Исходные данные для расчета защитного зануления

Вариант
Р, кВ·А
L, м
d, мм	3,0	3,5	4,0	3,2	3,4	3,6	3,0	3,5	4,0	3,2	3,4	3,6	3,8	4,0

Контрольные вопросы

1. Что такое защитное зануление?

2. Назначение, область применения защитного зануления.

3. Принцип действия защитного зануления.

4. Каков порядок расчета защитного зануление?

5. В каком случае зануление является эффективным средством защиты?

Практическая работа №12

Расчет сопротивления заземления нейтрали

Цель работы: Освоить методику расчета сопротивления заземления нейтрали.

Основные понятия

Расчет зануления включает расчет на отключающую способность защитного зануления и расчет заземления нейтрали.

Сопротивление заземления нейтрали источника тока R₀ должно быть таким, чтобы в случае замыкания какой-либо фазы на землю через сопротивление R_з напряжение, под которым окажется человек, прикоснувшийся к зануленному корпусу или к нулевому защитному проводу непосредственно, не превышало некоторого допустимого напряжения прикосновения .

(1)

где – напряжение зануленного корпуса (нулевого защитного проводника) относительно земли, В;

– ток замыкания на землю, А.

Наиболее тяжелые, но реальные условия: человек, касаясь зануленного корпуса, находится за пределами зоны растекания тока замыкания на землю ( ); сопротивление растеканию ног человека незначительно по сравнению с сопротивлением тела человека R_ч, и им можно пренебречь ; в сети отсутствуют повторные заземления нулевого защитного проводника (рис.1).

При этих условиях , (2)

откуда .

По условиям безопасности прикосновения к зануленному корпусу при замыкании фазы на землю величины R_з и должны быть минимальными. Экспериментально установлено, что сопротивление растеканию R_з голых проводов при контакте с землей на длине 30-50м составляет сотни и даже тысячи Ом, но иногда, при сырой земле (провод на указанной длине погружен в грязь), 15-20Ом. Поэтому примем R_з =15 Ом. Меньшие значения маловероятны.

Поскольку при замыкании фазы на землю установка, как правило, автоматически не отключается и зануленные корпуса длительное время находятся под напряжением (до устранения повреждения или отключения установки вручную), примем длительно допустимое напряжение прикосновения =42В. При этих условиях получим по формуле

(3)

для сети 220/127В R₀=7,4Ом; 380/220В R₀=3,54Ом; 660/380В R₀=1,87Ом.

Сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника рассчитывают в следующем порядке. Полное сопротивление участка нулевого защитного проводника, по которому проходит часть тока однофазного короткого замыкания I_к, определяют по формуле

(4)

где – активное сопротивление нулевого защитного проводника, Ом;

– внутреннее индуктивное сопротивление нулевого проводника, Ом;

– внешнее индуктивное сопротивление петли фаза-нуль, Ом.

Искомое сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника R_п должно быть не более

(5)

где n – количество повторных заземлений нулевого защитного проводника;

R₀ – сопротивление заземления нейтрали, Ом;

– допустимое значение напряжения прикосновения, В;

– сила тока однофазного короткого замыкания, А;

– полное сопротивление участка нулевого защитного проводника, по которому проходит часть тока однофазного короткого замыкания, Ом.

В простейшем случае, когда индуктивные сопротивления (внутреннее и внешнее Х_п) равны нулю, с учетом того, что , искомое сопротивление

(6)

Пример расчета

Задание. Определить наибольшие допустимые значения сопротивлений повторных заземлений нулевого провода в точках А и В (рис.2).

Дано: n=2; R₀=4Ом; =65В, для участка l₁ =0,308Ом, = 0,184Ом; Х_п=0,12Ом; =390А. Для участка l₁+ l₂ =0,630Ом; =0,380Ом; Х_п =0,210Ом; =354А.

Решение. Для участка l₁полное сопротивление нулевого защитного проводника

Ом;

для участка l₁+ l₂

Допустимое сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника: при замыкании на корпус двигателя 1

Ом