Nối đất bảo vệ trong lắp đặt điện

Zeroing được gọi là kết nối điện của các bộ phận không dẫn điện bằng kim loại của hệ thống lắp đặt điện với trung tính nối đất của cuộn thứ cấp của máy biến áp hoặc máy phát điện giảm áp ba pha, với đầu ra nối đất của nguồn dòng một pha, với đầu ra nối đất. trung điểm trong mạng DC.

Nguyên tắc hoạt động của thiết lập lại dựa trên sự xuất hiện của ngắn mạch trong quá trình đánh thủng pha của phần không dòng điện của thiết bị hoặc thiết bị, dẫn đến hoạt động của hệ thống bảo vệ (bộ ngắt mạch hoặc cầu chì thổi).

Zeroing là biện pháp chính để bảo vệ chống tiếp xúc gián tiếp trong hệ thống lắp đặt điện lên đến 1 kV với mạng trung tính nối đất. Vì trung tính được nối đất, nên nối đất có thể được coi là một loại nối đất cụ thể.

Dây trung tính bảo vệ được gọi là dây nối các bộ phận có trung tính (vỏ máy, kết cấu, vỏ máy,…) với trung tính nối đất của nguồn điện (máy biến áp, máy phát điện). Xem tại đây để biết thêm chi tiết: Dây dẫn bảo vệ trong lắp đặt điện (dây dẫn PE).

Trong các mạng 380/220 V phù hợp với yêu cầu PUE áp dụng nối đất trung tính (điểm không) của máy biến áp hoặc máy phát điện.

Trước tiên hãy xem xét mạng 380 V có trung tính nối đất. Một mạng như vậy được hiển thị trong Hình. 1.

Nếu một người chạm vào dây dẫn của mạng này, thì dưới tác động của điện áp pha, một mạch sự cố được hình thành, đóng qua cơ thể người, giày, sàn, đất, đất trung tính (xem mũi tên). Mạch tương tự được hình thành nếu một người chạm vào vỏ có lớp cách điện bị hỏng. Tuy nhiên, không thể chỉ nối đất vỏ của máy thu điện.

Cơm. 1. Chạm vào dây trong mạng có trung tính nối đất

Cơm. 2. Nối đất máy thu điện trong mạng có trung tính nối đất

Để hiểu điều này, chúng ta hãy giả sử rằng việc nối đất như vậy vẫn được thực hiện (Hình 2) và quá trình lắp đặt được nối tắt với vỏ động cơ. Dòng điện ngắn mạch sẽ chạy qua hai công tắc nối đất — bộ thu điện Rc và bộ trung hòa R® (xem các mũi tên).

Từ Định luật Ohm điện áp pha của mạng Uf sẽ được phân phối giữa các điện cực nối đất Rz và Ro theo tỷ lệ với các giá trị của chúng, tức là điện trở của điện cực nối đất càng lớn thì điện áp rơi trong đó càng lớn.

Ví dụ, nếu điện trở Ro = 1 ohm, Rz = 4 ohms và Uf = 220 V, thì điện áp rơi sẽ được phân bổ như sau: tại điện trở Rz, chúng ta sẽ có 176 V và tại điện trở Ro, chúng ta sẽ có = 44 V .

Điều này tạo ra một điện áp nguy hiểm giữa vỏ động cơ và mặt đất. Một người chạm vào tủ có thể bị điện giật.Nếu có tỷ lệ điện trở nghịch đảo, nghĩa là Ro sẽ lớn hơn Rz, thì có thể phát sinh điện áp nguy hiểm giữa đất và khung của thiết bị lắp đặt gần máy biến áp và có điểm nối đất chung với trung tính.

