4)Защитное заземление

Защитным заземлением называется преднамерен­ное соединение с землей всех нетоковедущих металличе­ских частей электроустановки, не находящихся под на­пряжением, но которые могут оказаться под напряжением в результате пробоя изоляции.

Следует различать рабочее заземление и защитное заземление. Рабочее заземление - соединение нейтрали с землей, определяющее режим заземленной нейтрали. За­щитное заземление - соединение корпусов и других дета­лей с заземлителем. Заземлителями могут служить труба, уголковая сталь, швеллер, полосовая сталь, лист железа, помещенные во влажную землю (а также арматура железо­бетонных конструкций, стальные опоры ЛЭП и др.).

Переходное сопротивление устройства заземления должно быть не более 2 Ом в подземных условиях уголь­ных шахт, в помещениях с повышенной опасностью и осо­бо опасных. В других случаях не более 4 Ом, на опорах ЛЭП не более 10 Ом.

Соединение корпусов с заземлителем осуществля­ется стальным проводом, сечением не менее 24 мм, в земле стальной шинкой сечением 50-120 мм, медным проводом сечением не более 25 мм.

При соединении предпочтительнее сварка.

Передвижные электроприемники заземляются че­рез заземляющую жилу кабеля, питающего электроуста­новку.

Принцип действия защитного заземления - сни­жение напряжения прикосновения корпуса до безопас­ной величины за счет малого сопротивления заземлителя (рис. 12.4).

Рис. 12. 4. Принцип действия защитного заземления

Напряжением прикосновения называется напряже­ние на какой-либо токопроводящй части электроустановки в момент прикосновения к ней человека. Напряжение при­косновения обусловливает величину тока через тело чело­века. В аварийных ситуациях это напряжение может быть опасным

Для снижения напряжения прикосновения необхо­димо обеспечить эффективное заземление или зануление электроустановки.

При малом сопротивлении заземления (Rз = 2 Ом) напряжение на корпусе электроаппарата в случае пробоя изоляции будет невелико, большая часть тока замыкания Iз пойдет через заземлитель, а не через тело человека (Rч – 1000 Ом), включенного параллельно сопротивлению за­земления.

5)Защитное зануление. Принцип действия

Занулением называется преднамеренное электри­ческое соединение металлических нетоковедущих частей электроустановок с нулевым, многократно заземленным проводом.

Нулевой защитный провод имеет сечение в два раза меньшее, чем нулевой рабочий провод. Нулевой рабо­чий провод используется в 4-проводных сетях с несиммет­ричной нагрузкой (например, бытовой).

Назначение защитного зануления - устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу, оказавшемуся под напряжением.

Принцип действия - превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание и отключение его максимальной токовой защитой (плавкими вставками, автоматами и др).

Зануление осуществляет 2 защитных действия:

1. быстрое автоматическое отключение повреж­денного участка,

2. снижение напряжения прикосновения за счет заземления.

Область применения - трехфазные четырехпроводные сети до 1000 В с глухозаземленной нейтралью, в однофазных двухпроводных сетях переменного тока; в трехпроводных сетях постоянного тока - с глухоза­земленной средней точкой.

Для схемы зануления необходимы: нулевой защит­ный проводник, глухое заземление нейтрали и повторное заземление нулевого защитного провода (рис. 12.5).

Нулевой защитный провод снижает сопротивление цепи короткого замыкания и обеспечивает тем самым дос­таточно большой ток замыкания для надежного срабаты­вания максимальной токовой защиты.

Глухое заземление нейтрали обеспечивает малое напряжение прикосновения.

Повторное заземление нейтрали обеспечивает ма­лое напряжение прикосновения для удаленных электро­приемников.

Рис. 12. 5. Защитное зануление

Защитное отключение. Принцип действия

Назначение защитного отключения – обеспечение автоматического отключения электроустановки при воз­никновении в ней опасности поражения человека током. Меры защиты – быстрое отключение участка сети.

Устройство защитного отключения (УЗО) включает в себя прибор защитного отключения и исполнительный орган – автоматический выключатель.

Прибор защитного отключения – совокупность от­дельных элементов, которые воспринимают входную ве­личину, реагируют на ее изменение и при заданном ее зна­чении дают сигнал на отключение выключателя.

Исполнительный орган – автоматический выключатель.

УЗО применяются в электроустановках, где по ка­ким-либо причинам трудно обеспечить эффективное за­земление или зануление, где высока вероятность прикос­новения людей к токоведущим частям (передвижные элек­троустановки, ручной электроинструмент).

УЗО делятся на следующие типы, реагирующие на:

• потенциал корпуса,

• ток замыкания на землю,

• напряжение нулевой последовательности,

• ток нулевой последовательности,

• напряжение фазы относительно земли,

• оперативный ток,

• комбинационные устройства.

У стройства, реагирующие на потенциал корпуса

Рис. 12.6. УЗО с реле напряжения. Рис. 12.7. УЗО с предохранителем

П ри возникновении опасных напряжений на кор­пусе электроустановки срабатывает реле напряжения РН (рис. 12.6), включенное между корпусом и землей, размыка­ет свой нормально замкнутый контакт РН в цепи питания отключающей катушки ОК, которая отключает электроус­тановку от сети.

В другом варианте (рис. 12.7) при появлении опасно­го напряжения на корпусе электроустановки срабатывает реле напряжения РН, замыкает свой контакт, вызывая ко­роткое замыкание и перегорание предохранителя, обесто­чивая тем самым электроустановку.

Рис. 12. 8

Устройства, реагирующие на ток замыкания на землю. При возникновении опасных напряжений на корпу­се электроустановки (рис. 12.8) возникает ток утечки, срабаты­вает реле тока РТ, включенное между корпусом и землей, раз­мыкает свой нормально замк­нутый контакт в цепи питания отключающей катушки ОК, которая отключает электроус­тановку от сети.

Снижение сопротивления или пробой изоляции одной из фаз является причиной возникновения несим­метричного режима токов и напряжений, появляется на­пряжение нулевой последовательности, которое можно использовать для отключения электроустановки. Реле на­пряжения РН включаются между землей и нулевой точ­кой, образованной либо тремя большими сопротивления­ми (рис. 12.9.а), либо тремя конденсаторами.

Рис. 12. 9. УЗО, реагирующие на напряжение нулевой последовательности

Если вторичные обмотки трансформатора вклю­чить последовательно (рис. 12.9 в), то реле напряжения РН, включенное в такую цепь, будет реагировать на напряже­ние нулевой последовательности, возникающее при не­симметричном режиме.

В о вторичной обмотке трансформатора тока, охваты­вающего своим магнитопроводом все три фазы кабеля (рис. 12.10), протекает сумма то­ков фаз А, В и С, с учетом ко­эффициента трансформации.

Рис. 12. 10. УЗО, реагирующие на ток нулевой последовательности

В симметричном ре­жиме ток отсутствует, так как

В несимметричном режиме (снижение или пробой изоляции) возникает ток нулевой последовательности, срабатывает реле тока РТ, подается команда на отключе­ние электроустановки.