Védőföldelés elektromos berendezésekben
Nullázásnak nevezzük az elektromos berendezések fém nem vezető alkatrészeinek elektromos összekötését háromfázisú lecsökkentő transzformátor vagy generátor szekunder tekercsének földelt nullával, egyfázisú áramforrás földelt kimenetével, földelt felezőpont az egyenáramú hálózatokban.
Az alaphelyzetbe állítás működési elve azon a rövidzárlaton alapul, amely a készülék vagy eszköz nem áramerejű részének fázisleállása során fellép, ami a védelmi rendszer (megszakító vagy kiolvadt biztosíték) működéséhez vezet.
A nullázás a közvetett érintés elleni védelem fő intézkedése 1 kV-ig, semleges földelt hálózattal. Mivel a nulla földelt, a földelés a földelés sajátos típusának tekinthető.
Semleges védőhuzalnak nevezzük a semlegesített részeket (tokokat, szerkezeteket, házakat stb.) az áramforrás (transzformátor, generátor) földelt nullával összekötő vezetéket. További részletekért lásd itt: Védővezetők elektromos berendezésekben (PE vezetők).
380/220 V-os hálózatokban a szerint PUE követelmények transzformátorok vagy generátorok nullapontjainak földelését alkalmazzák.
Tekintsünk először egy 380 V-os hálózatot földelt nullával. Egy ilyen hálózat látható az ábrán. 1.
Ha egy személy megérinti ennek a hálózatnak a vezetőjét, akkor a fázisfeszültség hatására hibaáramkör alakul ki, amely az emberi testen, cipőn, padlón, földön, nulla földön keresztül záródik (lásd nyilak). Ugyanez az áramkör jön létre, ha valaki megérinti a sérült szigetelésű burkolatot. Az elektromos vevőegység házát azonban nem lehet egyszerűen földelni.
Rizs. 1. Egy vezeték megérintése egy földelt nullával rendelkező hálózatban
Rizs. 2. Az elektromos vevő földelése hálózatban földelt nullával
Ennek megértéséhez tegyük fel, hogy az ilyen földelés ennek ellenére megtörténik (2. ábra), és a telepítés rövidre van zárva a motorházzal. A rövidzárlati áram két földelő kapcsolón keresztül áramlik – egy Rc elektromos vevőn és egy nulla R®-en (lásd a nyilakat).
Tól től Ohm törvénye az Uf hálózat fázisfeszültsége az Rz és Ro földelő elektródák között értékük arányában oszlik meg, azaz minél nagyobb a földelőelektróda ellenállása, annál nagyobb benne a feszültségesés.
Ha például az ellenállás Ro = 1 ohm, Rz = 4 ohm és Uf = 220 V, akkor a feszültségesés a következőképpen oszlik meg: az Rz ellenálláson 176 V, az Ro ellenálláson pedig = 44 V.
Ez veszélyes feszültséget hoz létre a motorház és a test között. A szekrényt megérintő személy áramütést kaphat.Ha az ellenállások fordított aránya van, vagyis az Ro nagyobb lesz, mint Rz, veszélyes feszültség keletkezhet a föld és a transzformátor közelében telepített, a nullával közös földeléssel rendelkező berendezés keretei között.
Rizs. 3… Az elektromos vevő alaphelyzetbe állítása földelt nullával rendelkező hálózatban
Emiatt a 380/220 V feszültségű, földelt nullával rendelkező berendezésekben más típusú földelési rendszert alkalmaznak: minden fémház és szerkezet elektromosan csatlakozik a transzformátor földelt nullához a hálózat nulla vezetékén keresztül. vagy egy speciális nulla vezeték (3. ábra) Ezért a ház bármely rövidzárlata rövidzárlattá válik, és a vészszakaszt egy biztosíték vagy megszakító kapcsolja ki. Az ilyen földelési rendszert eltűnőnek nevezzük.
Ily módon a biztonsági földelést annak a hálózati szakasznak a leválasztásával érik el, amelyben a ház rövidzárlatot okozott.
A földelés védőhatása abban áll, hogy az áramkör sérült szigetelésű részét automatikusan leválasztja, és ezzel egyidejűleg a ház potenciálját a rövidzárlattól a lekapcsolásig tartó időre csökkenti. Miután egy személy megérinti egy elektromos vevő testét, amely valamilyen oknál fogva nincs kikapcsolva, az áramkörben az emberi testen keresztül áramág jelenik meg.
Ezen túlmenően, ha ebbe a vezetékbe egy RCD van beépítve, az is működik, de nem nagy áramtól, hanem azért, mert a fázisvezetékben lévő áram egyenlőtlenné válik a nulla vezetékben lévő árammal, mivel az áram nagy része a vezetékben zajlik. egy védőföldelő áramkör az RCD-n túl.Ha ezen a vonalon egy RCD és egy megszakító is fel van szerelve, akkor a hibaáram sebességétől és nagyságától függően bármelyik vagy mindkettő működik.
Ahogy nem minden földelés ad biztonságot, úgy nem minden földelés alkalmas a biztonság biztosítására. Az alaphelyzetbe állítást úgy kell elvégezni, hogy a vészszakaszban a zárlati áram elérje azt az értéket, amely elegendő a legközelebbi biztosíték biztosítékának megolvadásához vagy a gép leállításához. Ehhez a rövidzárlati ellenállásnak elég alacsonynak kell lennie.
Ha nem történik kioldás, akkor a hibaáram hosszú ideig átfolyik az áramkörön, és a testhez viszonyított feszültség nemcsak a hiba esetén, hanem minden visszaállítási esetben is fellép (hiszen ezek elektromosan kapcsolódnak). Ez a feszültség megegyezik a hálózat nulla vezetékének vagy a nulla vezeték ellenállásának a hibaáram szorzatának nagyságával, és jelentős nagyságrendű, ezért veszélyes lehet, különösen olyan helyeken, ahol nincs potenciálkiegyenlítés. Az ilyen veszélyek elkerülése érdekében gondosan be kell tartani a földelőeszközre vonatkozó PUE-követelményeket.
A semlegesítés védő hatását a túláram megbízható működése biztosítja a sérült szigetelésű hálózati szakasz gyors leválasztásához. Tól től PUE a 220 / 380 V-os hálózat sérült vezetékének automatikus leállási ideje nem haladhatja meg a 0,4 másodpercet.
Ehhez az szükséges, hogy a fázis-nulla áramkörben a zárlati áram megfeleljen az ITo > k az nom feltételnek, ahol k a megbízhatósági tényező, Inom — névleges áram a leválasztó berendezés beállításából (biztosíték, automatikus fizikai kapcsoló).
A PUE szerinti k megbízhatósági együtthatónak legalább: 3-nak kell lennie a normál helyiségek hőkioldós biztosítékainál vagy kapcsolóinál (hőrelé) és 4-6-nál a robbanásveszélyes területeknél, 1,4-nek az elektromágneses kioldással rendelkező automata kapcsolóinál minden helyiségben.
A semleges földelő Ro (munkaföld) terjedési ellenállása 660, 380 és 220 V névleges feszültség mellett háromfázisú elektromos berendezések esetén nem lehet nagyobb, mint 2, 4 és 8 ohm.