Cơm. 3… Đặt lại máy thu điện trong mạng có trung tính nối đất

Vì lý do này, trong các hệ thống lắp đặt có trung tính nối đất với điện áp 380/220 V, một loại hệ thống nối đất khác được sử dụng: tất cả các vỏ và kết cấu kim loại được nối điện với trung tính nối đất của máy biến áp thông qua dây trung tính của mạng hoặc dây trung tính đặc biệt (Hình 3) Do đó, bất kỳ sự đoản mạch nào vào vỏ đều trở thành đoản mạch và phần khẩn cấp bị tắt bởi cầu chì hoặc bộ ngắt mạch. Một hệ thống nối đất như vậy được gọi là biến mất.

Theo cách này, việc nối đất an toàn đạt được bằng cách ngắt kết nối phần nguồn điện đã xảy ra đoản mạch với vỏ.

Tác dụng bảo vệ của nối đất bao gồm tự động ngắt kết nối phần mạch có lớp cách điện bị hỏng, đồng thời làm giảm điện thế của vỏ trong thời gian từ thời điểm ngắn mạch đến thời điểm ngắt kết nối. Sau khi một người chạm vào thân máy thu điện không bị tắt vì lý do nào đó, một nhánh dòng điện sẽ xuất hiện trong mạch điện đi qua cơ thể người.

Ngoài ra, nếu một RCD được lắp đặt trong đường dây này, thì nó cũng hoạt động, nhưng không phải do dòng điện lớn mà do dòng điện trong dây pha trở nên không bằng dòng điện trong dây trung tính làm việc, vì phần lớn dòng điện diễn ra trong một mạch nối đất bảo vệ qua RCD.Nếu cả RCD và bộ ngắt mạch được lắp đặt trên đường dây này, thì một trong hai hoặc cả hai sẽ hoạt động, tùy thuộc vào tốc độ và cường độ của dòng điện sự cố.

Giống như không phải tất cả các nối đất đều mang lại sự an toàn, không phải tất cả các nối đất đều phù hợp để mang lại sự an toàn. Việc đặt lại phải được thực hiện sao cho dòng điện ngắn mạch trong phần khẩn cấp đạt giá trị đủ để làm chảy cầu chì của cầu chì gần nhất hoặc làm tắt máy. Đối với điều này, điện trở ngắn mạch phải đủ thấp.

Nếu không xảy ra vấp, dòng điện sự cố sẽ chạy qua mạch trong một thời gian dài và điện áp so với mặt đất sẽ xảy ra không chỉ trong trường hợp sự cố mà còn trên tất cả các trường hợp đặt lại (vì chúng được kết nối bằng điện). Điện áp này bằng độ lớn của tích dòng điện sự cố bằng điện trở của dây trung tính của mạng hoặc dây trung tính và có thể có độ lớn đáng kể và do đó nguy hiểm, đặc biệt là ở những nơi không có sự cân bằng điện thế. Để ngăn chặn mối nguy hiểm như vậy, cần tuân thủ cẩn thận các Yêu cầu PUE đối với thiết bị nối đất.

Hành động bảo vệ của quá trình trung hòa được cung cấp bởi hoạt động đáng tin cậy của dòng điện quá dòng để nhanh chóng ngắt kết nối phần mạng với lớp cách điện bị hư hỏng. Từ PUE thời gian tự ngắt đường dây bị hỏng đối với mạng 220/380V không được quá 0,4 giây.

Đối với điều này, điều cần thiết là dòng điện ngắn mạch trong mạch không pha đáp ứng điều kiện ITo > k az nom, trong đó k là hệ số tin cậy, Inom - dòng điện danh nghĩa từ cài đặt của thiết bị ngắt kết nối (cầu chì, vật lý tự động). công tắc).

Hệ số độ tin cậy k theo PUE ít nhất phải là: 3 — đối với cầu chì hoặc công tắc có nhả nhiệt (rơle nhiệt) đối với phòng bình thường và 4 — 6 — đối với khu vực dễ nổ, 1,4 — đối với công tắc tự động có nhả điện từ trong tất cả các phòng .

Điện trở lan truyền của thiết bị nối đất trung tính Ro (nối đất làm việc) không được lớn hơn 2, 4 và 8 ohm tương ứng ở điện áp danh định 660, 380 và 220 V của hệ thống lắp đặt điện ba pha.