Виды защит от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ)

Любая электроустановка должна быть заземлена. Это требование Правил устройства электроустановок (ПУЭ) одинаково распространяется на электроприборы с металлическим и пластиковым корпусом, устройства подключения и коммутации: распределительные и вводные щитки, розетки, выключатели.
Для чего необходимо заземление
Если энергоснабжение в помещении организовано в соответствии с ПУЭ, на входе, в

Содержание

Назначение проводников

Применение нулевых проводников в электрощитке

Нулевой рабочий проводник имеет еще одно название – проводник сети. По нему протекает нагрузочный ток. На схеме он обозначается латинской буквой «N».

Основная задача нулевого защитного проводника — обеспечивать безопасность. В системах с нулевым выводом глухозаземленного трансформатора он коммутирует токопроводящие части электрических приемников и нулевую точку питающего трансформатора. В аварийных или нештатных ситуациях они оказываются под ударом.

Защите от косвенного прикосновения подлежат следующие электрические элементы (согласно ПУЭ 1.7.76):

  • корпуса, изготовленные из металла, портативных и передвижных устройств;

    Система c проводом PEN и двумя нулями

  • металлические конструкции трансформаторов, электрических машин и осветительных приборов;
  • металлические корпуса различных конструкций с электрооборудованием, муфт кабелей, лотков и различных распределительных приборов;
  • стальные корпуса этажных, квартирных щитков, распределительных щитков.

В качестве защиты используется коммутация этих устройств с глухозаземленной нейтралью в системах ТN или ТТ, IТ. Последние две с заземлением.

Схематически нулевой защитный проводник обозначается «РЕ». Когда электрическая цепь функционирует в штатном режиме, по РЕ ток не протекает.

На схемах комбинация «РЕ» означает нулевой защитный проводник, а также все защитные сегменты цепи, например, проложенные шины и проводники, заземляющие проводники, отдельные жилы в кабелях, а также провод в системе уравнивания потенциалов.

Что такое нулевая последовательность?

Преимущественное большинство сетей получают  питание по трехфазной системе. Которая характеризуется тем, что напряжение каждой фазы смещено на 120º.

Форма напряжения в трехфазной сетиРис. 1. Форма напряжения в трехфазной сети

Как видите из рисунка 1 на диаграмме б) показана работа сбалансированной симметричной системы. При этом если выполнить геометрическое сложение представленных векторов, то в нулевой точке результат сложения будет равен нулю. Это означает, что в системах 110, 10 и 6 кВ,  для которых характерно заземление нейтралей трансформаторов, при нормальных условиях работы, какой-либо ток в нейтрали будет отсутствовать. Также следует отметить, что геометрически смена фаз может подразделяется на такие виды:

  • прямой последовательности, при которой их чередование выглядит как A – B – C;
  • обратной последовательности, при которой чередование будет C – B – A;
  • и вариант нулевой последовательности, соответствующий отсутствию угла сдвига.

Для первых двух вариантов угол сдвига будет составлять 120º.

Прямая, обратная и нулевая последовательностьРис. 2. Прямая, обратная и нулевая последовательность

Посмотрите на рисунок 2, здесь нулевая последовательность, в отличии от двух других, показывает, что векторы имеют одно и то же направление, но их смещение в пространстве между собой равно 0º. Подобная ситуация происходит при однофазном кз, при этом токи двух оставшихся фаз устремляются в нулевую точку. Также эту ситуацию можно наблюдать и при междуфазных кз, когда две из них, помимо нахлеста, попадают еще и на землю, а в нуле будет протекать ток лишь одной фазы.

При возникновении трехфазных кз в нейтрали обмоток ток не будет протекать, несмотря на аварию. Потому что токи и напряжения нулевой последовательности по-прежнему будут отсутствовать. Несмотря на то, что фазные напряжения и токи в этой ситуации могут в разы возрасти, в сравнении с номинальными.

