68. Защитное заземление. Принцип действия, область применения, основные параметры и элементы схемы.

Защитное заземление состоит из вертикальных заземлителей, соединенных между собой полосовыми горизонтальными заземлителями и находящихся в земле на глубине H₀ не менее 0,5 м. В качестве вертикальных заземлителей используются металлические элементы в виде стержней, труб, уголков, швеллера и др. для полосового заземлителя используется, как правило, металлическая полоса сечением 12x4; 16x4 мм. Соединение полосы с вертикальными заземлителями производиться в соответствии с ПУЭ не допускаются.

Рисунок. Принципиальная схема защитного заземления

― напряжение прикосновения, В; ― величина тока, А; ― потенциальная кривая; КЭ ― корпус электроустановки; ― сопротивление защитной установки; ― электрическое сопротивление тела человека; З ― заземлитель вертикальный

На практике используются групповые заземлители ― параллельное соединение одиночных заземлителей и полосы. Такой заземлитель имеет меньшее сопротивление растеканию тока и создает лучшее выравнивание потенциала в объеме и на поверхности земли.

Требование к конструкции, устройству и параметрам защитного заземления определяются Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ «Электробезопааность. Защитное заземление, зануление».

В качестве заземлителей, кроме искусственных, используются естественные заземлители ― это находящиеся в земле металлические предметы (водопроводные трубы, другие металлические трубы, кроме трубопроводов горючих жидкостей, горючих и взрывоопасных гозов; металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, имеющие соединение с землей; свинцовые оболочки кабелей и т.п.).

Нормативные документы устанавливают значение наибольшего допустимого сопротивления защищенного заземляющего устройства в электроустановках. Так, в электроустановках да 1000 В в сети с изолированной нейтралью при мощности генератора до 1000 кВА составляет 10 Ом, а при мощности до 100 кВА составляет 4 Ом.

Предусматривается проверка состояния заземляющих устройств электроустановок в процессе их эксплуатации, каждое заземляющее устройство должно иметь паспорт, содержащий схему устройства, основные технические и расчетные данные, сведения о произведенных ремонтах, внесенных изменениях.

69. Зануление. Принцип действия и схема зануления, область применения, основные параметры.

Занулением называется преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус. Происходит быстрое отключение поврежденной электроустановки от электрической сети.

Рис. Принципиальная схема зануления: 1 – корпус; 2 – аппараты защиты от токов короткого замыкания (плавкие предохранители, автоматы и т. п.); R0 – сопротивление заземления нейтрали источника тока; RП – сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника; Iк – ток короткого замыкания

Принцип действия зануления – превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание (между фазным и нулевым проводником) с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты и автоматически отключить поврежденное электрооборудование от питающей сети. В качестве отключающих аппаратов используются: плавкие предохранители; автоматические выключатели; магнитные пускатели и др. При этом необходимо учесть, что с момента возникновения аварии (замыкания на корпус) до момента автоматического отключения поврежденного оборудования от сети имеется небольшой промежуток времени, в течение которого прикосновение к корпусу опасно, т. к. он находится под напряжением Uф и отключение его от сети еще не произошло. В этот период сказывается защитная функция заземления корпуса оборудования через нулевой защитный проводник Rп.

Схема зануления требует наличия в сети следующих элементов: нулевого защитного проводника; заземления нейтрали источника тока; повторного заземления нулевого защитного проводника.

Область применения зануления – трехфазные четырехпроводные сети напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью. Обычно это сети напряжением 380/220 В, широко применяющиеся в машино-строительной и других отраслях, а также сети 220/127 В и 660/380 В.

В качестве средств защиты могут быть плавкие предохранители, магнитные пускатели со встроенной тепловой защитой, контакторы в сочетании с тепловыми реле, автоматы, осуществляющие защиту одновременно от токов короткого замыкания и от перегрузки.

Зануление применяют в трехфазных четырехпроводных сетях с глухозаземленной нейтралью. Занулению подлежат нетоковедущие части электрооборудования, которые должны быть заземлены. Одновременно электроустановки заземлять и занулять не запрещается, так как это улучшает условия безопасности за счет дополнительного заземления нулевого защитного провода.

В свою очередь, напряжения прикосновения и токи, проходящие через тело человека, зависят от схемы включения его в электросеть, ее напряжения, схемы самой сети, режима ее нейтрали, степени изоляции токоведущих частей, их емкостной составляющей относительно земли и многих других факторов. Выбор схемы сети и, соответственно, режима нейтрали источника тока определяется как технологическими требованиями (величина рабочего напряжения, протяженность сети, количе­ство потребителей и т.п.), так и условиями безопасности.

Трехфазные сети различаются в зависимости от режима нейтрали и наличия нулевого провода

Рис. 10.1. Конструктивное исполнение трехфазной электрической сети: а - трехпроводная с изолированной нейтралью; б - трехпроводная с глухозаземленной нейтралью; в - четырехпроводная с изолированной нейтралью; г - четырехпроводная с заземленной нейтралью

а бвг

Нейтралью называется точка соединения обмоток трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству, либо присоединенная к нему через аппараты с большим сопротивлением (сеть с изолированной нейтралью), либо непосредственно соединенная с заземляющим устройством (сеть с глухозаземленной нейтралью).

В соответствии с ПУЭ глухозаземленной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (например, через трансформаторы тока). В свою очередь, изолированной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через приборы сигнализации, измерения, защиты, заземляющие дугогасящие реакторы и подобные им устройства, имеющие большое сопротивление.