הארקה מגן במתקני חשמל

איפוס נקרא חיבור חשמלי של חלקי מתכת לא מוליכים של מתקנים חשמליים עם הנייטרלי המוארק של הפיתול המשני של שנאי או גנרטור תלת פאזי מטה, עם פלט מוארק של מקור זרם חד פאזי, עם הארקה נקודת אמצע ברשתות DC.

עקרון הפעולה של האיפוס מבוסס על התרחשות של קצר חשמלי במהלך התמוטטות פאזה של החלק הלא זרם של המכשיר או המכשיר, מה שמוביל לפעולת מערכת ההגנה (מפסק או נתיכים מפוצצים).

איפוס הוא המדד העיקרי להגנה מפני מגע עקיף במתקנים חשמליים עד 1 קילו וולט עם רשת מוארקת נייטרלית. מכיוון שהנייטרלי מקורקע, הארקה יכולה להיחשב כסוג מסוים של הארקה.

חוט מגן ניטרלי נקרא חוט המחבר את החלקים המנוטרלים (מארזים, מבנים, בתים וכו') עם הנייטרלי המוארק של מקור הכוח (שנאי, גנרטור). ראה כאן לפרטים נוספים: מוליכים מגן במתקני חשמל (מוליכי PE).

ברשתות 380/220 V בהתאם דרישות PUE מופעלת הארקה של נייטרלים (אפס נקודות) של שנאים או גנרטורים.

שקול תחילה רשת 380 V עם נייטרלי מוארק. רשת כזו מוצגת באיור. 1.

אם אדם נוגע במוליך של רשת זו, אז בהשפעת מתח הפאזה, נוצר מעגל תקלה, שנסגר דרך גוף האדם, הנעליים, הרצפה, הקרקע, הקרקע הנייטרלית (ראה חיצים). אותו מעגל נוצר אם אדם נוגע במעטפת עם בידוד פגום. עם זאת, אי אפשר פשוט לקרקע את הדיור של המקלט החשמלי.

אורז. 1. נגיעה בחוט ברשת עם נייטרלי מוארק

אורז. 2. הארקה של המקלט החשמלי ברשת עם נייטרלי מוארק

כדי להבין זאת, הבה נניח שהארקה כזו מבוצעת בכל זאת (איור 2) וההתקנה קצרה לבית המנוע. זרם הקצר יזרום דרך שני מתגי הארקה - מקלט חשמלי Rc ו-R® ניטרלי (ראה חיצים).

מ חוק אוהם מתח הפאזה של הרשת Uf יתחלק בין אלקטרודות ההארקה Rz ו-Ro ביחס לערכיהן, כלומר ככל שההתנגדות של אלקטרודת ההארקה גדולה יותר, כך נפילת המתח בה גדולה יותר.

אם, למשל, ההתנגדות Ro = 1 אוהם, Rz = 4 אוהם ו-Uf = 220 V, אז ירידת המתח תתחלק באופן הבא: בהתנגדות Rz יהיה לנו 176 V, ובהתנגדות Ro תהיה לנו = 44 וולט.

זה יוצר מתח מסוכן בין בית המנוע לאדמה. אדם הנוגע בארון עלול לקבל התחשמלות.אם יש יחס הפוך של התנגדויות, כלומר, Ro יהיה גדול מ-Rz, עלול להיווצר מתח מסוכן בין כדור הארץ לבין מסגרות הציוד המותקן ליד השנאי ויש לו הארקה משותפת עם הנייטרלי.

אורז. 3... איפוס המקלט החשמלי ברשת עם נייטרלי מוארק

מסיבה זו, במתקנים עם נייטרלי מוארק עם מתח של 380/220 וולט, נעשה שימוש בסוג שונה של מערכת הארקה: כל בתי המתכת והמבנים מחוברים חשמלית לנייטרלי המוארק של השנאי דרך החוט הנייטרלי של הרשת. או חוט ניטרלי מיוחד (איור 3). לכן, כל קצר חשמלי לבית הופך לקצר, וקטע החירום כבוי על ידי נתיך או מפסק. מערכת הארקה כזו נקראת נעלמת.

בדרך זו, הארקה בטיחותית מושגת על ידי ניתוק מקטע החשמל שבו נוצר קצר חשמלי לבית.

האפקט המגן של הארקה מורכב מניתוק אוטומטי של חלק המעגל עם בידוד פגום ובמקביל בהפחתת הפוטנציאל של הדיור למשך הזמן מרגע הקצר ועד לרגע הניתוק. לאחר שאדם נוגע בגוף של מקלט חשמלי שאינו כבוי מסיבה כלשהי, יופיע הסתעפות זרם במעגל דרך גוף האדם.

בנוסף, אם מותקן RCD בקו זה, הוא גם עובד, אבל לא מזרם גדול, אלא בגלל שהזרם בחוט הפאזה הופך לא שווה לזרם בחוט העבודה הנייטרלי, מכיוון שרוב הזרם מתרחש ב מעגל הארקה מגן מעבר ל-RCD.אם גם RCD וגם מפסק מותקנים בקו זה, אז אחד או שניהם יפעלו, בהתאם למהירות ולגודל זרם התקלה.

כמו שלא כל הארקה מספקת בטיחות, לא כל ההארקות מתאימות לספק בטיחות. האיפוס חייב להיעשות כך שזרם הקצר בקטע החירום יגיע לערך מספיק כדי להמיס את הפתיל של הפתיל הקרוב או לכבות את המכונה. לשם כך, התנגדות הקצר חייבת להיות נמוכה מספיק.

אם לא מתרחשת טריפה, זרם התקלה יזרום במעגל במשך זמן רב ומתח ביחס לאדמה יתרחש לא רק על מקרה התקלה, אלא גם על כל מקרי האיפוס (מאחר שהם מחוברים חשמלית). מתח זה שווה לגודל המכפלה של זרם התקלה על ידי ההתנגדות של החוט הנייטרלי של הרשת או החוט הנייטרלי ויכול להיות משמעותי בגודלו ולכן מסוכן, במיוחד במקומות בהם אין השוואת פוטנציאל. כדי למנוע סכנה כזו, יש צורך לעקוב בקפידה אחר דרישות ה-PUE עבור התקן ההארקה.

פעולת ההגנה של נטרול מסופקת על ידי הפעולה האמינה של זרם יתר על מנת לנתק במהירות את קטע הרשת עם בידוד פגום. מ PUE הזמן לכיבוי אוטומטי של הקו הפגום עבור רשת 220 / 380V לא יעלה על 0.4 שניות.

לשם כך, יש צורך שזרם הקצר במעגל הפאזה-אפס יעמוד בתנאי ITo > k az nom, כאשר k הוא גורם המהימנות, Inom - זרם נומינלי מהגדרת התקן הניתוק (נתיך, פיזי אוטומטי אוטומטי החלף).

מקדם האמינות k לפי PUE חייב להיות לפחות: 3 - עבור נתיכים או מתגים עם שחרור תרמי (תרמו-ממסר) לחדרים רגילים ו-4 - 6 - עבור אזורי נפץ, 1.4 - עבור מתגים אוטומטיים עם שחרור אלקטרומגנטי בכל החדרים.

התנגדות ההתפשטות של התקן ההארקה הנייטרלי Ro (אדמה עובדת) חייבת להיות לא יותר מ-2, 4 ו-8 אוהם בהתאמה במתח נומינלי 660, 380 ו-220 V של מתקנים חשמליים תלת פאזיים.