Глава 3. Технические способы и средства защиты от поражения электрическим током

Защитное заземление — это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом нетоковедущих электро­проводящих частей, а также отключенных токоведущих частей, ко­торые могут оказаться под напряжением. Основным назначением защитного заземления является обеспечение защиты от поражения электрическим током при замыкании на корпус. Принцип действия защитного заземления заключается в снижении напряжения прикосновения и шага при замыкании на корпус до допустимых значений.

Область применения защитного заземления:

• электроустановки напряжением до 1 кВ в трехфазных трех-проводных сетях переменного тока с изолированной нейтралью;

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;

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

Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Различают два типа за­земляющих устройств, выносное и контурное.

Выносное заземляющее устройство (сосредоточенное) характеризуется тем, что заземляемое оборудование располагается на определенном удалении от заземляющего устройства, вне зоны растекания тока заземлителя. Зона растекания тока — зона земли, в пределах которой возникает электрический потенциал при прохождении тока замыкания на землю На практике эта зона рас­текания тока ограничена радиусом 20 м. Особенность выносного за­земляющего устройства заключается в том, что человек, касающий­ся корпуса электроустановки, на который произошло замыкание, всегда попадает под напряжение прикосновения, равное полному на­пряжению корпуса относительно земли.

Контурное заземляющее устройство (распределенное) харак­теризуется тем, что заземлители располагаются по контуру вокруг заземляемого оборудования в непосредственной близости от него, в зоне растекания тока. Основной особенностью контур­ного заземляющего устройства является то, что грунт внутри кон­тура заземления при замыкании на корпус приобретает некоторый потенциал, близкий по значению к потенциалу заземленного электрооборудования.

Искусственные заземлители могут быть выполнены в виде вертикальных и горизонтальных электродов и применяются исключи­тельно для целей заземления. В качестве вертикальных электродов используются стальные трубы, угловая сталь, прутковая сталь диа­метром не менее 10 мм. Горизонтальные электроды предназначают­ся для связи вертикальных электродов или работают самостоятель­но и выполняются из полосовой стали или стали круглого сечения.

Естественные заземлители — это находящиеся в соприкосно­вении с землей токопроводящие части коммуникаций, зданий и со­оружений производственного или иного назначения, используемые для целей заземления. В роли качестве естественных заземлителей могут выступать водопроводные и другие металлические трубы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взры­воопасных газов), металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, имеющие связь с землей, свинцовые оболочки кабелей и т.п. Использование естественных заземлителей дает су­щественную экономию металла

Естественные и искусственные заземлители могут применяться совместно или отдельно.

Зануление — это преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником нетоковедущих электропроводя­щих частей электроустановок, которые могут оказаться под напря­жением вследствие замыкания на корпус. Нулевым защитным про­водником называется проводник, соединяющий зануляемые части с заземленной нейтральной точкой источника трехфазного тока или с заземленным выводом источника однофазного тока, или с зазем­ленной средней точкой источника в сетях постоянного тока. Зану­ление необходимо для обеспечения защиты от поражения электри­ческим током при замыкании на корпус за счет снижения напряже­ния корпуса относительно земли и быстрого отключения электроус­тановки от сети.

Область применения зануления:

• электроустановки напряжением до 1 кВ в трехфазных четы-рехпроводных сетях переменного тока с заземленной нейтралью (обычно это сети 220/127, 380/220, 660/380 В);

• электроустановки напряжением до 1 кВ в однофазных сетях переменного тока с заземленным выводом; электроустановки напря­жением до 1 кВ в сетях постоянного тока с заземленной средней точкой источника.

• зануление обеспечивает за­щиту от поражения электрическим током при замыкании на корпус за счет ограничения времени протекания тока через тело человека и за счет снижения напряжения прикосновения.

В качестве максимальной токовой защиты, обеспечивающей бы­строе отключение электроустановки в аварийном режиме, могут ис­пользоваться плавкие предохранители и автоматические выключа­тели, устанавливаемые для защиты от токов короткого замыкания, и др.

Открыто проложенные нулевые защитные проводники должны, иметь отличительную окраску, по зеленому фону жел­тые полосы.

Защитным отключением называется автоматическое отклю­чение электроустановок при однофазном (однополюсном) прикосно­вении к частям, находящимся под напряжением, недопустимым для человека, и (или) при возникновении в электроустановке тока утеч­ки (замыкания), превышающего заданные значения. Назначение за­щитного отключения — обеспечение электробезопасности, что до­стигается за счет ограничения времени воздействия опасного тока на человека. Защита осуществляется специальным устройством за­щитного отключения (УЗО), которое, работая в дежурном режиме, постоянно контролирует условия поражения человека электричес­ким током. Область применения - электроустановки в сетях с любым напряжением и любым режимом нейтрали. Наибольшее распростра­нение защитное отключение получило в электроустановках, исполь­зуемых в сетях напряжением до 1 кВ с заземленной или изолиро­ванной нейтралью.

Принцип работы УЗО состоит в том, что оно постоянно кон­тролирует входной сигнал и сравнивает его с наперед заданным зна­чением (уставкой). Если входной сигнал превышает уставку, то уст­ройство срабатывает и отключает защищенную электроустановку от сети. В качестве входных сигналов устройств защитного отключения используют различные параметры электрических сетей, которые со­держат информацию об условиях поражения человека электричес­ким током [1].