Защитное заземление

- это преднамеренное электрическое соединение с землей или её эквивалентом металлических не токоведущих частей ЭУ, которые могут оказаться под напряжением.

Назначение: устранение опасности поражения людей электрическим током при появлении напряжения на конструктивных частях электрооборудования, то есть при замыкании их на корпус.

Принцип действия защитного заземлителя:

Снижение до безопасных значений напряжения прикосновения и напряжения шага, обусловленных замыканием фазы на корпус, за счет уменьшения потенциала заземленного оборудования, а так же выравнивание потенциалов основания и оборудования. В основном защитное заземление применяется в сетях ИНТ с напряжением до 1000 В.

Область применения защитного заземления:

1. трехфазные трехпроводные сети U до 1000 В с изолированной нейтралью (ИНТ)

2. для сетей U>1000 В с любым режимом нейтрала (ИНТ и ЗНТ).

Заземляющее устройство представляет собой совокуп­ность заземлителя (металличе­ских проводников, находя­щихся в непосредственном со­прикосновении с землей) и за­земляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем.

а) б)

Рис. 2. Принципиальная схема защитного заземления: а - в сети с изолированной нейтралью; б – в сети с заземленной нейтралью выше 1000В; 1 – оборудоваение; 2– заземлитель; R_з – сопротивление защитного заземления, Ом; R₁, R₂, R₃ – сопротивления фаз относительно земли

Рис. 3. Схема работы защитного заземления: а– общая схема, б–схема замещения;, 1– корпус, 2– заземлитель

Различают два типа заземляющих устройств: выносное (или сосре­доточенное) и контурное (или распределенное).

Выносное заземляющее устройство характеризуется тем, что заземлитель вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляе­мое оборудование, или сосредоточен на некоторой части этой площад­ки. Применяется лишь при малых значениях тока замыкания на землю (I₃), в частности, в установках напряжением до 1000 В.

Контурное заземляющее устройство характеризуется тем, что его одиночные заземлители размещаются по контуру (периметру) площад­ки, на которой находится заземляемое оборудование, или распределе­ны по всей площадке по возможности равномерно.

а) б)

Рис 4. Схема заземляющего устройства: а – контурное; б – выносное; 1 – магистраль заземления; 2 – заземляющие проводники; 3 – заземляемое оборудование; 4 – вертикальные заземлители; 5 – соединительный горизонтальный проводник.

В заземляющих устройствах применяют искусственные (вертикаль­ные и горизонтальные электроды из стальных труб, уголков, прутков, полос) и естественные (трубопроводы, арматура, свинцовые оболочки кабелей, проложенные или связанные с землей) заземлители.

В качестве заземляющих проводников применяют полосовую и круглую сталь. Прокладку их производят открыто по конструкциям зданий. Последовательное включение заземляемого оборудования не допускается.

Согласно ПУЭ сопротив­ление защитного заземления в любое время года не должно превы­шать:

– 4 Ом – в установках напряжением до 1000 В; если мощность ис­точника тока (генератора или трансформатора) 100 кВ•А и менее, то сопротивление заземляющего устройства допускается до 10 Ом;

– 0,5 Ом – в установках напряжением выше 1000 В с эффективно заземленной нейтралью;

– 250/I_з, но не более 10 Ом в установках с напряжением выше 1000В с изолированной нейтралью; если заземляющее устройство используется одновременно для установок с напряжением не более 1000 В, то сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 125/I_з, но не более 10 Ом (или 4 Ом, если это требуется для установок до 1000 В). I_з – ток замыкания на землю.

При проектировании заземляющего устройства следует соблюдать приведенные требования.

Заземление в помещениях второго и третьего класса опасности яв­ляется обязательным при номинальном напряжении электроустановки выше 42 В переменного и выше 110 В постоянного тока, а в помеще­ниях без повышенной опасности — при напряжении 380 В и выше пе­ременного и 440 В и выше постоянного тока. Во взрывоопасных поме­щениях заземление выполняется независимо от значения напряжения установки.

В процессе эксплуатации электроустановок; например, при рабо­тах вблизи токоведущих частей, находящихся под напряжением, при работах на отключенных токоведущих частях (шинах, проводах и т.п.) существует повышенная опасность поражения человека электри­ческим током, поэтому принимаются дополнительные меры, исклю­чающие эту опасность, возникающую, например, при ошибочной по­даче напряжения.

Такими средствами защиты, дополняющими описанные выше ста­ционарные конструктивные защитные устройства электроустановок, служат переносные приборы и приспособления, применяемые для защиты персонала от поражения током, от воздейст­вия электрической дуги, продуктов горения, падения с высоты и дру­гих опасных факторов.

Рассматриваемые средства индивидуальной защиты условно делят­ся на три группы: изолирующие, ограждающие и предохранительные.

Особое место среди них занимают изолирующие электрозащитные средства.

Изолирующие электрозащитные средства делятся на основные и до­полнительные.

Основные электрозащитные изолирующие средства способны длительное время выдерживать рабочее напряжение электроуста­новок, и поэтому ими разрешает­ся касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением и работать на этих частях. В элек­троустановках напряжением до 1000 В к ним относятся: диэлек­трические резиновые перчатки, инструмент с изолирующими ру­коятками (изолирующие штанги и клещи) и указатели напряжения до 1000 В и выше 1000 В.

Дополнительные изолирующие электрозащитные средства обладают недостаточной электрической прочностью и поэтому не могут самостоятельно защищать человека от поражения током. Их назначение – усилить защитное действие основных изолирующих средств, вместе с которыми они должны применяться. В электроуста­новках напряжением до 1000 В к ним относятся: диэлектрические га­лоши, коврики и изолирующие подставки.

Ограждающие средства защиты предназначены для временного ограждения токоведуших частей – переносные ограждения (щиты, ограждения – клетки, изолирующие накладки, изолирующие колпа­ки); для предупреждения ошибочных операций – предупредитель­ные плакаты; для временного заземления отключенных токоведущих частей с целью устранения опасности поражения работающего током при случайном появлении напряжения — устройства временного за­земления.

Предохранительные средства защиты предназначены для индиви­дуальной защиты работающего от световых, тепловых и механических воздействий. К ним относятся: защитные очки, противогазы, специаль­ные рукавицы и некоторые другие.

Исправность средств защиты должна проверяться осмотром перед каждым их применением, а также периодически через 6-12 месяцев. Изолирующие электрозащитные средства, а также накладки и колпаки периодически подвергаются электрическим испытаниям.

Рассмотренные технические и другие электрозащитные средства дополняются на производстве звуковой или световой сигнализацией о наличии напряжения или его отсутствии в электроустановках, преду­преждающими, предписывающими и указательными плакатами, над­писями и знаками безопасности.

2. АЛГОРИТМ РАСЧЁТА ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ.

Расчет заземления электроустановок напряжением до 1 кВ, а также свыше 1 до 35 кВ включительно выполняют обычно методом коэффициентов использования по допустимому сопротивлению заземлителя растеканию тока. При этом допускается, что заземлитель размещен в однородной земле.

Цель расчета: Определение количества и длины вертикальных заземлителей, длины горизонтальных соединительных элементов и схемы размещения в земле, при которых сопротивление заземляющего устройства растеканию тока или напряжение прикосновения при замыкании фазы на заземленные части электроустановок не превышают допустимых значений.