Elektrik tesisatlarında koruyucu topraklama
Sıfırlama, elektrik tesisatlarının iletken olmayan metal parçalarının, üç fazlı bir düşürücü transformatörün veya jeneratörün sekonder sargısının topraklanmış nötrüyle, tek fazlı bir akım kaynağının topraklanmış çıkışıyla, topraklanmış olarak elektrik bağlantısı olarak adlandırılır. DC ağlarında orta nokta.
Sıfırlamanın çalışma prensibi, koruma sisteminin (devre kesici veya yanmış sigortalar) çalışmasına yol açan, cihazın veya cihazın akım olmayan kısmının faz bozulması sırasında kısa devre oluşmasına dayanır.
Sıfırlama, nötr topraklı bir şebeke ile 1 kV'a kadar elektrik tesisatlarında dolaylı temasa karşı ana koruma önlemidir. Nötr topraklanmış olduğundan, topraklama belirli bir topraklama türü olarak kabul edilebilir.
Nötr koruyucu tel, nötrleştirilmiş parçaları (kasalar, yapılar, muhafazalar vb.) Güç kaynağının (trafo, jeneratör) topraklanmış nötrüne bağlayan bir tel olarak adlandırılır. Daha fazla ayrıntı için buraya bakın: Elektrik tesisatlarında koruyucu iletkenler (PE iletkenler).
380/220 V şebekelerde, PUE gereksinimleri trafoların veya jeneratörlerin nötrlerinin (sıfır noktası) topraklanması yapılır.
Önce topraklanmış bir nötr ile 380 V'luk bir ağ düşünün. Böyle bir ağ Şekil 1'de gösterilmektedir. 1.
Bir kişi bu ağın bir iletkenine dokunursa, o zaman faz voltajının etkisi altında, insan vücudu, ayakkabılar, zemin, toprak, nötr toprak yoluyla kapanan bir arıza devresi oluşur (oklara bakın). Aynı devre, bir kişi izolasyonu zarar görmüş kasaya dokunursa oluşur. Bununla birlikte, elektrik alıcısının mahfazasını basitçe topraklamak imkansızdır.
Pirinç. 1. Topraklanmış nötr ile bir ağdaki bir tele dokunmak
Pirinç. 2. Elektrik alıcısının topraklanmış bir nötr ile bir ağda topraklanması
Bunu anlamak için yine de böyle bir topraklama yapıldığını (Şekil 2) ve kurulumun motor gövdesine kısa devre yapıldığını varsayalım. Kısa devre akımı iki topraklama anahtarı üzerinden akacaktır — bir elektrik alıcısı Rc ve bir nötr R® (oklara bakın).
İtibaren Ohm Yasası Uf şebekesinin faz voltajı, topraklama elektrotları Rz ve Ro arasında değerleriyle orantılı olarak dağıtılacaktır, yani topraklama elektrotunun direnci ne kadar büyükse, içindeki voltaj düşüşü o kadar büyük olur.
Örneğin, direnç Ro = 1 ohm, Rz = 4 ohm ve Uf = 220 V ise, voltaj düşüşü şu şekilde dağıtılacaktır: Rz direncinde 176 V ve Ro direncinde sahip olacağız = 44 V
Bu, motor muhafazası ile toprak arasında tehlikeli bir voltaj oluşturur. Kabine dokunan bir kişi elektrik çarpabilir.Dirençlerin ters oranı varsa, yani Ro, Rz'den büyük olacaksa, toprak ile trafonun yanına kurulan ve nötr ile ortak toprağa sahip ekipmanın çerçeveleri arasında tehlikeli bir voltaj ortaya çıkabilir.
Pirinç. 3… Topraklanmış nötr ile bir ağda elektrik alıcısının sıfırlanması
Bu nedenle, 380/220 V voltajlı topraklanmış bir nötr bulunan kurulumlarda, farklı bir topraklama sistemi kullanılır: tüm metal mahfazalar ve yapılar, şebekenin nötr kablosu üzerinden transformatörün topraklanmış nötrüne elektriksel olarak bağlanır. veya özel bir nötr tel (Şekil 3) Bu nedenle, mahfazadaki herhangi bir kısa devre kısa devreye dönüşür ve acil durum bölümü bir sigorta veya devre kesici ile kapatılır. Böyle bir topraklama sistemine yok olma denir.
Bu sayede gövdede kısa devre meydana gelen şebeke bölümünün bağlantısı kesilerek güvenli topraklama sağlanır.
Topraklamanın koruyucu etkisi, devrenin hasarlı yalıtımlı kısmının otomatik olarak bağlantısını kesmek ve aynı zamanda kısa devre anından bağlantı kesme anına kadar mahfazanın potansiyelini azaltmaktır. Herhangi bir nedenle kapatılmayan bir elektrik alıcısının gövdesine bir kişi dokunduktan sonra, insan vücudundan geçen devrede bir akım dalı belirecektir.
Ek olarak, bu hatta bir RCD takılırsa, aynı zamanda çalışır, ancak büyük bir akımdan değil, ancak faz kablosundaki akım, nötr çalışan teldeki akıma eşit olmadığı için, akımın çoğu gerçekleştiğinden RCD'yi geçen bir koruyucu topraklama devresi.Bu hatta hem bir RCD hem de bir devre kesici takılırsa, arıza akımının hızına ve büyüklüğüne bağlı olarak biri veya her ikisi birden çalışacaktır.
Her topraklama güvenliği sağlamadığı gibi, her topraklama da güvenliği sağlamaya uygun değildir. Acil durum bölümündeki kısa devre akımı en yakın sigortanın sigortasını eritecek veya makineyi kapatacak değere ulaşacak şekilde reset yapılmalıdır. Bunun için kısa devre direncinin yeterince düşük olması gerekir.
Eğer açma olmazsa arıza akımı devreden uzun süre akacak ve sadece arıza durumunda değil tüm reset durumlarında (elektriksel olarak bağlı oldukları için) toprağa göre bir gerilim oluşacaktır. Bu voltaj, şebekenin nötr telinin veya nötr telin direnci ile arıza akımının çarpımının büyüklüğüne eşittir ve büyüklük olarak önemli olabilir ve bu nedenle, özellikle potansiyel eşitlemenin olmadığı yerlerde tehlikeli olabilir. Böyle bir tehlikeyi önlemek için, topraklama cihazı için PUE Gereksinimlerini dikkatle takip etmek gerekir.
Nötrleştirmenin koruyucu etkisi, izolasyonu zarar görmüş ağ bölümünün hızlı bir şekilde bağlantısını kesmek için aşırı akım akımının güvenilir şekilde çalışmasıyla sağlanır. İtibaren PUE 220 / 380V ağ için hasarlı hattın otomatik kapanma süresi 0,4 s'yi geçmemelidir.
Bunun için, sıfır faz devresindeki kısa devre akımının ITo > k az nom koşulunu karşılaması gerekir; burada k, güvenilirlik faktörüdür, Inom - bağlantı kesme cihazının (sigorta, otomatik fiziksel) ayarından nominal akım anahtar).
PUE'ye göre k güvenilirlik katsayısı en az: 3 - normal odalar için termal serbest bırakmalı (termik röle) sigortalar veya anahtarlar için ve 4 - 6 - patlayıcı alanlar için, 1.4 - tüm odalarda elektromanyetik salınımlı otomatik anahtarlar için .
Nötr topraklama cihazı Ro'nun (çalışma toprağı) yayılma direnci, üç fazlı elektrik tesisatlarının 660, 380 ve 220 V nominal geriliminde sırasıyla 2, 4 ve 8 ohm'dan fazla olmamalıdır.