Материал и сечение искусственных заземлителей, проложенных в земле:

Сталь черная  круг 16 мм (вертикальные) и 10 мм (горизонтальные); сталь полоса сечение 254 (100 мм²); уголок с полкой не менее 4 мм, сечением 100 мм²; труба – 32 мм с толщиной стенки 3,5 мм.

Сталь оцинкованная  круг 12 мм (вертикальные) и 10 мм (горизонтальные), полоса 253, труба 25 мм с толщиной стенки 2 мм.

В случае опасности коррозии заземляющих устройств следует увеличить сечение заземляющих проводников.

5.3. Меры электробезопасности

Для защиты от поражения электрическим током при замыканиях на корпус применяются меры, которые принято называть защитными мерами электробезопасности: заземление, зануление, выравнивание потенциалов, малые напряжения, изоляция, защитное отключение, разделительные трансформаторы, ограждения. Целям улучшения безопасности служат также индивидуальные защитные средства и приспособления. Применение тех или иных защитных средств при наладке, эксплуатации или ремонте оборудования устанавливается правилами техники безопасности и специальными инструкциями.

Заземление – одна из основных защитных мер, при которой заземляют все металлические корпуса электроприемников и другие металлические конструкции, могущие оказаться вследствие повреждения изоляции под опасным напряжением.

Назначение защитного заземления – создать между корпусом заземляемого устройства и землей электрическое соединение с достаточно малым сопротивлением для того, чтобы в случае замыкания на корпус этого устройства прикосновение к нему человека (параллельное присоединение) не могло вызвать прохождения через его тело такого тока, который угрожал бы жизни или здоровью. Для обеспечения безопасности пригодно соединение с землей, имеющее достаточно малое сопротивление (во много раз меньше, чем сопротивление тела человека). Тогда основная часть тока замыкания будет проходить через землю, а ток, проходящий через тело человека, будет мал, и опасности прикосновения к заземленному корпусу не возникнет. Заземленные части электроустановок соединяют с землей при помощи заземлителей и заземляющих проводников.

Зануление применяют в установках с заземленной нейтралью. При этом все металлические корпуса и конструкции связывают электрически с заземленной нейтралью трансформатора через нулевой провод или специальный защитный проводник (при защите трехфазного двигателя – четвертый, при защите однофазного приемника – третий), благодаря чему всякое замыкание на корпус превращается в короткое замыкание и аварийный участок отключается предохранителем или автоматическим выключателем.

Зануление должно быть выполнено таким образом, чтобы ток короткого замыкания в аварийном участке был достаточен для расплавления плавкой вставки ближайшего предохранителя или отключения ближайшего автоматического выключателя.

Сопротивление цепи замыкания в сети с занулением, условно называемое «сопротивление цепи фаза–нуль», должно быть настолько малым, чтобы создать достаточный ток короткого замыкания.

Выравнивание потенциалов имеет первостепенное значение в обеспечении электробезопасности. Благоприятные условия создаются, если электрооборудование находится внутри промышленного здания с большим количеством станков, машин, трубопроводов и металлоконструкций, связанных между собой и с корпусами электрооборудования. При замыкании на корпус в каком-либо из электроприемников все указанные части получают примерно близкое по значению напряжение по отношению к «земле». В результате напряжение между корпусом электроприемника и полом существенно уменьшается, происходит выравнивание потенциалов по всему помещению. Благодаря выравниванию потенциалов тело человека, находящегося в цепи замыкания между корпусом электроприемника и полом, оказывается под сравнительно малым напряжением.

Степень выравнивания потенциалов зависит от того, насколько заполнено здание металлическими конструкциями и оборудованием, а также от конструкции здания: в железобетонных зданиях происходит наилучшее выравнивание потенциалов.

Малые напряжения (номинальные напряжения не более 42 В между фазами и по отношению к «земле») применяют чаще всего для переносных электроприемников, местного и ремонтного освещения и т. п. Напряжение 12 В используют в особо опасных условиях – при работе внутри металлических резервуаров, на металлоконструкциях и т. п. Если понижающие трансформаторы не являются разделительными, то в зависимости от режима нейтрали сети, питающей первичную обмотку, следует заземлять или занулять корпус трансформатора, а также один из выводов (одну из фаз) или нейтраль (среднюю точку) вторичной обмотки. Это необходимо для обеспечения безопасности в случае повреждения изоляции трансформатора с переходом напряжения сети на вторичную обмотку или на корпус.

Изоляция от «земли» служит для обеспечения безопасности, например, при использовании изолирующих от «земли» площадок во время ремонтных работ и обслуживания оборудования, корпус которого или токоведущие части находятся под напряжением.

В настоящее время применяют двойную изоляцию электроприемника (совокупность рабочей и защитной дополнительной изоляции), при которой доступные прикосновению части электроприемника не приобретают опасного напряжения при повреждении только рабочей или только защитной изоляции.

