Messa a terra di protezione negli impianti elettrici

L'azzeramento è chiamato il collegamento elettrico di parti metalliche non conduttive di impianti elettrici con il neutro messo a terra dell'avvolgimento secondario di un trasformatore o generatore step-down trifase, con l'uscita messa a terra di una sorgente di corrente monofase, con la messa a terra punto medio nelle reti DC.

Il principio di funzionamento del ripristino si basa sul verificarsi di un cortocircuito durante un'interruzione di fase della parte non corrente del dispositivo o del dispositivo, che porta al funzionamento del sistema di protezione (interruttore automatico o fusibili bruciati).

L'azzeramento è la principale misura di protezione contro i contatti indiretti negli impianti elettrici fino a 1 kV con rete neutra messa a terra. Poiché il neutro è collegato a terra, la messa a terra può essere considerata un tipo specifico di messa a terra.

Un filo di protezione neutro è chiamato filo che collega le parti neutralizzate (custodie, strutture, alloggiamenti, ecc.) Con il neutro messo a terra della fonte di alimentazione (trasformatore, generatore). Vedi qui per maggiori dettagli: Conduttori di protezione negli impianti elettrici (conduttori PE).

Nelle reti 380/220 V secondo Requisiti PUE viene applicata la messa a terra dei neutri (punti zero) di trasformatori o generatori.

Si consideri prima una rete da 380 V con neutro messo a terra. Tale rete è mostrata in Fig. 1.

Se una persona tocca un conduttore di questa rete, sotto l'influenza della tensione di fase si forma un circuito di guasto che si chiude attraverso il corpo umano, le scarpe, il pavimento, il terreno, il neutro (vedi frecce). Lo stesso circuito si forma se una persona tocca l'involucro con isolamento danneggiato. Tuttavia, è impossibile semplicemente mettere a terra l'alloggiamento del ricevitore elettrico.

Riso. 1. Toccando un filo in una rete con un neutro collegato a terra

Riso. 2. Messa a terra del ricevitore elettrico in una rete con neutro collegato a terra

Per capirlo, supponiamo che tale messa a terra venga comunque eseguita (Fig. 2) e l'installazione sia cortocircuitata all'alloggiamento del motore. La corrente di cortocircuito fluirà attraverso due interruttori di messa a terra: un ricevitore elettrico Rc e un neutro R® (vedere le frecce).

Da Legge di Ohm la tensione di fase della rete Uf sarà distribuita tra gli elettrodi di messa a terra Rz e Ro in proporzione ai loro valori, ovvero maggiore è la resistenza dell'elettrodo di messa a terra, maggiore è la caduta di tensione in esso.

Se, ad esempio, la resistenza Ro = 1 ohm, Rz = 4 ohm e Uf = 220 V, allora la caduta di tensione sarà distribuita come segue: alla resistenza Rz avremo 176 V, e alla resistenza Ro avremo = 44 V.

Ciò crea una tensione pericolosa tra l'alloggiamento del motore e la terra. Una persona che tocca l'armadietto potrebbe ricevere una scossa elettrica.Se c'è un rapporto inverso delle resistenze, cioè Ro sarà maggiore di Rz, potrebbe crearsi una tensione pericolosa tra la terra e le carcasse delle apparecchiature installate vicino al trasformatore e aventi una massa comune con il neutro.

Riso. 3… Ripristino del ricevitore elettrico in una rete con neutro collegato a terra

Per questo motivo, nelle installazioni con neutro messo a terra con una tensione di 380/220 V, viene utilizzato un diverso tipo di sistema di messa a terra: tutte le custodie e le strutture metalliche sono collegate elettricamente al neutro messo a terra del trasformatore attraverso il filo neutro della rete o uno speciale filo neutro (Fig. 3) Pertanto, qualsiasi cortocircuito all'alloggiamento diventa un cortocircuito e la sezione di emergenza viene disattivata da un fusibile o da un interruttore automatico. Un tale sistema di messa a terra è chiamato scomparsa.

In questo modo si ottiene la messa a terra di sicurezza scollegando la sezione di rete in cui si è verificato un cortocircuito verso l'alloggiamento.

L'effetto protettivo della messa a terra consiste nel disconnettere automaticamente la parte del circuito con isolamento danneggiato e contemporaneamente nel ridurre il potenziale dell'involucro per il tempo che va dal momento del cortocircuito al momento della disconnessione. Dopo che una persona tocca il corpo di un ricevitore elettrico che non è spento per qualche motivo, nel circuito attraverso il corpo umano apparirà un ramo di corrente.

Inoltre, se in questa linea è installato un RCD, funziona anche, ma non da una corrente elevata, ma perché la corrente nel filo di fase diventa diversa dalla corrente nel filo di lavoro neutro, poiché la maggior parte della corrente avviene in un circuito di messa a terra di protezione oltre l'RCD.Se su questa linea sono installati sia un RCD che un interruttore automatico, uno o entrambi funzioneranno, a seconda della velocità e dell'entità della corrente di guasto.

Così come non tutte le messe a terra forniscono sicurezza, non tutte le messe a terra sono adatte a fornire sicurezza. Il riarmo deve essere fatto in modo che la corrente di cortocircuito nella sezione di emergenza raggiunga un valore sufficiente a fondere il fusibile del fusibile più vicino oa spegnere la macchina. Per questo, la resistenza di cortocircuito deve essere sufficientemente bassa.

Se non si verifica lo sgancio, la corrente di guasto percorrerà a lungo il circuito e si verificherà una tensione rispetto a terra non solo in caso di guasto, ma anche in tutti i casi di ripristino (poiché collegati elettricamente). Questa tensione è uguale all'ampiezza del prodotto della corrente di guasto per la resistenza del filo neutro della rete o del filo neutro e può essere di grandezza significativa e quindi pericolosa, specialmente in luoghi dove non c'è un'equalizzazione potenziale. Per prevenire tale rischio, è necessario seguire attentamente i Requisiti PUE per il dispositivo di messa a terra.

L'azione protettiva di neutralizzazione è fornita dal funzionamento affidabile della corrente di sovracorrente per disconnettere rapidamente la sezione di rete con isolamento danneggiato. Da PUE il tempo per lo spegnimento automatico della linea danneggiata per la rete 220/380V non deve superare 0,4 s.

Per questo, è necessario che la corrente di cortocircuito nel circuito di fase zero soddisfi la condizione ITo > k az nom, dove k è il fattore di affidabilità, Inom — corrente nominale dall'impostazione del dispositivo di disconnessione (fusibile, automatico fisico interruttore).

Il coefficiente di affidabilità k secondo PUE deve essere almeno: 3 — per fusibili o interruttori con rilascio termico (termo-relè) per locali normali e 4 — 6 — per aree esplosive, 1,4 — per interruttori automatici con rilascio elettromagnetico in tutti i locali .

La resistenza di dispersione del dispositivo di messa a terra del neutro Ro (terra di lavoro) non deve essere superiore a 2, 4 e 8 ohm rispettivamente alla tensione nominale di 660, 380 e 220 V di impianti elettrici trifase.