Дипломного работа

4.2.НАЗНАЧЕНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМЫ ЗАНУЛЕНИЯ.
Из рис.1 видно, что зануление требует нали­чия в сети нулевого провода, глухого заземления нейтрали источника тока и повторного заземления нулевого провода. Рассмотрим назначение этих элементов.
а) Назначение нулевого провода
Пусть мы имеем схему без нулевого провода, роль ко­торого выполняет земля (рис. 2). Будет ли работать та­кая схема?
При замыкании фазы на корпус по цепи, образовавшейся через землю, будет проходить ток

а на корпусе возникнет потенциал

где U_ф - фазное напряжение, в; r₀, r_к — сопротивления заземлений нейтрали и корпуса, ом. Ток I₃ может ока­заться недостаточным для отключения оборудования. Н а-пример, при U_ф = 220 в и r₀ = r_к = 4 ом


Если ток срабатывания защиты больше I₃, до отключения не произойдет и корпус будет находиться под потенциалом до тех пор, пока установку не отключат вручную. Конечно, такое положение недопустимо, поскольку возникает уг­роза поражения током людей, прикоснувшихся к повреж­денному оборудованию. Чтобы устранить эту опасность, надо увеличить ток, проходящий через защиту, что дости­гается введением в схему нулевого провода.

Рис. 2. К вопросу о необходимости нуле­вого провода в сети до 1 000 в с заземлен­ной нейтралью.
Следовательно, назначение нулевого провода в схеме — обеспечение необходимой для отключения установки вели­чины тока короткого замыкания путем создания для этого тока цепи с малым сопротивлением.
Из сказанного можно сделать вывод: в трехфазной трехпроводной сети до 1000 в с заземленной нейтралью нельзя обеспечить безопасность при замыкании фазы на корпус, поэтому такую сеть применять нельзя.
б) Назначение заземления нейтрали
В сети с изолированной нейтралью зануление обеспечит отключение поврежденной установки так же надежно, как и в сети с заземленной нейтралью. С этой точки зрения режим нейтрали как бы не имеет значения. Однако при случайном замыкании фазы на землю (рис. 3,а) между зануленным оборудованием и землей возникает некоторое напряжение, которое при малом значении сопротивления заземления будет близко к фазному напряжению сети. Оно будет су­ществовать до отключения всей сети вручную или до лик­видации замыкания.
a)

б)

Рис. 3. Случай замыкания фазы на землю в трех­фазной четырехпроводной сети с изолированной (а) и заземленной (б) нейтралью.

В сети с заземленной нейтралью при таком повреждении будет совершенно иное, практически безопасное положение (рис. 3б). В этом случае U_ф раз­делится пропорционально сопротивлениям замыкания фазы на землю r_зм и заземления нейтрали r₀. В результате U_пр снизится до

А поскольку сопротивление случайного замыкания про­вода на землю r_зм, как правило, во много раз больше r₀, Ф₀ оказывается незначительным. Например, при U_ф = = 220 в, r₀=4 ом и r_зм = 100 ом

Следовательно, назначение заземления нейтрали в трех­фазной четырехпроводной сети до 1 000 в — снижение до безопасного значения напряжения нулевого провода отно­сительно земли при случайном замыкании фазы на землю.
Без заземления нейтрали такая сеть таит опасность поражения током и применяться не должна.