Принцип работы ТЗНП

Практически все релейные защиты, действие которых отстраивается от появления токов  нулевой последовательности, имеют схожий принцип. Рассмотрите вариант такой схемы, демонстрирующей действие защиты.

Принципиальная схема простейшей ТЗНППринципиальная схема простейшей ТЗНП

Здесь представлен вариант включения  реле тока Т, которое подключается ко вторичным обмоткам трансформаторов тока (ТТ), собранных в звезду. В данной ситуации нулевой провод от звезды обмоток трансформаторов отфильтровывает составляющие нулевой последовательности, в случае их возникновения.  При условии, что система работает симметрично, обмотки реле Т будут обесточенными. А при условии, что в одной из фаз произойдет замыкание на землю, ТТ отреагирует на это, из-за чего по нулевому проводу потечет ток. Это и будет та самая составляющая нулевой последовательности, из-за которой произойдет возбуждение обмотки реле Т.

После чего происходит выдержка времени, определяемая параметрами реле В. При истечении установленного промежутка времени токовая защита посылает сигнал на соответствующую коммутационную установку У. Которая и производит отключение трехфазной сети. Более сложные варианты схемы могут включать и реле мощности, которое позволяет отлаживать работу защиты по направлению.

В случае междуфазных повреждений симметрия не нарушиться, а лишь измениться  величина токов. А ТТ будут продолжать компенсировать токи, стекающиеся в нулевой провод. Преимущество такой схемы заключается в том, что при максимальных рабочих токах, все равно не будет срабатывать защита, поскольку будет сохраняться симметрия.

Но при существенном отличии в магнитных параметрах измерительных трансформаторов, произойдет дисбаланс в системе, и по нулевому проводнику будет протекать ток небаланса. Что может обуславливать ложные срабатывания токовой защиты даже в тех сетях, где соблюдается номинальный режим питания.

Правила подборки трансформаторов тока.

С целью снижения небаланса, влияющего на правильность срабатывания токовой защиты, подбирают такие ТТ, у которых вторичные токи не создадут перетоков. Для чего они должны соответствовать таким требованиям:

  • Обладать идентичными кривыми гистерезиса;
  • Одинаковая нагрузка вторичных цепей;
  • Погрешность на границе участков сети не должна превышать 10%.

К их вторичным цепям запрещено подключать еще какую-либо нагрузку, приводящую к искажению кривой намагничивания хотя бы в одном ТТ. Поэтому на практике при возникновении токов срабатывания от симметричной системы рекомендуют подвергать замене не один и не два, а все три трансформатора одновременно.

Область применения

Токовая защита, способная отреагировать на появление нулевой последовательности, нашла достаточно широкое применение  в линиях с заземленной нейтралью. Так как в них  токи коротких замыканий достигают наибольших величин. А вот при изолированной нейтрали ее установка нецелесообразна, поэтому ТЗНП в них не используют. Сегодня установки ТЗНП находят широкое применение:

  • на шинах районных подстанций для защиты силового оборудования;
  • в распределительных устройствах трансформаторных, переключающих и комплектных подстанций;
  • в токовых цепях крупных промышленных объектов с трехфазным силовым оборудованием.

Для чего необходимо заземление

Если энергоснабжение в помещении организовано в соответствии с ПУЭ, на входе, в распределительном щитке установлены защитные автоматы.

scale_1200

Эти выключатели срабатывают при превышении установленной силы тока: нагревается биметаллическая пластина, происходит ее деформация, и контакты автомата механически размыкаются.

Важно! Именно для этого, автоматы устанавливаются в разрыв фазного проводника. Нулевая шина может быть подключена напрямую.

Происходит разрыв цепи, находящейся под напряжением, электроустановка (или вся цепь) обесточивается, обеспечивая безопасность. Как это работает на практике, и что такое заземление в данной цепочке?