Двойную изоляцию можно получить, выполняя, например, корпус электроприемника – электроинструмента, аппарата или любого другого устройства из изолирующих материалов. Рукоятки управления и рабочая часть инструмента должны быть при этом связаны с частями, несущими обмотку, через промежуточные изолирующие детали.

При двойной изоляции электроприемника заземление или зануление металлических частей не требуется во избежание шунтирования дополнительной изоляции. Состояние изоляции следует периодически проверять.

Защитное отключение обеспечивает безопасность путем быстродействующего (время действия 0,05 с и менее) размыкания аварийного участка или сети в целом при замыкании на корпус или непосредственно на землю, а также в случае прикосновения к частям, находящимся под напряжением. Благодаря высокой чувствительности (многие устройства защитного отключения имеют токи срабатывания 5÷30 мА) устройства защитного отключения реагируют и на снижение сопротивления изоляции, когда токи утечки достигают уставки токов срабатывания, т. е. одновременно осуществляют контроль изоляции и тем самым предотвращают возникновение пожаров.

Данная защитная мера получает все большее распространение в сетях напряжением до 1000 В благодаря существенным преимуществам перед обычными системами заземления или зануления. Она особенно необходима в неблагоприятных, с точки зрения поражения электрическим током, условиях, например, при пользовании переносным или передвижным электрооборудованием.

Разделительные трансформаторы применяют с целью изолировать электроприемники от первичной сети, а также от сети заземления или зануления и тем самым от возможных аварийных состояний первичной сети – повреждений изоляции, однофазных и двойных замыканий на «землю», утечек.

К разделительным трансформаторам предъявляются повышенные требования, чтобы исключить повреждение изоляции внутри трансформатора и переход напряжения с первичной сети на вторичную (например, повышенное испытательное напряжение, расположение обмоток первичного и вторичного напряжения на разных стержнях). Разделительные трансформаторы можно применять не только с одновременным понижением напряжения, но и как чисто разделительные, например, 220/220 В.

Заземление вторичной обмотки разделительного трансформатора не допускается. Корпус трансформатора в зависимости от режима нейтрали сети, питающей первичную обмотку, должен быть заземлен или занулен.

Применение разделительных трансформаторов существенно улучшает условия безопасности по сравнению с питанием непосредственно от сети или через понижающие трансформаторы с заземлением вторичных обмоток.

Ограждение относится к защитным мерам и предусматривает выполнение аппаратов и приборов в закрытых корпусах, применение закрытых комплектных устройств, надежные ограждения и т. п. Во многих случаях они снабжены блокировками, не допускающими снятие корпусов или ограждений, если предварительно не отключено напряжение.

Каждая из перечисленных защитных мер имеет свою область применения. В некоторых случаях применяют одновременно две защитные меры. Но ни одна из защитных мер сама по себе не дает полной гарантии электробезопасности, потому что главная гарантия – это соблюдение всех правил обращения с электро­техническими устройствами. Их нарушение является основной причиной электротравматизма.

Защитные средства, способствующие обеспечению электробезопасности, включают в себя: изолирующие оперативные штанги; изолирующие клещи для операций с предохранителями; указатели напряжения; изолирующие измерительные штанги; токоизмерительные клещи; изолирующие лестницы и площадки; изолирующие тяги, захваты; инструменты с изолированными рукоятками; резиновые диэлектрические перчатки, боты, галоши, коврики; изолирующие подставки, колпаки и накладки; переносные заземления; временные ограждения; предупреждающие плакаты; защитные очки; предохранительные пояса; страхующие канаты и др.

Применение тех или иных защитных средств при эксплуатации, ремонте и наладке устанавливается правилами техники безопасности и специальными инструкциями. Защитные средства должны находиться под постоянным контролем и учетом и быть в исправном состоянии. При приемке в эксплуатацию их проверяют независимо от заводского испытания, а в процессе эксплуатации подвергают периодическим контрольным осмотрам, электрическим и механическим испытаниям в сроки и по нормам, указанным в ПТБ при эксплуатации потребителей.

Электроустановки в отношении мер электробезопасности разделяются на:

• электроустановки выше 1 кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью (с большими токами замыкания на землю);

• электроустановки выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью (с малыми токами замыкания на землю);

• электроустановки до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью;

• электроустановки до 1 кВ с изолированной нейтралью.

Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ сети с эффективно заземленной нейтралью следует выполнять с соблюдением требований либо к их сопротивлению, либо к напряжению прикосновения, а также с соблюдением требований к конструктивному выполнению и к ограничению напряжения на заземляющем устройстве. Эти требования не распространяются на заземляющие устройства опор воздушных линий.

Напряжение на заземляющем устройстве при стекании с него тока замыкания на землю не должно превышать 10 кВ. Напряжение выше 10 кВ допускается на заземляющих устройствах, с которых исключен вынос потенциалов за пределы зданий и внешних ограждений электроустановки.

