4. Заземление и зануление электрооборудования. Назначение, элементы исполнения. Области применения.

Заземление – гальваническое соединений электроустановки с заземляющими устройствами, при котором все металлические корпуса электроприёмников и металлические конструкции, которые могут оказаться под опасным напряжением из-за повреждения изоляции, должны быть преднамеренно и надёжно соединены с земдёй. При защитном заземлении между корпусом защищаемого объекта и землёй предусматривается электрическое соединение с малым сопротивлением, чтобы в случае замыкания на корпус этого объекта и прикосновения человека к корпусу, через тело человека не мог пройти ток, опасный для жизни и здоровья. Для этого сопротивление заземления должно быть в несколько раз меньше, чем сопростивление тела человека. Тогда основная часть тока замыкания будет проходить через заземление.

Предприятия горной промышленности имеют электроустановки различного назначения с раличным напряжением питания, территориально приближенные друг к другу, поэтому для них, согласно ПУЭ,

рекомендуется применять общее заземляющее устройство – совокупность заземлителя и заземляющих проводников. В ЭУ напряжением выше 1000 В сети с изолированной нейтралью, сопротивление заземляющего устройства R при прохождении по нему расчётного тока замыкания на землю Iз в любое время года с учётом сопротивления естественных заземлителей должно составлять R=125/Iз

По ПУЭ для расчётного тока принимают

1. В сетях без компенсации ёмкостных токов – полный ток замыкания на землю

Iз=Uл(35lк+lв)/350

Где Uл – линейное напряжение сети, кВ; lk,lв – общая длина электрически связанных воздушных и кабельных линий, км.

2. В сетях с компенсацией ёмкостных токов:

- для заземляющих устройств ,к которым присоединены компенсирующие аппараты, - ток, равный 125% номинального тока этих аппаратов;

- для заземляющих устройств, к которым не присоединены компенсирующие аппараты, -остаточный ток замыкания на землю, который может иметь место в данной сети при отключении наиболее мощного из компенсирующих аппаратов или наиболее разветвлённого участка сети.

В большинстве случаев, на поверхности шахт имеются трансформаторы, нейтрали которых присоединены к заземляющему устройству, поэтому сопротивление заземляющего устройства в любое время года должно составлять не более 2, 4, 8 Ом, соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В. Для электроустановок, напряжением 1000В с изолированной нейтралью на поверхности шахт сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом.

Заземление электрических аппаратов осуществляется путём присоединения их корпусов к местному заземлителю, состоящему из электродов различной формы, помещённых в почву и заземляющего провода определённого сечения из стали и меди. Существенную роль в эффективности заземлителя играет удельное сопротивление почвы. Все местные заземлители при помощи заземляющих жил гибких и свинцовой оболочки кабелей, соединяющихся в единую заземляющую сеть, переходное сопротивление которой будет уменьшаться с увеличением числа местных заземлителей, работающих параллельно.

rз<<<Rч

П ри замыкании одной из фаз с изолированной нейтралью на корпус эл. оборудования, то корпус окажется под напряжением, при случайном касании человеком корпуса через человека проходит опасный ток, при этом величина утечки зависит от напряжения прикосновения и сопротивления человека, поэтому для снижения тока через организм человека, надо снизить напряжение прикосновения, для этого корпус эл.оборудования в нормальном режиме работы металлическим отводом с малым сопротивлением через электрод (заземлитель) заземляют. при возникновение замыкания фазы на корпус возникающая утечка тока пойдет по 2-ж параллельным цепям . Величина утечки проходящей ч/з заземлитель на землю при отсутствии касания человеком: I_y=3U_ф/(3r₃+R_сети); при этом напряжение к.з. на корпус U_к.з.=I_ут*r_з; величина тока протекающего через человека при касании заземленного корпуса I_ч= U_пр/R₁=U_к.з/R_ч=I_ут*(r_з/R_ч) так как r_з<<<R_ч, то основной ток пройдет через заземлитель и напряжение прикосновения будет снижено. Таким образом защитное заземление под которым понимается преднамеренное соединения корпуса с землей предназначено для снижения напряжения прикосновения и защиты человека от поражения током при касании корпуса.

Заземлители могут быть естественные и искусственные. Естественные это: тюбинговая крепь стволов, обсадные металлические трубы энергоскважин, железобетонные конструкции связанные с землей, нетокопроводящие железнодорожные пути, водопроводы холодной воды. В качестве искусственных заземлителей используются отрезки труб, рельсов, уголковое и круглое железо, для соединения заземлителя с корпусом используется стальной провод 50мм² или медный 25мм² Для лучшего растекания тока утечки заземлители размещают в корпусах обладающими малыми удельными сопротивлениями или во влажной среде.

В сетях с глухозаземленной нейтралью где любое замыкание фазы на землю сопровождается током к.з. большой величины, используют МТЗ, которая отключает сеть.

При заземлении корпуса в сетях с глухо-заземленной нейтралью при замыкании фазы на корпус, ток будет растекаться в породах и может не привести к действию МТЗ, поэтому используют зануление корпуса, т.е. присоединяют к нулевому, нетоковедущему проводу, приваренному к заземляющим отводам с R≤ 4Ом, так как сопротивление нулевого провода намного меньше сопротивления человека, то ток к.з. будет идти по нулевому проводу и МТЗ срабатывает и отключает сеть. Таким образом основным назначением зануления в сетях с глухо-заземленной нейтралью является: при возникновении токов к.з. мгновенное отключение сети от источника питания с помощью МТЗ. Нулевой провод может использоваться для подключения световых приборов. Для обеспечения использования сетей с глухо-заземленной нейтралью источника питания для осветительных приборов надо прокладывать второй нулевой провод.