичний вимикач або плавкахвставка виконає свою функцію, харчування буде відключено.

Опір R0 буде менше, ніж по шляху проходження струму через тіло людини, випадково доторкнувшись до фазного проводу, що виключає ураження струмом (рис. Нижче). На цій схемі представлений варіант заземлення нейтралі генератора.

Схема глухозаземленной нейтрали

Щоб така схема спрацювала швидко і ефективно, необхідно дотримуватися положень норм Правил. Відповідно до них повинна створюватися якісна захищена мережа.

вимоги ПУЕ

Необхідні відомості знаходяться в окремому розділі 1.7 Правил. Там зазначено, що окремі норми застосовуються по відношенню до електричних установок до та понад однієї тисячі вольт. Далі варто докладніше розглянути побутову мережу з напругою 220 V.

Тут використовується однофазний джерело струму. Заземлювач під’єднується до одного з електричних висновків даного пристрою за допомогою спеціального провідника. Щоб скоротити шлях проходження струму і знизити витрати, вибирають місце поблизу від генеруючого обладнання (трансформатора).

Обов’язково треба враховувати такі обмеження. Якщо в якості заземлювача використовується наявний фундамент, то до металевої арматури в бетонній основі виконують підключення не менше ніж у двох точках.

Аналогічна кількість під’єднань роблять до металевих каркасів, встановленим в глибині землі. Тільки так система заземлення буде працювати ефективно і досить надійно.

Якщо джерелом живлення пристрою є трансформатори, розташовані на різних поверхах будівлі, то приєднання до нейтрали виконується за допомогою окремого провідника. Його підключають додатково до металевого каркасу будівлі.

При розрахунку електричних параметрів обов’язково враховують відповідне опір.

Підключати заземлення дозволяється до металевого каркасу будівлі

У першому і в другому варіантах з ланцюга виключають плавкі вставки та інші елементи, які можуть порушити її цілісність. Приймають додаткових заходів щодо запобігання випадковим або навмисним пошкодженням із застосуванням механічних впливів.

Інші обмеження, зазначені в Правилах:

  1. Якщо в шині PEN (загальні нульові провідники, робочий і захисний) варто струмовий трансформатор, то провідник заземлення кріпиться безпосередньо за цим пристроєм, до нейтрали.
  2. Електричний опір пристрою заземлення в однофазної мережі 220V обмежена максимальним значенням 4 Ом (п. 1.7.104. Правил). Винятком є ??особливі властивості грунту, що створюють високий опір (питома величина, більше 100 Ом на 1 м.).
  3. Якщо є повітряні лінії електропередач, то на вступних і кінцевих частинах встановлюються дублюючі заземлювачі. Це дозволяє захисної системі працювати ефективно. Але таке правило застосовують тільки тоді, коли немає необхідності в установці більшої кількості пристроїв, здатних усунути надмірні напруги в мережі при ударах блискавок.
  4. Щоб не помилитися, треба використовувати нормативи по мінімально допустимим розмірам і матеріалами провідників, що використовуються для систем заземлення (повторного типу), прокладених в землі. Так, наприклад, якщо застосовується куточок з чорної сталі, товщина стінки повинна складати 4 мм або більше. Регламентується загальна площа поперечного перерізу для заземлюючих провідників, які приєднуються до головної шині (п. 1.7.117 Правил):
  • 75 мм2, якщо використовується сталь;
  • 16 мм 2 – алюміній;
  • 10 мм 2 – мідь.
  1. Автомат, який встановлюється для захисту схеми TN, повинен володіти швидкодією по короткого замикання не менше 0,4 секунди при напрузі 220 V.

Якщо вивчити інші види мереж, то можна з’ясувати, що при підвищенні номінальної напруги, дозволене електричний опір пристрою заземлення повинно бути нижче. Така вимога розумно, адже головним є забезпечення високого рівня безпеки. При меншому опорі в разі аварії на заземленому корпусі утворюється відносно невеликий потенціал, система захисту виконає свою функцію досить ефективно.

Подібні міркування можна використовувати і при вивченні роботи захисних пристроїв. Якщо виник відповідний розряд, то в мережі повинні утворитися істотні зміни. При підвищенні напруги споживаної потужності і низькому робочому електричному опорі вимоги до заземлення суворіше. Надмірне опір цього ланцюга здатне знизити амплітуду коливань в мережі, автомати не зможуть спрацювати досить швидко або зовсім не відключать харчування.

Автомати вибирають з урахуванням параметрів мережі

Тепер варто перейти до побутової мережі 220 V та пункту 7.1.36. Правил. У ньому визначено необхідність прокладки мереж від загальних щитків до пристроїв споживачів трьома проводами (одним фазним, нульовими робітникам і захисним). Останній – це і є глухозаземленою нейтраллю. Тим часом, якщо провести експеримент і поглянути на власні розетки в квартирі, то багато людей помітять там відсутність такого контакту.

Справа в тому, що старі нормативи, за якими побудовані багато вітчизняних будови, розраховані на відносно невеликі потужності. В даний час вони істотно зросли. Оснащення кондиціонерами трикімнатної квартири має на увазі використання в пікових навантаженнях до 6-7 кВт. Близько 3 кВт споживає духову шафу, 1,5-2 кВт – панель.

Для ефективного захисту в таких умовах заземлення потрібно. У нових якісних будинках воно монтується стандартно. У старих квартирах уважні господарі встановлюють його при виконанні капітальних ремонтів. При визначенні параметрів проводки використовують нормативи Правил для провідників, виготовлених з різних металів (п. 7.1.45).

Плюси і мінуси схем

Уважне вивчення опису цієї схеми дозволяє зрозуміти, що вона виконує свої функції ефективно при рівні номінальної напруги між фазою і нейтраллю. З її допомогою можна швидко перейти спрацьовування типових пристроїв захисту від перевантажень. При короткому замиканні утворюються потужні електромагнітні коливання, здатні стати причиною додаткових аварій і руйнувань.

Інші заходи захисту

Щоб запобігти ураженню струмом, застосовують не тільки заземлення нейтрали. Частини обладнання, провідники, покриваються додатковими шарами ізоляції. Спеціальними оболонками не допускається дотик безпосередньо до них. Використовують низькі напруги, не здатні заподіяти шкоди. Промислові установки захищаються спеціальними бар’єрами, розміщуються поза зоною вільного доступу сторонніх осіб.

У побуті використовують окремі і комплексні методики, можна розглянути їх на прикладі пральної машини:

  • корпус і металевий каркас з’єднуються з третім проводом, підключаються через розетку до заземленої нейтралі.
  • ізольована товстим шаром фарби поверхня не проводить струм.
  • На малюнку нижче видно, що безпосередньо сама пральна машина не оснащується особливим чином. В шнурі живлення є провідник, який при включенні в розетку з’єднується з лінією заземлення. При виникненні короткого замикання спрацюють захисні пристрої і відключать подачу напруги.

Правильне підключення до мережі пральної машини

  • щоб зменшити ймовірність ураження електрикою, з пластика створюють ручки управління, кутові частини конструкції, на яких можуть бути видно оголені металеві елементи.

Відео про системи заземлення

В даному відео є опис систем заземлення, встановлених Правилами улаштування електроустановок.

Якщо згадані вище Правила дотримуватися, то створена система захисту буде виконувати свої функції ефективно і досить швидко.

Ссылка на основную публикацию