Schutzerdung in Elektroinstallationen

Unter Nullung versteht man die elektrische Verbindung von nichtleitenden Metallteilen elektrischer Anlagen mit dem geerdeten Neutralleiter der Sekundärwicklung eines dreiphasigen Abwärtstransformators oder Generators, mit dem geerdeten Ausgang einer einphasigen Stromquelle, mit dem geerdeten Mittelpunkt in Gleichstromnetzen.

Das Funktionsprinzip des Resets basiert auf dem Auftreten eines Kurzschlusses während eines Phasenausfalls des nicht stromführenden Teils des Geräts oder Geräts, der zum Auslösen des Schutzsystems (Leistungsschalter oder durchgebrannte Sicherungen) führt.

Die Nullstellung ist die Hauptmaßnahme zum Schutz vor indirektem Kontakt in Elektroinstallationen bis 1 kV mit einem neutral geerdeten Netz. Da der Neutralleiter geerdet ist, kann die Erdung als eine besondere Art der Erdung betrachtet werden.

Als neutraler Schutzdraht wird ein Draht bezeichnet, der die neutralisierten Teile (Gehäuse, Strukturen, Gehäuse usw.) mit dem geerdeten Neutralleiter der Stromquelle (Transformator, Generator) verbindet. Weitere Einzelheiten finden Sie hier: Schutzleiter in Elektroinstallationen (PE-Leiter).

In 380/220 V-Netzen gem PUE-Anforderungen Es wird eine Erdung der Neutralleiter (Nullpunkte) von Transformatoren oder Generatoren angewendet.

Betrachten Sie zunächst ein 380-V-Netzwerk mit geerdetem Neutralleiter. Ein solches Netzwerk ist in Abb. dargestellt. 1.

Berührt eine Person einen Leiter dieses Netzes, so entsteht unter dem Einfluss der Phasenspannung ein Fehlerstromkreis, der sich durch den menschlichen Körper, Schuhe, Boden, Erde, Neutralleiter schließt (siehe Pfeile). Der gleiche Stromkreis entsteht, wenn eine Person das Gehäuse mit beschädigter Isolierung berührt. Es ist jedoch nicht möglich, das Gehäuse des elektrischen Empfängers einfach zu erden.

Reis. 1. Berühren eines Kabels in einem Netzwerk mit geerdetem Neutralleiter

Reis. 2. Erdung des elektrischen Empfängers in einem Netzwerk mit geerdetem Neutralleiter

Um dies zu verstehen, gehen wir davon aus, dass eine solche Erdung dennoch durchgeführt wird (Abb. 2) und die Installation einen Kurzschluss zum Motorgehäuse aufweist. Der Kurzschlussstrom fließt durch zwei Erdungsschalter – einen elektrischen Empfänger Rc und einen Neutralleiter Rо (siehe Pfeile).

Aus Ohm'sches Gesetz Die Phasenspannung des Netzes Uf wird proportional zu ihren Werten auf die Erdungselektroden Rz und Ro verteilt, d. h. je größer der Widerstand der Erdungselektrode, desto größer ist der Spannungsabfall darin.

Wenn beispielsweise der Widerstand Ro = 1 Ohm, Rz = 4 Ohm und Uf = 220 V ist, dann verteilt sich der Spannungsabfall wie folgt: Am Widerstand Rz haben wir 176 V und am Widerstand Ro haben wir = 44 V.

Dadurch entsteht eine gefährliche Spannung zwischen Motorgehäuse und Erde. Eine Person, die den Schrank berührt, könnte einen Stromschlag erleiden.Wenn ein umgekehrtes Verhältnis der Widerstände vorliegt, d. h. Ro größer als Rz ist, kann eine gefährliche Spannung zwischen der Erde und den Rahmen der Geräte entstehen, die in der Nähe des Transformators installiert sind und eine gemeinsame Erdung mit dem Neutralleiter haben.

