46. Характеристика захисного заземлення.

Захисне заземлення – це навмисне електричне з’єднання із землею чи її

еквівалентом металевих неструмопровідних частин, що можуть опинитися під напругою.

Захисне заземлення є ефективним методом захисту для електрообладнання, що живиться

від електричних мереж до 1000 В з ізольованою нормаллю і напругою більше 1000 В з

будь-яким режимом нейтралі джерела живлення.

Заземлювачем називають один або кілька металевих провідників, які перебувають

у безпосередньому контакті з ґрунтом, створюючи умови для стікання електричного

струму в землю. Заземлювальним провідником називають електричне з’єднання якої-

небудь металевої частини електроустановки із заземлювачем. Заземлювальний пристрій

 це сукупність заземлювача і заземлювальних провідників.

Залежно від розташування заземлювачів щодо заземлюваного обладнання

заземлювальні пристрої бувають виставні та контурні. Заземлювачі виставного

заземлювального пристрою компактно розташовують на певній відстані від

заземлюваного обладнання, щоб воно перебувало за межами зони розтікання струму

замикання на землю (рис. 11.6).

Напругу доторку у випадку виставного заземлення визначає напруга між корпусом

електроустановки та електротехнічною землею: Uдот = Uк = Із · Rз, де Із – струм, який

протікає через заземлювач у разі замикання фази на корпус, Rз – опір заземлювача. Отже,

372

виставне заземлення виконує функцію захисту, щоб напруга на корпусі не перевищувала

допустимих значень. У випадку великих струмів замикання на землю неможливо

отримати допустиму напругу доторку зниженням опору заземлювача. Тоді застосовують

контурне заземлення._

Заземлювачі контурного заземлювального пристрою розташовують вздовж

периметра приміщення та всередині майданчика, на якому встановлено заземлюване

обладнання.

Всі заземлювачі мають бути електрично з’єднані між собою. Під час замикання на

корпус струм стікає у землю через систему заземлювачів, і на поверхні майданчика

виникає поле підвищеного потенціалу щодо іншої території. Діаграму розподілу

потенціалів можна отримати, застосовуючи принцип накладання, додавши потенціали від

кожного заземлювача. На території майданчика у разі правильного улаштування

контурного заземлювального пристрою крокова напруга є незначною, а напруга доторку

такою, що струм, який може пройти через людину, буде менший ніж невідпускний.

Навколо майданчика, під яким розташовано контурний заземлювальний пристрій, крокова

напруга є значною. Для її зменшення у проходах та проїздах у ґрунт закладають металеві

шини, які не з’єднують між собою та із заземлювальним контуром. Внаслідок цього

діаграма розподілу потенціалів на поверхні ґрунту стає пологішою, і крокова напруга

зменшується.

Величина струму замикання на землю у разі порушення ізоляції, а відповідно ризик

ураження електричним струмом, залежать від напруги джерела струму і його потужності.

Для електроустановок з ізольованою нейтраллю напругою до 1000 В найбільший

допустимий опір заземлювальних пристроїв має бути не більшим 10 Ом, якщо загальна

потужність генераторів чи трансформаторів не перевищує 100 кВт. В інших випадках

найбільший допустимий опір заземлювальних пристроїв має бути не більше 4 Ом.

Ізольованою нейтраллю називають нейтраль трансформатора або генератора

електромережі, яку не приєднано до робочого заземлювального пристрою або приєднано

через великий опір (апарати, компенсувальний ємнісний струм мережі, трансформатори

напруги та ін.), що співрозмірний з опором ізоляції фазних провідників щодо землі.

Глухозаземленою нейтраллю називають нейтраль трансформатора або генератора,

яку приєднано до робочого заземлювального пристрою безпосередньо або через малий

опір (трансформатори струму та ін.).

Якщо яка-небудь точка мережі контактує з ґрунтом, то у місці замикання виникає

«зона розтікання струму». У разі утворення цієї зони внаслідок розтікання струму

промислової частоти, то таку зону можна вважати електростатичним полем.

Питомим опором ґрунту називають опір електричному струму земляного куба

ґрунту зі сторонами довжиною 1 м. Питомий опір ґрунту залежить від виду ґрунту, його

складу, дисперсності, щільності, наявності домішок (особливо домішок солей), вологи та

ін. Його визначають експериментально. У точках поля розтікання електричного струму, де

густина струму близька до нуля, напруженість поля також близька до нуля. Такі точки

називають електротехнічною «землею» і їх потенціал дорівнює нулю.

374

У радіусі 20 м від місця стікання струму в землю площа поверхні напівсфери

ґрунту стає настільки великою, що густину струму практично можна вважати близькою

нулю, тоді потенціал точок радіусом r = 20 м дорівнює нулю. Всі інші точки ґрунту, які

розташовані ближче 20 м від місця замикання на землю, мають певний потенціал щодо

«землі».

Опір заземлювального пристрою розтіканню струму залежить від площі поверхні

заземлювального пристрою і питомого опору ґрунту розтіканню струму, який також

залежить від ряду чинників (виду ґрунту, його складу, дисперсності частинок, щільності

тощо). Тому розрахований опір заземлювального пристрою можна вважати наближеним.

Щоб уникнути помилок, що могли статися через невизначеність параметрів розрахунку,

потрібно обов'язково перевіряти опір заземлювального пристрою за допомогою

електровимірювальних приладів не менше двох разів на рік: один раз влітку, коли

найбільше висихає ґрунт, і один раз взимку, коли ґрунт найбільше промерзає.__