Защитное заземление и зануление электроустановок

Четырехпроводная система напряжением 380/220 В с заземленной нейтралью трансформатора или генератора является основной системой, применяемой в промышленности и коммунальном хозяйстве. В этой системе нейтрали источников питания (генератора, трансформатора) надежно присоединяются к заземлителю, который располагается в непосредственной близости от них. Для воздушных линий напряжением 380/220 В металлическая связь с нейтралью источника питания осуществляется при помощи нулевого провода, проложенного на тех же опорах ВЛ, что и фазные провода.

Идея зануления состоит в том, что металлические части токоприемников, нормально не находящиеся под напряжением, присоединяются к защитному нулевому проводу сети. При замыкании любого из фазных проводов на корпус токоприемника возникает цепь с малым электрическим сопротивлением (фазный-нулевой провод) и по этой цепи будет проходить ток короткого замыкания. При этом должна перегореть плавкая вставка предохранителя или сработать автомат и отключить аварийный участок электросети. Но, как показал опыт эксплуатации трехфазных четырехпроводных сетей, предохранители не являются надежной защитой обслуживающего персонала от поражения электрическим током, поскольку время перегорания их в лучшем случае составляет 25 с, а нередко и более 100 с. В течение всего этого времени нулевой провод и зануленные корпуса электроустановок (корпус электродвигателя, кожух магнитного пускателя, рубильника и т.д.) будут находиться под опасным для жизни человека напряжением.

Особую опасность представляет обрыв нулевого провода. В этом случае аварийный участок не отключится и человек окажется под напряжением, близким к фазному 220 В.

Для характеристики опасности поражающего тока и напряжения прикосновения для человека существуют критерии электробезопасности, определяемые по ГОСТ 12.1.038-88 (Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжения прикосновения и токов для человека) составляют следующие величины.

Величины предельно допустимых значений токов и напряжения прикосновения (при неаварийном режиме работы электроустановок) приведены в таблице 1.

Таблица 1

Предельные величины токов и напряжений

Род тока	UПР, В	I, мА
Переменный, 50 Гц	2,0	0,3
Переменный, 400 Гц	3,0	0,4
Постоянный	8,0	1,0

Предельно допустимые уровни напряжения прикосновения Uпр и поражающего тока I допустимы не более 10 минут в сутки. При неблагоприятных микроклиматических условиях их следует снизить в три раза.

Пороговая (предельно допустимая) величина напряжения прикосновения и отпускающего тока, при которой человек самостоятельно может разорвать цепь поражения током в установках напряжением до 1000 В, не должна превышать (при времени действия тока более 1 с) величин указанных в таблице 2.

Таблица 2

Предельные величины отпускающих токов и напряжений

Род тока	UПР, В	I, мА
Переменный, 50 Гц	20	6
Переменный, 400 Гц	36	8
Постоянный	40	15

При аварийном режиме работы электроустановок пороговые значения нефибрилляционного тока представлены в таблице 3.

Пороговая (наименьшая) величина напряжения прикосновения U_ПР и поражающего тока I, мА, при которой еще не наступает фибрилляция сердца:

Таблица 3

Переменный ток, частотой 50 Гц
Продолжительность воздействия тока, t, с		0,01-0,08	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
Напряжение прикосновения, UПР, В Сила тока, I, мА		550 650	160 190	135 160	120 140	105 125	95 105	85 90	75 75	70 65	60 50
Переменный ток, частотой 400 Гц
продолжит. возд. тока, t, с	0,01-0,08	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
UПР, В; I, мА	650	500	400	330	250	200	170	140	130	110	100
Постоянный ток
UПР, В; I, мА	650	500	400	350	300	250	240	230	220	210	200