Beschermende aarding in elektrische installaties

Nulstelling wordt de elektrische verbinding genoemd van metalen niet-geleidende delen van elektrische installaties met de geaarde nulleider van de secundaire wikkeling van een driefasige step-down transformator of generator, met de geaarde uitvoer van een enkelfasige stroombron, met de geaarde middelpunt in DC-netwerken.

Het werkingsprincipe van de reset is gebaseerd op het optreden van een kortsluiting tijdens een fase-uitval van het niet-huidige deel van het apparaat of apparaat, wat leidt tot de werking van het beveiligingssysteem (stroomonderbreker of gesprongen zekeringen).

Nulstelling is de belangrijkste beschermingsmaatregel tegen indirect contact in elektrische installaties tot 1 kV met een neutraal geaard netwerk. Omdat de nulleider geaard is, kan aarding worden beschouwd als een specifiek type aarding.

Een neutrale beschermende draad wordt een draad genoemd die de geneutraliseerde delen (behuizingen, constructies, behuizingen, enz.) Verbindt met de geaarde nulleider van de stroombron (transformator, generator). Zie hier voor meer details: Beschermende geleiders in elektrische installaties (PE-geleiders).

In 380/220 V-netwerken in overeenstemming met PUE-vereisten aarding van neutralen (nulpunten) van transformatoren of generatoren wordt toegepast.

Overweeg eerst een 380 V-netwerk met een geaarde nulleider. Zo'n netwerk is te zien in Fig. 1.

Als een persoon een geleider van dit netwerk aanraakt, wordt onder invloed van de fasespanning een storingscircuit gevormd, dat zich sluit door het menselijk lichaam, schoenen, vloer, grond, neutrale grond (zie pijlen). Hetzelfde circuit wordt gevormd als een persoon de behuizing met beschadigde isolatie aanraakt. Het is echter onmogelijk om de behuizing van de elektrische ontvanger zomaar te aarden.

Rijst. 1. Een draad aanraken in een netwerk met een geaarde nulleider

Rijst. 2. Aarding van de elektrische ontvanger in een netwerk met een geaarde nulleider

Laten we, om dit te begrijpen, aannemen dat een dergelijke aarding toch wordt uitgevoerd (Fig. 2) en dat de installatie is kortgesloten naar het motorhuis. De kortsluitstroom loopt door twee aardingsschakelaars: een elektrische ontvanger Rc en een neutrale R® (zie pijlen).

Van De wet van Ohm de fasespanning van het netwerk Uf zal worden verdeeld tussen de aardelektroden Rz en Ro in verhouding tot hun waarden, d.w.z. hoe groter de weerstand van de aardelektrode, hoe groter de spanningsval daarin.

Als bijvoorbeeld de weerstand Ro = 1 ohm, Rz = 4 ohm en Uf = 220 V, dan wordt de spanningsval als volgt verdeeld: bij de weerstand Rz hebben we 176 V en bij de weerstand Ro hebben we = 44 V.

Hierdoor ontstaat een gevaarlijke spanning tussen de motorbehuizing en aarde. Een persoon die de kast aanraakt, kan een elektrische schok krijgen.Als er een omgekeerde verhouding van weerstanden is, dat wil zeggen dat Ro groter is dan Rz, kan er een gevaarlijke spanning ontstaan ​​​​tussen de aarde en de frames van de apparatuur die in de buurt van de transformator is geïnstalleerd en een gemeenschappelijke aarde heeft met de nulleider.

Rijst. 3… Resetten van de elektrische ontvanger in een netwerk met een geaarde nulleider

Om deze reden wordt in installaties met een geaarde nulleider met een spanning van 380/220 V een ander type aardingssysteem gebruikt: alle metalen behuizingen en structuren zijn elektrisch verbonden met de geaarde nulleider van de transformator via de neutrale draad van het netwerk of een speciale neutrale draad (fig. 3) Daarom wordt elke kortsluiting naar de behuizing een kortsluiting en wordt het noodgedeelte uitgeschakeld door een zekering of stroomonderbreker. Zo'n aardingssysteem wordt verdwijnen genoemd.

Op deze manier wordt een veiligheidsaarding bereikt door het netgedeelte waarin een kortsluiting met de behuizing is opgetreden los te koppelen.

Het beschermende effect van aarding bestaat uit het automatisch loskoppelen van het deel van het circuit met beschadigde isolatie en tegelijkertijd het verminderen van het potentieel van de behuizing voor de tijd vanaf het moment van kortsluiting tot het moment van loskoppelen. Nadat een persoon het lichaam van een elektrische ontvanger heeft aangeraakt die om de een of andere reden niet is uitgeschakeld, verschijnt er een stroomtak in het circuit door het menselijk lichaam.

Bovendien, als er een aardlekschakelaar in deze lijn is geïnstalleerd, werkt deze ook, maar niet vanuit een grote stroom, maar omdat de stroom in de fasedraad ongelijk wordt aan de stroom in de neutrale werkdraad, aangezien de meeste stroom plaatsvindt in een aardingscircuit langs de aardlekschakelaar.Als op deze lijn zowel een aardlekschakelaar als een stroomonderbreker zijn geïnstalleerd, werken een of beide, afhankelijk van de snelheid en grootte van de foutstroom.

Net zoals niet alle aardingen veiligheid bieden, zijn niet alle aardingen geschikt om veiligheid te bieden. De reset moet zo worden uitgevoerd dat de kortsluitstroom in de noodsectie een waarde bereikt die voldoende is om de zekering van de dichtstbijzijnde zekering te laten smelten of de machine uit te schakelen. Hiervoor moet de kortsluitweerstand laag genoeg zijn.

Als er geen uitschakeling optreedt, zal de foutstroom lange tijd door het circuit vloeien en zal er niet alleen op het foutgeval, maar ook op alle resetgevallen (aangezien ze elektrisch verbonden zijn) een spanning ten opzichte van aarde optreden. Deze spanning is gelijk aan de grootte van het product van de foutstroom door de weerstand van de neutrale draad van het netwerk of de neutrale draad en kan aanzienlijk in omvang zijn en daarom gevaarlijk, vooral op plaatsen waar geen potentiaalvereffening is. Om een ​​dergelijk gevaar te voorkomen, is het noodzakelijk om de PUE-vereisten voor het aardingsapparaat zorgvuldig te volgen.

De beschermende werking van neutralisatie wordt geleverd door de betrouwbare werking van de overstroom om het netwerkgedeelte met beschadigde isolatie snel los te koppelen. Van PUE de tijd voor automatische uitschakeling van de beschadigde lijn voor het 220 / 380V-netwerk mag niet langer zijn dan 0,4 s.

Hiervoor is het noodzakelijk dat de kortsluitstroom in het fase-nulcircuit voldoet aan de voorwaarde ITo > k az nom, waarbij k de betrouwbaarheidsfactor is, Inom — nominale stroom uit de instelling van het ontkoppelingsapparaat (zekering, automatisch fysiek schakelaar).

De betrouwbaarheidscoëfficiënt k volgens PUE moet minimaal zijn: 3 — voor zekeringen of schakelaars met thermische activering (thermo-relais) voor normale kamers en 4 — 6 — voor explosiegevaarlijke gebieden, 1,4 — voor automatische schakelaars met elektromagnetische activering in alle kamers.

De spreidingsweerstand van het neutrale aardingsapparaat Ro (werkaarde) mag niet meer bedragen dan respectievelijk 2, 4 en 8 ohm bij nominale spanning 660, 380 en 220 V van driefasige elektrische installaties.