14.3.        ВЫБОР НУЛЕВЫХ И ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ ПРОВОДНИКОВ

В качестве нулевых и заземляющих проводников в электроустановках систем автоматизации могут быть использованы:

нулевые рабочие проводники в системах с глухозаземленной нейтралью, кроме ответвлений к однофазным электроприемникам, для зануления которых должен использоваться отдельный (третий) нулевой защитный проводник;

специально предусмотренные для этой цели проводники (жилы кабелей, проводов, стальные полосы и т. п.);

металлические конструкции зданий (фермы, колонны и т. п.);

металлические конструкции производственного назначения (подкрановые пути, каркасы распределительных устройств, галереи (Картинная Галерея), площадки, шахты лифтов, подъемников, элеваторов, обрамление каналов и т. п.); стальные трубы электропроводок; алюминиевые оболочки кабелей; металлические кожухи шинопроводов, металлические короба и лотки, предназначенные для прокладки проводов и кабелей;

металлические стационарные открыто проложенные трубопроводы любого назначения, кроме трубопроводов горючих и взрывоопасных веществ и смесей, канализации и центрального отопления.

Указанные проводники, конструкции и другие элементы могут служить единственными нулевыми защитными (заземляющими) проводниками, если они по проводимости удовлетворяют приведенным ниже требованиям и если обеспечена непрерывность электрических цепей по всей их длине. В этом

случае прокладка дополнительных стальных полос по периметру помещений не требуется.

Если металлические конструкции зданий, конструкции производственного назначения, трубопроводы и другие указанные выше элементы не используются в качестве нулевых защитных (заземляющих) проводников, то они с целью выравнивания потенциала должны бьггь надежно соединены с заземляющим устройством или с нулевым рабочим проводом, используемым в качестве нулевого защитного провода, во всех помещениях и наружных установках.

Зануление, как отмечалось выше, должно быть выполнено так, чтобы ток короткого замыкания в аварийном участке имел значение, достаточное для расплавления плавкой вставки ближайшего предохранителя или отключения ближайшего автомата. Для этого сопротивление цепи короткого замыкания должно быть достаточно малым. Это сопротивление имеет, таким образом, решающее значение в обеспечении отключения, т. е. в выполнении занулением своего назначения — отключения аварийного участка. Сопротивление цепи замыкания в сети с занулением условно называют «сопротивлением цепи фаза —нуль». В действительности (см. рис. 14.1) цепь замыкания состоит из питающего трансформатора, фазного провода и нулевого защитного провода.

Если сопротивление цепи замыкания велико, отключеьше произойдет с большой выдержкой времени или не произойдет, ток замыкания будет длительно проходить по цепи замыкания, напряжение по отношению к земле (а оно может быть опасным) будет сохраняться на поврежденном корпусе и на других элементах электроустановки, электрически связанных с сетью зануления.

Для обеспечения надежного отключения к занулению предъявляются два требования:

1)   ток замыкания /3 должен отвечать условию

где /„ои — номинальный ток плавкой вставки или ток уставки расцепителя автомата; к — коэффициент кратности тока замыкания по отношению к току плавкой вставки или току уставки расцепителя автомата (чем большее кратность тока, тем меньше время отключения), равный значениям, приведенным в разд. 6 и 15. Напомним, что коэффициент должен быть: не менее 3 при защите плавкими вставками или автоматами, имеющими расцепители с обратнозависимой от тока характеристикой; не менее 1,4 при

защите автоматами, имеющими только электромагнитный расцепитель с номинальным током до 100 А; во взрывоопасных установках — не менее 4 при защите предохранителя и не менее 6 при защите автоматами с обратнозависимой от тока характеристикой ;

2)   проводимость нулевого заищтного проводника должна составлять не менее 50% проводимости фазного проводника или другими словами, сопротивление нулевого защитного проводника не должно превышать более чем в 2 раза сопротивление фазного проводника.

Из сказанного можно сделать следующий вывод — в системе зануления ток замыкания желательно иметь по возможности большим, а номинальные токи плавких вставок и токи срабатывания автоматов меньшими.

При питании систем автоматизации от электроустановок с изолированной нейтралью сечение заземляющих проводников должно составлять не менее 1/3 сечения фазных при одинаковом материале проводников, а при проводниках из разных металлов — не менее Ѵз проводимости фазных.

По условию механической прочности и стойкости к коррозии нулевые защитные (заземляющие) проводники должны иметь минимальные размеры, приведенные в табл. 14.1.

Если электропроводки систем автоматизации в защитных трубах, коробах, лотках выполнены изолированными проводами сечением 1 мм^, то в качестве нулевых (защитных) проводников допускается использовать провода сечением 1 мм2.

Если в качестве нулевых защитных проводников используются не медные или алюминиевые проводники, а, например, стальные полосы, круглая сталь (проволока) или стальные защитные трубы электропроводок, то при выборе их сечения приходится учитывать то обстоятельство, что сопротивление стальных проводников вообще относительно велико, а при переменном токе оно зависит еще от протекающего по проводнику тока. Кроме того, оно зависит также от профиля стального проводника (круглый провод, полоса и т. д.), так как в стальном проводнике переменный ток распределяется неравномерно и в основном протекает по его поверхности. Поэтому, например, круглая сталь как проводник имеет менее выгодный профиль, чем полосовая. Следует также иметь в виду, что стальные нулевые защитные проводники обычно прокладываются на значительном расстоянии от фазных, из-за чего увеличивается сопротивление цепи (внеишее индуктивное сопротивление).

 

В табл. 14.2 приведены сечения медных и алюминиевых фазных проводников и сечения стальных проводников и защитных труб, проводимость которых с достаточной для практических целей точностью (при длинах 60— 70 м) соответствует 50%-ной проводимости фазных проводников.

Если в качестве нулевых защитных проводников используются алюминиевые оболочки кабелей, то их проводимость, как правило, отвечает требованию 50%-ной проводимости фазных проводников (свинцовые оболочки этому требованию не отвечают).

Сечения стальных заземляющих проводников (при питании систем автоматизации от электроустановок с изолированной нейтралью), выбранные по табл. 14.2, всегда будут удовлетворять предъявляемым требованиям.

Использование металлических оболочек проводов, металлорукавов, брони и свинцовых оболочек кабелей в качестве нулевьк защитных (заземляющих) проводников запрещается. В помещениях и наружных установках, в которых требуется выполнение за- нуления (заземления), эти оболочки должны

быть запулены (заземлены) и должны иметь надежные соединения по всей своей длине; металлические соединительные муфты и коробки должны иметь соединение с броней и металлическими оболочками кабелей (болтовое, пайкой).