Zaščitna ozemljitev v električnih inštalacijah

Nastavitev na ničlo se imenuje električna povezava kovinskih neprevodnih delov električnih instalacij z ozemljenim nevtralnim sekundarnim navitjem trifaznega padajočega transformatorja ali generatorja z ozemljenim izhodom enofaznega tokovnega vira z ozemljenim srednja točka v omrežjih DC.

Načelo delovanja ponastavitve temelji na pojavu kratkega stika med faznim razpadom netokovnega dela naprave ali naprave, kar povzroči delovanje zaščitnega sistema (odklopnik ali pregorele varovalke).

Nastavitev na ničlo je glavni ukrep zaščite pred posrednim dotikom v električnih napeljavah do 1 kV z nevtralnim ozemljenim omrežjem. Ker je nevtralni vod ozemljen, lahko ozemljitev štejemo za posebno vrsto ozemljitve.

Nevtralna zaščitna žica se imenuje žica, ki povezuje nevtralizirane dele (ohišja, konstrukcije, ohišja itd.) Z ozemljeno nevtralnostjo vira energije (transformator, generator). Za več podrobnosti si oglejte tukaj: Zaščitni vodniki v električnih inštalacijah (PE vodniki).

V omrežjih 380/220 V v skladu z Zahteve PUE uporablja se ozemljitev nevtralnih (ničelnih točk) transformatorjev ali generatorjev.

Najprej razmislite o 380-voltnem omrežju z ozemljeno nevtralnostjo. Tako omrežje je prikazano na sl. 1.

Če se oseba dotakne vodnika tega omrežja, potem pod vplivom fazne napetosti nastane okvarjeno vezje, ki se zapre skozi človeško telo, čevlje, tla, tla, nevtralno tla (glej puščice). Enako vezje nastane, če se oseba dotakne ohišja s poškodovano izolacijo. Nemogoče pa je preprosto ozemljiti ohišje električnega sprejemnika.

riž. 1. Dotikanje žice v omrežju z ozemljeno nevtralnostjo

riž. 2. Ozemljitev električnega sprejemnika v omrežju z ozemljeno nevtralnostjo

Da bi to razumeli, predpostavimo, da je taka ozemljitev kljub temu izvedena (slika 2) in je instalacija v kratkem stiku z ohišjem motorja. Tok kratkega stika bo tekel skozi dve ozemljitveni stikali — električni sprejemnik Rc in nevtralni Rо (glej puščice).

Od Ohmov zakon fazna napetost omrežja Uf bo porazdeljena med ozemljitvenima elektrodama Rz in Ro sorazmerno z njihovimi vrednostmi, tj. večji kot je upor ozemljitvene elektrode, večji je padec napetosti v njej.

Če je na primer upor Ro = 1 ohm, Rz = 4 ohme in Uf = 220 V, bo padec napetosti porazdeljen takole: pri uporu Rz bomo imeli 176 V, pri uporu Ro pa bomo imeli = 44 V.

To ustvarja nevarno napetost med ohišjem motorja in maso. Oseba, ki se dotakne omarice, lahko dobi električni udar.Če obstaja obratno razmerje uporov, to je, da bo Ro večji od Rz, lahko nastane nevarna napetost med zemljo in okvirji opreme, ki je nameščena v bližini transformatorja in ima skupno ozemljitev z nevtralnim.

riž. 3… Ponastavitev električnega sprejemnika v omrežju z ozemljeno nevtralnostjo

Zaradi tega se v napravah z ozemljeno nevtralnostjo z napetostjo 380/220 V uporablja drugačna vrsta ozemljitvenega sistema: vsa kovinska ohišja in strukture so električno povezane z ozemljeno nevtralnostjo transformatorja prek nevtralne žice omrežja. ali posebna nevtralna žica (slika 3).Zato vsak kratek stik na ohišje postane kratek stik, zasilni del pa se izklopi z varovalko ali odklopnikom. Tak sistem ozemljitve se imenuje izginjajoč.

Na ta način se doseže varnostna ozemljitev z odklopom omrežnega dela, v katerem je prišlo do kratkega stika, na ohišje.

Zaščitni učinek ozemljitve je samodejni odklop dela tokokroga s poškodovano izolacijo in istočasno zmanjšanje potenciala ohišja za čas od trenutka kratkega stika do trenutka odklopa. Ko se oseba dotakne telesa električnega sprejemnika, ki iz nekega razloga ni izklopljen, se v tokokrogu skozi človeško telo pojavi tokovna veja.

Poleg tega, če je v to linijo nameščen RCD, deluje tudi, vendar ne zaradi velikega toka, ampak zato, ker tok v fazni žici postane neenakomeren s tokom v nevtralni delovni žici, saj večina toka poteka v zaščitno ozemljitveno vezje mimo RCD.Če sta na tej liniji nameščena RCD in odklopnik, bosta delovala eden ali oba, odvisno od hitrosti in velikosti toka napake.

Tako kot vse ozemljitve ne zagotavljajo varnosti, niso vse ozemljitve primerne za zagotavljanje varnosti. Ponastavitev je treba opraviti tako, da tok kratkega stika v zasilnem delu doseže vrednost, ki zadostuje za taljenje varovalke najbližje varovalke ali zaustavitev stroja. Za to mora biti upor kratkega stika dovolj nizek.

Če do sprožitve ne pride, bo tok napake dolgo časa tekel skozi tokokrog in napetost glede na maso se bo pojavila ne samo na primeru napake, ampak tudi na vseh primerih ponastavitve (ker so električno povezani). Ta napetost je enaka velikosti zmnožka okvarjenega toka z uporom nevtralne žice omrežja ali nevtralne žice in je lahko velike velikosti in zato nevarna, zlasti na mestih, kjer ni izenačitve potenciala. Da bi preprečili takšno nevarnost, je treba natančno upoštevati zahteve PUE za ozemljitveno napravo.

Zaščitno delovanje nevtralizacije je zagotovljeno z zanesljivim delovanjem nadtokovnega toka za hitro odklop odseka omrežja s poškodovano izolacijo. Od PUE čas samodejnega izklopa poškodovanega voda za omrežje 220 / 380V ne sme presegati 0,4 s.

Za to je potrebno, da tok kratkega stika v tokokrogu faza-nič izpolnjuje pogoj ITo > k az nom, kjer je k faktor zanesljivosti, Inom — nazivni tok iz nastavitve odklopne naprave (varovalka, avtomatska fizična stikalo).

Koeficient zanesljivosti k po PUE mora biti najmanj: 3 - za varovalke ali stikala s toplotnim sprožilcem (termo-rele) za običajne prostore in 4 - 6 - za eksplozivna območja, 1,4 - za avtomatska stikala z elektromagnetnim sprožilcem v vseh prostorih .

Razširitveni upor nevtralne ozemljitvene naprave Ro (delovna ozemljitev) ne sme biti večji od 2, 4 oziroma 8 ohmov pri nazivni napetosti 660, 380 in 220 V trifaznih električnih napeljav.