При напряжениях на заземляющем устройстве более 5 кВ и до 10 кВ должны быть предусмотрены меры по защите изоляции отходящих кабелей связи и телемеханики и по предотвращению выноса опасных потенциалов за пределы электроустановки.

Заземляющее устройство, которое выполняется с соблюдением требований к его сопротивлению, должно иметь в любое время года сопротивление не более 0,5 Ом, включая сопротивление естественных заземлителей.

В целях выравнивания электрического потенциала и обеспечения присоединения электрооборудования к заземлителю на территории, занятой оборудованием, следует прокладывать продольные и поперечные горизонтальные заземлители и соединять их между собой в заземляющую сетку.

Заземляющее устройство, которое выполняется с соблюдением требований, предъявляемых к напряжению прикосновения, должно обеспечивать в любое время года при стекании с него тока замыкания на землю значения напряжений прикосновения, не превышающих нормированных. Сопротивление заземляющего устройства при этом определяется по допустимому напряжению на заземляющем устройстве и току замыкания на землю.

Внешнюю ограду электроустановок не рекомендуется присоединять к заземляющему устройству. Если от электроустановки отходят ВЛ 110 кВ и выше, то ограду следует заземлить с помощью вертикальных заземлителей длиной 2–3 м, установленных у стоек ограды по всему ее периметру через 20–50 м. Установка таких заземлителей не требуется для ограды с металлическими стойками и с теми стойками из железобетона, арматура которых электрически соединена с металлическими звеньями ограды.

Для исключения электрической связи внешней ограды с заземляющим устройством расстояние от ограды до элементов заземляющего устройства, расположенных вдоль нее с внутренней, с внешней или с обеих сторон, должно быть не менее 2 м. Выходящие за пределы ограды горизонтальные заземлители, трубы и кабели с металлической оболочкой и другие металлические коммуникации должны быть проложены посередине между стойками ограды на глубине не менее 0,5 м.

В местах примыкания внешней ограды к зданиям и сооружениям, а также в местах примыкания к внешней ограде внутренних металлических ограждений должны быть выполнены кирпичные или деревянные вставки длиной не менее 1 м.

Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью. Сопротивление заземляющего устройства при прохождении расчетного тока замыкания на землю в любое время года с учетом естественных заземлителей должно быть,но не более 10 Ом.

Для подстанций напряжением 6–10/0,4 кВ должно быть выполнено одно общее заземляющее устройство, к которому должны быть присоединены: нейтраль трансформатора на стороне с напряжением до 1 кВ, корпус трансформатора, металлические оболочки и броня кабелей напряжением до 1 кВ и выше, открытые проводящие части электроустановок напряжением до 1 кВ и выше, сторонние проводящие части.

Вокруг площади занимаемой подстанцией на глубине не менее 0,5 м и на расстоянии не более 1 м от края фундамента здания подстанции или от края фундаментов открыто установленного оборудования должен быть проложен замкнутый горизонтальный заземлитель, присоединенный к заземляющему устройству.

Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью. В электроустановках с глухозаземленной нейтралью нейтраль генератора или трансформатора трехфазного переменного тока, средняя точка источника постоянного тока, один из выводов источника однофазного тока должны быть присоединены к заземлителю при помощи заземляющего проводника.

Искусственный заземлитель, предназначенный для заземления нейтрали, как правило, должен быть расположен вблизи генератора или трансформатора. Искусственные заземлители (ИЗ) могут быть из черной или оцинкованной стали или медными. Искусственные заземлители не должны иметь окраски.

Сопротивление защитного устройства к которому присоединены нейтрали генератора или трансформатора, в любое время года должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях трехфазного тока 660, 380 и 220 В.

Главная заземляющая шина(ГЗШ) может быть выполнена внутри вводного устройства электроустановки напряжением до 1 кВ или отдельно от него. Внутри ВРУ, в качестве ГЗШ, следует использовать шину РЕ. Система уравнивания потенциалов и подключения к ГЗШ приведена в прил. В. При отдельной установке ГЗШ должна быть расположена в удобном для обслуживания месте вблизи вводного устройства. Сечение ГЗШ должно быть не менее сечение РЕ проводника питающей линии. Главная заземляющая шина, как правило, должна быть медной. Допускается применение ГЗШ из стали. Применение алюминиевых шин не допускается. В конструкции шины должна быть предусмотрена возможность индивидуального отсоединения присоединенных к ней проводников. Отсоединение проводится только с использованием инструмента.

В местах доступных только квалифицированному персоналу, ГЗШ следует устанавливать открыто, во всех остальных местах, она должна иметь защитную оболочку. Заземляющий проводник, присоединяющий заземлитель рабочего заземления к ГЗШ в электроустановках до 1 кВ должен иметь сечение не менее: медный – 10 мм², алюминиевый – 16 мм², стальной – 75 мм².