Міністерство освіти і науки України Національний університет “ Львівська Політехніка” Кафедра Охорони праці Лабораторна робота №3 На тему: “Розрахунок занулення” Львів 2003 Теоретичні відомості. Занулення здійснюється в чотирьохпровідникових мережах з глухозаземленою нейтраллю з напругою до 1000В. Зануленням називається навмисне з'єднання корпусів електрообладнання, які можуть випадково опинитись під напругою, з багаторазово заземленим нульовим провідником. Принцип дії занулення – перетворення замикання на корпус в однофазне замикання, при якому спрацьовує захист (топкі вставки, автомати) і електропристрій вимикається, при цьому
.

Коефіцієнт кратності k визначається в залежності від типу запобіжника: для теплових автоматів і топких вставок
; для вибухонебезпечних приміщень
. Опір заземлення нейтралі джерела струму
повинен бути 2, 4, 6 Ом при трьохфазній напрузі джерела 660, 380 і 220В відповідно ССБТ [4]. Ці вимоги продиктовані умовою, щоб повний опір кола "фаза-нуль" забезпечував в аварійній ситуації струм короткого замикання
. При короткому замиканні фази на корпус до спрацьовування захисту на всіх елементах ланцюга занулення з'явиться напруга. Внаслідок того, що в контурі протікання струму короткого замикання (джерело струму, кола "фаза-нуль", нульовий захисний дріт) знаходяться елементи, які мають певний індуктивний і активний опір то за місцем замикання на всіх металевих частинах електрообладнання, які під’єднані до нульового дроту, може утворитися небезпечна напруга, наприклад, в мережі 380/220В вона може досягти 147В [3]. При розриві нульового захисного дроту напруга відносно землі нульового дроту і приєднаних до нього корпусів електроприладів може досягнути фазної напруги. Повторні заземлення
призначаються для зниження цієї напруги як при суцільному (цілому), так і з неполадками (має розрив) нульовому дроті. Тобто, основні вимоги до нульового дроту є малий активний опір і відсутність можливих точок від'єднання або розриву. У ролі нульових захисних провідників ПУЕ рекомендують використовувати неізольовані або ізольовані провідники, а також металеві конструкції будівель, підкранові рельси, стальні труби електропровідників і т.п. Рекомендується використовувати нульові робочі дроти одночасно і як нульові захисні. При цьому нульові робочі дроти повинні мати достатню провідність (не менше 50% провідності фазного дроту) і не повинні мати запобіжників і вимикачів. Згідно ПУЕ повторному заземленню піддаються лише нульові робочі провідники повітряних ліній (велика імовірність розриву нульового дроту). При цьому повторне заземлення виконують на відстані більше 200м, а також на вводах повітряних ліній в електроустановки, які підлягають зануленню. Опір повторних заземлювачів згідно ССБТ [4] не повинен перевищувати 15, 30, 60 Ом відповідно для 220, 380 і 660В трьохфазної напруги джерела. Розрахунок занулення на відключаючу здатність. Мета розрахунку занулення полягає у визначенні умов, при яких воно надійно і швидко відключає пошкоджену електроустановку від мережі і одночасно забезпечує безпеку дотику людини до занулених частин установки в аварійний період. При замиканні фази на занулений корпус електроустановка автоматично відключається, якщо значення струму однофазного короткого замикання (тобто між фазним і нульовим захисними провідниками)
, А , задовольняє умові:
, де к – коефіцієнт кратності номінального струму
, А плавної вставки запобіжника або вставки струму спрацювання автоматичного вимикача, А. Модуль струму короткого замикання, А, вираховується за приблизною формулою:
, де
і
– модулі повного опору обмоток джерела живлення і повного опору петлі фаза – нуль. Повний опір петлі фаза нуль визначається:
де
– активний опір петлі фаза – нуль. Значення
і
для провідників із кольорових металів (мідь, алюміній) визначають по відомим даним: січення S,
, довжини l і матеріалу провідників. Активний опір визначається:
, де
- питомий опір провідника ( для алюмінію 0,028
). (Січення нульового захисного провідника
, приймається з умови, що
, тобто якщо фазні і нульові захисні провідники виконані з одного металу, то
(де
– січення фазного провідника,
), якщо з різних металів, наприклад, фазний з міді, а нульовий захисний з алюмінію, то
. Значення
залежить від потужності трансформатора і схеми з’єднання його обмоток, а також від конструктивного виконання трансформатора (табл.№1). Значення
і
для мідних і алюмінієвих провідників порівняно малі (біля 0,0156 Ом/км), тому ними можна знехтувати. Значення
можна визначити за формулою (для ліній прикладених в повітрі)
(Ом/км). D – віддаль між проводами d - діаметр В наближених розрахунках зовнішній індуктивний питомий опір
для внутрішньої проводки складає 0,3 Ом/км і 0,6 Ом/км для повітряних ліній (при віддалі між проводами, що відповідають нормам).
l – довжина. Завдання Варіант l1 /S1 l2 /S2 l3 /S3 Матеріал провідника Фаза/нульовий Sтр кВА  1 500/20 100/4 50/2,5 Al/Fe 63   Розрахунок. Розрахувати занулення для чотирьохпровідної лінії 380/220, яка складається з 3-х дільниць:
, виконаних з алюмінієвих проводів, площа січення яких відповідно S1=20мм2 S2=4мм2 S3=2,5мм2 живиться від трансформатора потужністю 63 кв.А, 6/0,4 кв зі схемою з’єднання обмоток “зірка зигзаг з нулем”. Розв’язок Необхідно знайти значення струму однозначного короткого замикання
і визначити
, вибрати тип запобіжника.
,
З табл.№1 знаходимо повний опір трансформатора ZT=0,36 Визначаємо опір фазного і нульового захисних провідників
на ділянці
.


Приймаємо
.
; тому приймаємо




Оскільки фазний провід мідний, приймаємо
. Зовнішній індуктивний опір 1 км петлі фаза – нуль приймаємо
, тоді



Опір петлі проводів “фазний-нульовий”:
Струм короткого замикання
;
Iном=
к
3 для плавк. запобіжника Вибираємо запобіжник НПИН 60М на Інои=27,8. (з таблиці №2) Тип запобіжника 
, А  НПИН 60М 20, 25, 35, 45, 60   Напруга на корпусі буде максимально при струмі короткого замикання Ік Uн.мах=Ік Zn=0,36*83,3(30 В Ця напруга на корпусі не повинна перевищувати допустиму напругу (42 В, а в особливо несприятливих умовах 12В) Висновок: виконавши лабораторну роботу, я навчився розраховувати занулення електроприладів.