Προστατευτική γείωση σε ηλεκτρολογικές εγκαταστάσεις

Μηδενισμός ονομάζεται η ηλεκτρική σύνδεση μεταλλικών μη αγώγιμων τμημάτων ηλεκτρικών εγκαταστάσεων με τον γειωμένο ουδέτερο της δευτερεύουσας περιέλιξης ενός τριφασικού μετασχηματιστή ή γεννήτριας με γειωμένη έξοδο μονοφασικής πηγής ρεύματος, με τη γειωμένη μεσαίο σημείο σε δίκτυα συνεχούς ρεύματος.

Η αρχή της λειτουργίας της επαναφοράς βασίζεται στην εμφάνιση βραχυκυκλώματος κατά τη διάρκεια μιας διακοπής φάσης του μη τρέχοντος τμήματος της συσκευής ή της συσκευής, η οποία οδηγεί στη λειτουργία του συστήματος προστασίας (διακόπτης κυκλώματος ή καμένες ασφάλειες).

Ο μηδενισμός είναι το κύριο μέτρο προστασίας από έμμεση επαφή σε ηλεκτρικές εγκαταστάσεις έως 1 kV με ουδέτερο γειωμένο δίκτυο. Δεδομένου ότι ο ουδέτερος είναι γειωμένος, η γείωση μπορεί να θεωρηθεί ένας συγκεκριμένος τύπος γείωσης.

Ουδέτερο προστατευτικό καλώδιο ονομάζεται το καλώδιο που συνδέει τα εξουδετερωμένα μέρη (θήκες, κατασκευές, περιβλήματα κ.λπ.) με το γειωμένο ουδέτερο της πηγής ισχύος (μετασχηματιστής, γεννήτρια). Δείτε εδώ για περισσότερες λεπτομέρειες: Προστατευτικοί αγωγοί σε ηλεκτρικές εγκαταστάσεις (αγωγοί PE).

Σε δίκτυα 380/220 V σύμφωνα με Απαιτήσεις PUE εφαρμόζεται γείωση ουδέτερων (μηδενικών σημείων) μετασχηματιστών ή γεννητριών.

Σκεφτείτε πρώτα ένα δίκτυο 380 V με γειωμένο ουδέτερο. Ένα τέτοιο δίκτυο φαίνεται στο Σχ. 1.

Εάν ένα άτομο αγγίξει έναν αγωγό αυτού του δικτύου, τότε υπό την επίδραση της τάσης φάσης, σχηματίζεται ένα κύκλωμα σφάλματος, το οποίο κλείνει μέσω του ανθρώπινου σώματος, των παπουτσιών, του δαπέδου, της γείωσης, της ουδέτερης γείωσης (βλ. βέλη). Το ίδιο κύκλωμα σχηματίζεται εάν ένα άτομο αγγίξει το περίβλημα με κατεστραμμένη μόνωση. Ωστόσο, είναι αδύνατο να γειωθεί απλώς το περίβλημα του ηλεκτρικού δέκτη.

Ρύζι. 1. Αγγίζοντας ένα καλώδιο σε ένα δίκτυο με γειωμένο ουδέτερο

Ρύζι. 2. Γείωση του ηλεκτρικού δέκτη σε δίκτυο με γειωμένο ουδέτερο

Για να το καταλάβουμε αυτό, ας υποθέσουμε ότι παρόλα αυτά γίνεται μια τέτοια γείωση (Εικ. 2) και η εγκατάσταση βραχυκυκλώνεται στο περίβλημα του κινητήρα. Το ρεύμα βραχυκυκλώματος θα ρέει μέσω δύο διακοπτών γείωσης — ενός ηλεκτρικού δέκτη Rc και ενός ουδέτερου R® (βλ. βέλη).

Από Νόμος του Ohm η τάση φάσης του δικτύου Uf θα κατανεμηθεί μεταξύ των ηλεκτροδίων γείωσης Rz και Ro ανάλογα με τις τιμές τους, δηλαδή όσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση του ηλεκτροδίου γείωσης, τόσο μεγαλύτερη είναι η πτώση τάσης σε αυτό.

Εάν, για παράδειγμα, η αντίσταση Ro = 1 ohm, Rz = 4 ohms και Uf = 220 V, τότε η πτώση τάσης θα κατανεμηθεί ως εξής: στην αντίσταση Rz θα έχουμε 176 V και στην αντίσταση Ro θα έχουμε = 44 V.

Αυτό δημιουργεί μια επικίνδυνη τάση μεταξύ του περιβλήματος του κινητήρα και της γείωσης. Ένα άτομο που αγγίζει το ντουλάπι μπορεί να υποστεί ηλεκτροπληξία.Εάν υπάρχει αντίστροφη αναλογία αντιστάσεων, δηλαδή το Ro θα είναι μεγαλύτερο από το Rz, μπορεί να προκύψει επικίνδυνη τάση μεταξύ της γης και των πλαισίων του εξοπλισμού που είναι εγκατεστημένος κοντά στον μετασχηματιστή και έχει κοινή γείωση με τον ουδέτερο.