Заземление, это электрический контакт между линией, специально выделенной в электросети, и реальной (физической) землей. То есть шина заземления имеет электрический контакт с грунтом. Одновременно, любая установка, вырабатывающая или распределяющая электрический ток, соединена нулевым проводом с той же землей.

Мы с вами рассматриваем однофазные сети, в которых для питания используются две линии: ноль и фаза. Трехфазные системы в быту применяются редко, поэтому знание этих систем необходимо лишь профессионалам.

Даже если к вам в дом заведено три фазы (такое встречается в частном секторе), для конечного потребления все равно используется два провода: ноль и фаза.

zen.yandex.ru

Допустим, у вашей электроустановки (холодильник, бойлер, стиральная машина), особенно с металлическим корпусом, произошла утечка фазы. То есть, провод под напряжением касается корпуса (отсоединился контакт, нарушена изоляция, протекла вода). Прикоснувшись к электроприбору, вы будете поражены электрическим током. Кроме того, сопротивление в точке касания мизерное, вследствие чего произойдет мгновенный нагрев провода, и возгорание электроприбора.

Если ваш бойлер заземлен, электрический ток потечет по пути наименьшего сопротивления, то есть по контуру: фаза — «земля» — нулевая шина. Сила тока спонтанно возрастет, и сработает аварийное отключение в автомате защиты. Никто не пострадает, материальный ущерб не будет нанесен.

zen.yandex.ru

Если вы имеете поверхностные знания устройства электроустановок, возникает вопрос: а зачем нужно заземление, если то же самое произойдет между фазным и нулевым проводом? И собственно, чем отличается заземление от зануления?

Разница между нулевым защитным и рабочим проводниками

Прежде чем приступать к выполнению работ, важно ознакомиться с особенностями и характеристиками проводников, провести сравнительный анализ.

Наименование Описание
N – нулевой рабочий провод Вместе с фазным проводом принимает участие в непрерывном и беспрепятственном обеспечении электропитанием бытовой техники и прочих электрических приборов. По нему постоянно протекает рабочий ток.
РЕ – нулевой защитный провод Не принимает участия в обеспечении электрических приборов и бытовой техники электричеством. Основная задача – защита от косвенного взаимодействия в сетях с глухозаземленной нейтралью.

Что такое нулевая защита электродвигателя?

Нулевая защита действует при исчезновении или резком снижении напряжения питающей сети. В подобных режимах электродвигатель должен отключаться от сети и оставаться в этом состоянии и при восстановлении напряжения. Чтобы его включить, нужно нажать кнопку «Пуск».

Из принципа работы магнитного пускателя ясно, что при исчезновении напряжения или при значительном его снижении (до 50…60% номинального) катушка не будет удерживать магнитную систему и силовые контакты разомкнутся, отсоединив электродвигатель от сети. Одновременно разомкнутся и блок-контакты, вследствие чего магнитный пускатель будет отключен и при восстановлении напряжения.

Вопросы по электрике

– Что такое нулевая защита электродвигателя?

Источник: http://gardenweb.ru/chto-takoe-nulevaya-zashchita-elektrodvigatelya

Настройка наружного реле перегрузки

Ток полной нагрузки при определённом напряжении, указанном в фирменной табличке, является нормативом для настройки реле перегрузки. Так как в сетях разных стран присутствует различное напряжение, электродвигатели для насосов могут использоваться как при 50 Гц, так и при 60 Гц в широком диапазоне напряжений. В связи с этим в фирменной табличке электродвигателя указывается диапазон тока. Если нам известно напряжение, мы можем вычислить точную допустимую нагрузку по току.

Пример вычисления

Зная точную величину напряжения для установки, можно рассчитать ток полной нагрузки при 254 / 440 Y B, 60 Гц.

Ток полной нагрузки в фирменной табличке

Данные отображаются в фирменной табличке, какпоказано в иллюстрации.

