Защита от прикосновения к нетоковедущим частям электроустановок

Металлические корпуса электроустановок, так называемые нетоковедущие части, могут случайно оказаться под напряжением. Для защиты людей при прикосновении к нетоковедущим частям служат защитное заземление и зануление.

Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землёй или её эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Принцип действия защитного заземления - это снижение разности потенциалов между землёй и корпусом электрооборудования на котором оказался потенциал в результате аварии.

Защитное заземление выполняют при номинальном напряжении более 380В переменного тока и 440 В постоянного тока во всех случаях; при номинальном напряжении от 42 В до 380 В переменного тока и от 110 В до 440 В постоянного тока при работах в условиях с повышенной опасностью и в особо опасных условиях. Защитному заземлению подлежат все металлические корпуса машин, приборов, аппаратов, электроинструментов и т.д.

 

 

 

 

 

Рисунок 3. 2.1 Защитное заземление в двухпроводной сети: Rиз1 и Rиз2 – сопротивление изоляции; Rзз – сопротивление заземления

   

Без заземления ток, проходящий через человека,  при прикосновении к корпусу равен:

Y_чел = U_ф/2R_чел+R_из.

Если корпус заземлен, то его потенциал относительно земли падает до безопасно малого значения:

Y_чел = U*R_заз/(R_чел*R_из).

Видно, что ток, проходящий через человека, можно уменьшить, если увеличить сопротивление изоляции или уменьшить сопротивление заземления.

Пример

Определить величину тока, проходящего через человека, если он прикоснулся к корпусу электроустановки, на котором оказался потенциал в результате пробоя изоляции.

R_из = 5000 Ом; U_ф = 220 В, сопротивление человека 1 кОм.

1. При незаземленном корпусе:

Y_чел = U_ф/2R_чел+R_из = 220/2*1000+5000 = 31 мА.

Ток опасный фибрилляционный.

2. При заземленном корпусе, если R_заз = 10 Ом:

Y_чел = U*R_заз/(R_чел+R_из) = 220*10/1000+5000 = 0,44 мА.

Ток безопасен.

Заземляющее устройство состоит из заземляющих проводников и заземлителей (рис. 3.2.2: 1 - электроустановки; 2 - заземляющие проводники; 3 - магистраль заземления; 4 - заземлители).

 

Рисунок 3.2.2. Схема устройства защитного заземления

Заземлитель - проводник или несколько проводников, соединенных между собой и имеющих непосредственный контакт с землей. Они могут быть естественными и искусственными. Естественные заземлители - металлоконструкции зданий и сооружений, имеющие надежное соединение с землей: водопроводные, канализационные или отопительные трубы, свинцовые оболочки кабелей. Запрещено как заземлители использовать трубопроводы для горючих жидкостей и взрывоопасных газов. Присоединяются естественные заземлители к магистрали не менее, чем двумя заземляющими проводниками в разных местах.

Если сопротивление естественных заземлителей больше допустимого, то рассчитывают и сооружают искусственное защитное заземление. В качестве заземлителей используют стальные трубы, стержни или угольники, которые должны быть очищены от грязи, краски и изолирующих веществ. В очень сырых грунтах применяют омедненные или оцинкованные трубы. Соединяют заземлители между собой при помощи сварки.

Электроустановки подсоединяются к заземлителям проводниками, которые образуют магистраль.

Заземляющие проводники - это неизолированные и изолированные провода, соединяющие электрооборудование с магистралью (оголенный медный или алюминиевый провод). Проводники соединяются с электроустановкой сваркой или болтами. При этом сопротивление между болтом и корпусом электроустановки не должно превышать 0,1 Ом. К магистрали каждый заземляемый объект подсоединяется параллельно.

Сопротивление заземляющего устройства равно сумме сопротивлений заземлителя относительно земли и заземляющих проводников. Величина сопротивления заземлителей зависит от удельного сопротивления грунта, размеров, типа, количества и расположения заземлителей. Величина сопротивления заземления может изменяться в несколько раз в зависимости от времени года и имеет максимальное значение зимой и летом.

В установках до 1000 В величина сопротивления заземления менее

4 Ом.

Искусственное защитное заземление может быть выносное и контурное  

Для определения технического состояния заземляющего устройства проводят периодические проверки, которые включают внешний осмотр видимой части заземления, контроль надежности соединения заземляющих проводников, выборочное вскрытие грунта, измерение сопротивления "фаза - нуль". Измерение сопротивления заземления проводят два раза в год: зимой и летом.

Защитное зануление - это присоединение металлических нетоковедущих частей электрооборудования, которое может оказаться под напряжением, к неоднократно заземленному нулевому проводу.

Зануление устраивают там, где одно заземление не обеспечивает надёжной защиты (сети с глухозаземлённой нейтралью).

Назначение защитного зануления - устранить опасность поражения людей током при пробое изоляции на корпус.

Принцип действия защитного зануления - превращение пробоя на корпус в однофазное короткое замыкание с целью вызвать ток большой силы, способный обеспечить срабатывание защиты, и автоматически отключить поврежденную установку от питания.  

 

Защитное отключение - это средство защиты, которое обеспечивает автоматическое отключение аварийной установки в случае возникновения опасности поражения человека электрическим током.

Применяется в условиях повышенной опасности в дополнение к защитному заземлению, а также вместо заземления корпусов электрооборудования (передвижные электроустановки, установленные на скальных грунтах).

Время срабатывания защитного отключения - 0,2 секунды.