Расчёт зануления

Зануление производственного оборудования осуществляется с целью защиты персонала от опасности поражения электротоком в случае пробоя фазы на металлический корпус. Оно позволяет снизить до минимума риск травмирования вследствие быстрого отключения электроустановки от питающей сети. Для обеспечения этого нужно, чтобы сопротивление участка «фаза-ноль» было небольшим. Это достигается не только, безусловно, высоким качеством монтажа защитного проводника, но и предварительным расчётом зануления.

Расчёт делают с целью определить параметры, при которых зануление надёжно выполняет свои функции: уменьшает опасность поражения электротоком при прикосновении к токопроводящим частям и быстро отсоединяет повреждённую установку от питания. Зануление рассчитывают на:
- безвредность прикосновения к повреждённому устройству в случае замыкания на землю;
- безопасность касания устройства в случае замыкания на корпус;
- отключающую способность.

Первый расчёт (при замыкании на землю) означает расчёт заземления нейтрали питающего трансформатора. Положения ПУЭ требуют чтобы сопротивление нейтральной точки было всегда до 8 Ом при сети 220/127 вольт, не более 4 Ом при напряжении 380/220 В и при сети 660/380 вольт не выше 2 Ом. Второй расчёт проводится для уточнения повторного заземления защитного проводника. ПУЭ устанавливает, что величина сопротивления растеканию заземлителей каждого повторного заземления воздушной линии всегда не должна превышать при трёхфазной сети:
- 220 вольт – 20 Ом;
- 380 вольт – 10 Ом;
- 660 вольт – 5 Ом.
То же самое установлено и при однофазном питании:
- 127 вольт – 20 Ом;
- 220 вольт – 10 Ом;
- 380 вольт – 5 Ом.
Правила требуют, чтобы повторные заземления выполнялись на концах воздушных линий и на вводах в сооружения, электроустановки которых зануляют.

Расчёт на отключающую способность является основным, поэтому ПУЭ устанавливают конкретные временные интервалы, в течение которых защита должна отключить устройство от сети. Максимальное время равняется:
- при напряжении фазы 127 вольт – 0,8 секунды;
- при 220 вольтах – 0,4 секунды;
- при 380 вольтах – 0,2 секунды;
- свыше 380 вольт – 0,1 секунды.
Указанные сроки отключения достаточны и для защиты персонала, использующего переносной электроинструмент класса 1. При питании стационарных токоприёмников от этажных, распределительных и т.п. щитов время отключения не может быть дольше 5 секунд.

Сам расчёт сводится к определению характеристик нулевого проводника (сечение, длина, материал), которые бы приводили к срабатыванию токовой защиты за вышеуказанное время. Естественно, чем выше проводимость нулевой защитной жилы, тем выше кратность сверхтока замыкания против величины срабатывания автоматических выключателей. Пункт 1.7.79 ПУЭ устанавливает, что ток замыкания должен быть больше:
- в три раза номинального тока ближайшего предохранителя;
- в 3 раза тока расцепителя автомата с обратной токовой зависимостью;
- на 10% тока мгновенного срабатывания автоматического выключателя с расцепителем без выдержки.

Правила определяют, что данные показатели во взрывоопасной среде должны быть увеличены:
- до 4 раз при защите плавкой вставкой;
- до 6 раз в цепи с автоматом, оснащённым расцепителем с обратной зависимостью от тока.
Выполнение вышеуказанных требований гарантирует нужное по времени срабатывание защиты. При расчёте необходимо учесть, что в любом случае проводимость защитной жилы должна быть не менее половины от фазного провода. Это обеспечивает уменьшение потенциала на корпусе до безопасного минимума вплоть до отключения повреждённого устройства от сети.