Reis. 3… Zurücksetzen des elektrischen Empfängers in einem Netzwerk mit geerdetem Neutralleiter

Aus diesem Grund wird in Anlagen mit einem geerdeten Neutralleiter mit einer Spannung von 380/220 V ein anderes Erdungssystem verwendet: Alle Metallgehäuse und -konstruktionen sind über den Neutralleiter des Netzwerks elektrisch mit dem geerdeten Neutralleiter des Transformators verbunden oder ein spezieller Neutralleiter (Abb. 3). Daher wird jeder Kurzschluss zum Gehäuse zu einem Kurzschluss und der Notstromabschnitt wird durch eine Sicherung oder einen Leistungsschalter abgeschaltet. Ein solches Erdungssystem wird als Verschwinden bezeichnet.

Auf diese Weise wird eine Schutzerdung erreicht, indem der Netzteil, in dem ein Kurzschluss aufgetreten ist, vom Gehäuse getrennt wird.

Die Schutzwirkung der Erdung besteht darin, den Teil des Stromkreises mit beschädigter Isolierung automatisch abzuschalten und gleichzeitig das Potential des Gehäuses für die Zeit vom Moment des Kurzschlusses bis zum Moment der Abschaltung zu reduzieren. Nachdem eine Person den Körper eines elektrischen Empfängers berührt, der aus irgendeinem Grund nicht ausgeschaltet ist, entsteht im Stromkreis ein Stromzweig durch den menschlichen Körper.

Wenn in dieser Leitung außerdem ein FI-Schutzschalter installiert ist, funktioniert dieser ebenfalls, jedoch nicht bei einem großen Strom, sondern weil der Strom im Phasendraht ungleich dem Strom im neutralen Arbeitsdraht wird, da der größte Teil des Stroms fließt einen Schutzerdungskreis hinter dem RCD.Wenn auf dieser Leitung sowohl ein FI-Schutzschalter als auch ein Leistungsschalter installiert sind, werden je nach Geschwindigkeit und Stärke des Fehlerstroms einer oder beide ausgelöst.

So wie nicht jede Erdung Sicherheit bietet, sind auch nicht alle Erdungen dazu geeignet, Sicherheit zu bieten. Das Zurücksetzen muss so erfolgen, dass der Kurzschlussstrom im Notstromabschnitt einen Wert erreicht, der ausreicht, um die Sicherung der nächstgelegenen Sicherung durchzuschmelzen oder die Maschine abzuschalten. Dafür muss die Kurzschlussfestigkeit niedrig genug sein.

Erfolgt keine Auslösung, fließt der Fehlerstrom für längere Zeit durch den Stromkreis und es entsteht nicht nur im Fehlerfall, sondern in allen Reset-Fällen (da elektrisch verbunden) eine Spannung gegen Erde. Diese Spannung entspricht der Größe des Produkts aus Fehlerstrom und Widerstand des Neutralleiters des Netzes bzw. des Neutralleiters und kann besonders an Orten, an denen kein Potenzialausgleich besteht, von erheblicher Größe und daher gefährlich sein. Um eine solche Gefahr zu verhindern, müssen die PUE-Anforderungen für das Erdungsgerät sorgfältig befolgt werden.

Die Schutzwirkung der Neutralisierung wird durch den zuverlässigen Betrieb des Überstromstroms gewährleistet, um den Netzabschnitt mit beschädigter Isolierung schnell zu trennen. Aus PUE Die Zeit für die automatische Abschaltung der beschädigten Leitung für das 220/380-V-Netz sollte 0,4 s nicht überschreiten.

Hierzu ist es erforderlich, dass der Kurzschlussstrom im Phase-Null-Kreis die Bedingung ITo > k az nom erfüllt, wobei k der Zuverlässigkeitsfaktor ist, Inom – Nennstrom aus der Einstellung der Trennvorrichtung (Sicherung, automatischer physikalischer Betrieb). schalten).

Der Zuverlässigkeitskoeffizient k gemäß PUE muss mindestens betragen: 3 – für Sicherungen oder Schalter mit thermischer Auslösung (Thermorelais) für normale Räume und 4 – 6 – für explosionsgefährdete Bereiche, 1,4 – für automatische Schalter mit elektromagnetischer Auslösung in allen Räumen.

Der Ausbreitungswiderstand des Neutralerders Ro (Arbeitserder) darf bei der Nennspannung von 660, 380 und 220 V dreiphasiger Elektroinstallationen nicht mehr als 2, 4 bzw. 8 Ohm betragen.