Защитное заземление. Типы заземляющих устройств

Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалента, механических нетоковедущих частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением, вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (индуктивное влияние соседних токоведущих частей, вынос потенциала, разряд молнии и т. п.).

Эквивалентом земли может быть вода реки или моря, каменный уголь в карьерном залегании и т. п.

Назначение защитного заземления — устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу электроустановки и другим нетоковедущим металлическим частям, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам.

Защитное заземление следует отличать от других видов заземления, например, рабочего заземления и заземления молниезащиты.

Принцип действия защитного заземления — снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус и другими причинами. Это достигается путем уменьшения потенциала заземленного оборудования (уменьшением сопротивления заземлителя), а также путем выравнивания потенциалов основания, на котором стоит человек, и заземленного оборудования (подъемом потенциала основания, на котором стоит человек, до значения, близкого к значению потенциала заземленного оборудования).

Случайное электрическое соединение фазных проводов о корпусом электроустановки называют замыканием на корпус, после которого замыкание на землю происходит в том случае, если существует электрическое соединение корпуса с землей. Будем считать, что электрическое соединение корпуса c землей в общем случае осуществляется через человека, прикасающегося к корпусу установки, и через заземлитель 3 (рис. 1).

Если заземлитель не соединен с корпусом установки, то весь ток замыкания на землю протекает только через человека и замыкается через емкостные и активные проводимости фаз 2 и 3 относительно земли (рис. 1). Эквивалентная схема замещения для данного случая показана на рис. 2, а. Из рисунка видно, что величина напряжения прикосновения (падения напряжения на сопротивлении R_h), под которое попадает человек, во многом зависит от величины сопротивления изоляции и емкости сети (Z_ЭКВ). Если емкость сети большая (протяженные сети) и сопротивление изоляции мало (для воздушных линий оно определяется, как правило, сопротивлением изоляторов и зависит от их целости, загрязнения и пр.), то человек может оказаться под большим напряжением прикосновения, опасным для жизни. В реальных сетях всегда существует опасность поражения электрическим током при прикасании человека к корпусу "пробитого" оборудования, если не приняты специальные меры защиты.

Рассмотрим случай, когда корпус двигателя соединен с заземлителем (рис. 1). В этом случае ток замыкания протекает по двум параллельным ветвям: через заземлитель (I_З) и через человека (I_h). А так как сопротивление заземлителя (r_з) в сотни раз меньше сопротивления человека (R_h), то почти весь ток течет через заземлитель. Эквивалентная схема замещения дана на рис. 2, б. Из нее видно, что напряжение прикосновения, под которое попадает человек, будет равно падению напряжения на заземлителе (а значит и на корпусе, который электрически соединен с заземлителем).

В сетях напряжением до 1000 В, которые здесь рассматриваются, ток замыкания на землю не превышает 10 А, а величина сопротивления заземления в соответствии с ПУЗ не должна превышать 4 Ом. Следовательно, максимально возможное напряжение на заземлителе (и на корпусе) не должно превышать 40 В. Под такое же напряжение попадает человек, касающийся корпусов заземленного оборудования.

Область применения защитного заземления:

· электроустановки напряжением до 1 кВ в трехфазных трехпроводных сетях переменного тока с изолированной нейтралью (система IT);

· электроустановки напряжением до 1 кВ в однофазных двухпроводных сетях переменного тока изолированных от земли;

· электроустановки напряжением до 1 кВ в двухпроводных сетях постоянного тока с изолированной средней точкой обмоток источника тока (система IT);

· электроустановки в сетях напряжением выше 1 кВ переменного и постоянного тока с любым режимом нейтрали или средней точки обмоток источников тока.

Дата добавления: 2015-04-23