Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения для системы TN

Для автоматического отключения питания могут применяться защитно-коммутационные аппараты, реагирующие на сверхтоки или на дифференциальный ток. В электроустановках, в которых применено автоматическое отключение питания в качестве защитной меры, должно быть выполнено уравнивание потенциалов.

Время срабатывания защит не должно превышать 5 с в цепях, питающих распределительные, групповые, этажные и др. щиты и щитки.

Повторное заземление нулевого провода сводится к снижению напряжения корпусов, особенно при обрыве нулевого провода. Для ВЛ оно должно выполняться через каждые 250 м её длины и на концевых ответвлениях длинной более 200 м. Сопротивления заземляющих устройств, с которыми соединяют нейтрали трансформаторов, должны быть не более 4 Ом, а у повторных заземлений – 10 Ом.

В целях обеспечения быстродействия защит ток КЗ должен не менее чем в 3 раза превышать ток плавкой вставки предохранителя или ток срабатывания расцепителя автоматического выключателя. Полная проводимость нулевого провода для промышленных предприятий должна быть не менее 50 % проводимости фазного провода, а в коммунальных сетях – равной проводимости фазного провода.

Запрещается установка в нулевой провод предохранителей и автоматических выключателей. Исключением из этого правила является случай, когда выключатель одновременно вместе с нулевым размыкает и фазные провода.

Можно ли обеспечить условия безопасности в сети с заземленной нейтралью при выполнении простого заземления электроприемников, а не их зануления?

Ток замыкания ограничен сопротивлениями нулевого провода R₀ и заземлителя R_з. Он недостаточен, чтобы расплавить в предохранителе плавкую вставку. Если считать, что вблизи трансформатора заземленных приемников нет и что напряжение корпуса приемника не должно превышать 65 В (из условия требований ПТБ), то

U_ф · R_з / (R₀ + R_з) 65.

Если U_ф = 220 В, имеем R_з ≤ 0,42 R₀, т.е. R_з должно быть в 2,5 раза меньше сопротивления R₀. Но последнее не может быть более 4 Ом, т.к. оно не выполнит своих защитных свойств, следовательно, R_з ≤ 0,42 · 4 = 0,16 Ом. Создание такого сопротивления связано с большими затратами.

Безопасностью в этом случае могла бы быть наилучшим образом достигнура при быстром отключении сети (зануление).

Максимальное значение напряжения относительно земли в месте замыкания равно падению напряжения в этом проводнике

U_з^/ = I_з · R_н,

где R_н – сопротивление нулевого (зануляющего) проводника.

Следовательно, когда связываем контура подстанций, искуственно создаем сеть зануления.

Чем больше R_н, т.е. чем протяженнее связь (чем дальше подстанции друг от друга), тем выше потенциал на корпусе.

Если в качестве зануляющего проводника сталь, вместо R_н следует брать Z_н, т.к. сталь обладает индуктивным сопротивлением.

Чем больше R_н, тем больше ток через тело человека:

I_ч = I_з – I_з^/.

Для кратковременности аварийного режима необходимо обеспечить такое сопротивление петли фаза – нуль, чтобы ток расплавил вставку, т.е. чтобы ток замыкания отвечал условию

I_з ≥ K · I_н.

K = 1,5 – при защите автоматическими выключателями.

K = 3 – при защите плавкой вставкой предохранителей.

Если следовать этому, то сечение фазного провода меньше, чем у нулевого. Этот путь связан с затратой металла.

ПУЭ предусматривают обязательным условие 0,5 · R_н = R_ф.

Выполнение этого условия обеспечивает надежное отключение в сетях промышленных предприятий, т.к. в цепях имеется оборудование, которое выравнивает потенциал и снижает сопротивление петли фаза – нуль. Столь благоприятные условия имеются не во всех производственных помещениях.

В удаленных от подстанции пунктах при недостаточной проводимости сети может иметь место замедленное отключение. Оно усугубляется загрублением защиты, часто встречающемся в практике.