Вычисления для 60 Гц

расчет тока нагрузки электродвигателя

Коэффициент усиления напряжения определяется следующими уравнениями:

расчет тока нагрузки электродвигателя

Расчет фактического тока полной нагрузки (I):

(Значения тока для подключения по схеме «треугольник» и «звезда» при минимальных значениях напряжения)

(Значения тока для подключения по схеме «треугольник» и «звезда» при максимальных значениях напряжения)

Теперь с помощью первой формулы можно рассчитать ток полной нагрузки:

I для «треугольника»:

I для «звезды»:

Величины для тока полной нагрузки соответствуют допустимому значению тока полной нагрузки электродвигателя при 254 Δ/440 Y В, 60 Гц.

установка реле перегрузки электродвигателя

Внимание: наружное реле перегрузки электродвигателя всегда устанавливается на номинальное значение тока, указанное в фирменной табличке.

Однако если электродвигатели сконструированы с учётом коэффициента нагрузки, который затем указывается в фирменной табличке, напр., 1.15, заданное значение тока для реле перегрузки может быть увеличено на 15% по сравнению с током полной нагрузки или коэффициентом нагрузки в амперах (SFA — service factor amps), который, как правило, указывается в фирменной табличке.

Отгорание нуля: случайность или неизбежность


Правильно справиться с проблемами электричества можно, если ознакомиться с отгоранием нуля Если вы слышали от знакомых фразу, что от перепада напряжения в квартире сгорели электроприборы и дорогая аппаратура, это означает, что у них в электросети появляется не 220В, а 380В. Откуда берется напряжение 380 Вольт в электросети? Зачастую, в этом виноват обрыв нуля, или, как принято в лексиконе электриков, отгорание нуля. Почему же отгорает ноль? Чтобы в этом разобраться, рассмотрим в общих чертах, что из себя представляет электрическая сеть. Электрическая сеть – это совокупность электрических установок, благодаря которым происходит передача и распределение электричества от электростанции к конечному потребителю.

Важно! Как нельзя организовывать защитное заземление

То, что «землю» нельзя брать из рабочего ноля, понятно из нашего материала. Есть любители заземлиться на трубы водоснабжения или отопления. Теоретически – стальная труба имеет связь с грунтом. На практике, по стояку могут быть вставки из полипропиленовых труб, и никакого контакта с «реальной землей» нет.

Кроме того, что вы не получаете надежного заземления, ставятся под удар соседи, которые могут получить удар током, просто взявшись за батарею отопления.

Что такое и для чего нужно выравнивание потенциалов?

Если между двумя точками имеется разность потенциалов (напряжение) и проводящая среда (например, тело человека), то между ними побежит ток. Ток может вызвать поражение человека, искрение, которое приведёт к пожару и другие вредные последствия. Чтобы этого избежать, выполняется выравнивание потенциалов: части оборудования, зданий и сооружений либо соединяются специальным проводником, либо сами их проводящие ток конструкции надёжно соединяются между собой. Также они соединяются с заземляющим (зануляющим) проводом. Выравнивание потенциалов считается мерой, дополнительной к заземлению. Как и в каких случаях его выполнять, об этом написано в Нормах устройства сетей заземления (10-11-40, 10-12-3 и другие разделы).

Технические характеристики трансформаторов тока ТЗЛК-0,66 и ТЗЛКР-0,66.

Наименование параметра Значение параметра
Номинальное напряжение, кВ 0,66
Номинальная частота, Гц 50 или 60
Односекундный ток термической стойкости вторичной обмотки, А 140
Испытательное одноминутное напряжение промышленной частоты, кВ 3

Трансформаторы тока нулевой последовательности ТЗЛК-0,66

Тип реле Используемая шкала реле, А Установка тока срабатывания, А Чувствительность защиты (первичный ток, А), не более
при работе с одним трансформатором при последовательном соединении трансформатора при параллельном соединении двух трансформаторов
РТ-140/0,2 0,1-0,2 0,1 8,5 10,2 12,5
РТ3-51 0,02-0,1 0,03 2,5 3,2 4,8

Трансформаторы тока нулевой последовательности ТЗЛКР-0,66.