Ρύζι. 3… Επαναφορά του ηλεκτρικού δέκτη σε δίκτυο με γειωμένο ουδέτερο

Για το λόγο αυτό, σε εγκαταστάσεις με γειωμένο ουδέτερο με τάση 380/220 V, χρησιμοποιείται διαφορετικός τύπος συστήματος γείωσης: όλα τα μεταλλικά περιβλήματα και οι κατασκευές συνδέονται ηλεκτρικά με τον γειωμένο ουδέτερο του μετασχηματιστή μέσω του ουδέτερου καλωδίου του δικτύου. ή ένα ειδικό ουδέτερο καλώδιο (Εικ. 3) Επομένως, οποιοδήποτε βραχυκύκλωμα στο περίβλημα γίνεται βραχυκύκλωμα και το τμήμα έκτακτης ανάγκης απενεργοποιείται με ασφάλεια ή διακόπτη κυκλώματος. Ένα τέτοιο σύστημα γείωσης ονομάζεται εξαφάνιση.

Με αυτόν τον τρόπο, η γείωση ασφαλείας επιτυγχάνεται με την αποσύνδεση του τμήματος του δικτύου στο οποίο έχει προκύψει βραχυκύκλωμα στο περίβλημα.

Το προστατευτικό αποτέλεσμα της γείωσης συνίσταται στην αυτόματη αποσύνδεση του τμήματος του κυκλώματος με κατεστραμμένη μόνωση και ταυτόχρονα στη μείωση του δυναμικού του περιβλήματος για το χρόνο από τη στιγμή του βραχυκυκλώματος έως τη στιγμή της αποσύνδεσης. Αφού ένα άτομο αγγίξει το σώμα ενός ηλεκτρικού δέκτη που δεν είναι απενεργοποιημένος για κάποιο λόγο, θα εμφανιστεί ένας κλάδος ρεύματος στο κύκλωμα μέσω του ανθρώπινου σώματος.

Επιπλέον, εάν εγκατασταθεί ένα RCD σε αυτή τη γραμμή, λειτουργεί επίσης, αλλά όχι από μεγάλο ρεύμα, αλλά επειδή το ρεύμα στο καλώδιο φάσης γίνεται άνισο με το ρεύμα στο ουδέτερο καλώδιο εργασίας, καθώς το μεγαλύτερο μέρος του ρεύματος λαμβάνει χώρα σε ένα προστατευτικό κύκλωμα γείωσης πέρα ​​από το RCD.Εάν σε αυτή τη γραμμή έχουν εγκατασταθεί και ένα RCD και ένας διακόπτης κυκλώματος, τότε θα λειτουργήσει ένα ή και τα δύο, ανάλογα με την ταχύτητα και το μέγεθος του ρεύματος σφάλματος.

Όπως δεν παρέχουν όλες οι γειώσεις ασφάλεια, δεν είναι όλες οι γειώσεις κατάλληλες για την παροχή ασφάλειας. Η επαναφορά πρέπει να γίνει έτσι ώστε το ρεύμα βραχυκυκλώματος στο τμήμα έκτακτης ανάγκης να φτάσει σε μια τιμή επαρκή για να λιώσει η ασφάλεια της πλησιέστερης ασφάλειας ή να κλείσει το μηχάνημα. Για αυτό, η αντίσταση βραχυκυκλώματος πρέπει να είναι αρκετά χαμηλή.

Εάν δεν γίνει ενεργοποίηση, το ρεύμα σφάλματος θα ρέει μέσω του κυκλώματος για μεγάλο χρονικό διάστημα και μια τάση σε σχέση με τη γείωση θα εμφανιστεί όχι μόνο στην περίπτωση σφάλματος, αλλά και σε όλες τις περιπτώσεις επαναφοράς (αφού είναι ηλεκτρικά συνδεδεμένες). Αυτή η τάση είναι ίση με το μέγεθος του γινομένου του ρεύματος σφάλματος από την αντίσταση του ουδέτερου καλωδίου του δικτύου ή του ουδέτερου καλωδίου και μπορεί να είναι σημαντική σε μέγεθος και επομένως επικίνδυνη, ειδικά σε μέρη όπου δεν υπάρχει εξίσωση δυναμικού. Για να αποφευχθεί ένας τέτοιος κίνδυνος, είναι απαραίτητο να ακολουθήσετε προσεκτικά τις Απαιτήσεις PUE για τη συσκευή γείωσης.

Η προστατευτική δράση της εξουδετέρωσης παρέχεται από την αξιόπιστη λειτουργία του ρεύματος υπερέντασης για γρήγορη αποσύνδεση του τμήματος δικτύου με κατεστραμμένη μόνωση. Από PUE ο χρόνος για την αυτόματη απενεργοποίηση της κατεστραμμένης γραμμής για το δίκτυο 220 / 380V δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 0,4 δευτερόλεπτα.

Για αυτό, είναι απαραίτητο το ρεύμα βραχυκυκλώματος στο κύκλωμα φάσης μηδέν να πληροί την προϋπόθεση ITo > k az nom, όπου k είναι ο συντελεστής αξιοπιστίας, Inom — ονομαστικό ρεύμα από τη ρύθμιση της συσκευής αποσύνδεσης (ασφάλεια, αυτόματη φυσική διακόπτης).

Ο συντελεστής αξιοπιστίας k σύμφωνα με το PUE πρέπει να είναι τουλάχιστον: 3 — για ασφάλειες ή διακόπτες με θερμική απελευθέρωση (θερμορελέ) για κανονικούς χώρους και 4 — 6 — για εκρηκτικές περιοχές, 1,4 — για αυτόματους διακόπτες με ηλεκτρομαγνητική απελευθέρωση σε όλους τους χώρους.

Η αντίσταση εξάπλωσης της ουδέτερης συσκευής γείωσης Ro (γη εργασίας) δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 2, 4 και 8 ohms αντίστοιχα σε ονομαστική τάση 660, 380 και 220 V τριφασικών ηλεκτρικών εγκαταστάσεων.