Тип реле Используемая шкала реле, А Установка тока срабатывания, А Чувствительность защиты (первичный ток, А), не более
при работе с одним трансформатором при последовательном соединении трансформатора при параллельном соединении двух трансформаторов
РТ-140/0,2 0,1-0,2 0,1 25 30 45
РТ3-51 0,02-0,1 0,03 3 4 4,5

Источник: http://34rozetki.ru/svet/filtr-nulevoj-posledovatelnosti.html

Нулевой провод в трехфазной сети

Источники питания электронной аппаратуры, импульсные и линейные регуляторы. Топологии AC-DC, DC-DC преобразователей (Forward, Flyback, Buck, Boost, Push-Pull, SEPIC, Cuk, Full-Bridge, Half-Bridge). Драйвера ключевых элементов, динамика, алгоритмы управления, защита. Синхронное выпрямление, коррекция коэффициента мощности (PFC)

  • 2 часа назад
  • Тему:
    Трансформатора для обратноходового
  • От:
    wim
  • Обратная Связь, Стабилизация, Регулирование, Компенсация

    Организация обратных связей в цепях регулирования, выбор топологии, обеспечение стабильности, схемотехника, расчёт

  • 9 часов назад

Тему:
LLC плот Боде

От:
Booga

Первичные и Вторичные Химические Источники Питания

Li-ion, Li-pol, литиевые, Ni-MH, Ni-Cd, свинцово-кислотные аккумуляторы. Солевые, щелочные (алкалиновые), литиевые первичные элементы. Применение, зарядные устройства, методы и алгоритмы заряда, условия эксплуатации. Системы бесперебойного и резервного питания

  • 1 февраля

Тему:
Как определить причину выхода из строя Li-Pol?

От:
163264

Высоковольтные Устройства – High-Voltage

Высоковольтные выпрямители, умножители напряжения, делители напряжения, высоковольтная развязка, изоляция, электрическая прочность. Высоковольтная наносекундная импульсная техника

  • 3 апреля

Тему:
Какой феррит выбрать для высокочастотного и высо…

От:
iiv

Электрические машины, Электропривод и Управление

Электропривод постоянного тока, асинхронный электропривод, шаговый электропривод, сервопривод. Синхронные, асинхронные, вентильные электродвигатели, генераторы

  • 9 апреля

Тему:
PMSM flux weakening

От:
amaora

Индукционный Нагрев – Induction Heating

Технологии, теория и практика индукционного нагрева

  • 6 апреля

Тему:
Определить индукцию магнитного потока индуктора

От:
Rod10

Системы Охлаждения, Тепловой Расчет – Cooling Systems

Охлаждение компонентов, систем, корпусов, расчёт параметров охладителей

  • 10 марта

Тему:
Параметры ФНЧ “источник-приёмник тепла”

От:
Tuvalu

Моделирование и Анализ Силовых Устройств – Power Supply Simulation

Моделирование силовых устройств в популярных САПР, самостоятельных симуляторах и специализированных программах. Анализ устойчивости источников питания, непрерывные модели устройств, модели компонентов

  • 9 апреля

Тему:
Micro-CAP 12. Цепи с одинаковым именем почему-то…

От:
SAVC

Компоненты Силовой Электроники – Parts for Power Supply Design

Силовые полупроводниковые приборы (MOSFET, BJT, IGBT, SCR, GTO, диоды). Силовые трансформаторы, дроссели, фильтры (проектирование, экранирование, изготовление), конденсаторы, разъемы, электромеханические изделия, датчики, микросхемы для ИП. Электротехнические и изоляционные материалы.

  • понедельник в 18:14

Тему:
lm393 напряжение коммутации.

От:
wla

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...