Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников,

проложенных в земле, [3]

Материал	Профиль сечения	Диаметр, мм	Площадь поперечного сечения, мм	Толщина стенки, мм
Сталь	Круглый:
черная	для вертикальных заземлителей;	16	-	-
	для горизонтальных заземлителей	10	-	-
Материал	Профиль сечения	Диаметр, мм	Площадь поперечного сечения, мм	Толщина стенки, мм
	Прямоугольный	-	100	4
	Угловой	-	100	4
	Трубный	32	-	3,5
Сталь	Круглый:
оцинкованная	для вертикальных заземлителей;	12	-	-
	для горизонтальных заземлителей	10	-	-
	Прямоугольный	-	75	3
	Трубный	25	-	2
Медь	Круглый	12	-	-
	Прямоугольный	-	50	2
	Трубный	20	-	2
	Канат многопроволочный	1,8*	35

__________

Примечание*Диаметр каждой проволоки.

Металлическая ограда не должна иметь электрической связи с заземлением.

При эксплуатации ЗУ необходимо выполнить следующие

правила [8]:

• присоединение заземляющих проводников к заземлителям, заземляющим магистралям, заземляющим конструкциям должно выполняться сваркой;

• для определения технического состояния заземляющего устроиства периодически производятся:

а) внешний осмотр видимой части ЗУ;

б) проверка отсутствия обрывов и плохих контактов в цепях ЗУ между заземлением и защитными элементами;

в) изменение сопротивления ЗУ;

г) проверка цепи "фаза-ноль";

д) проверка надёжности соединений естественных заземлителей;

е) выборочное вскрытие грунта ЗУ;

Минимально допустимые размеры сечения заземляющих проводников и заземлителей выбираются согласно табл.6

1. Применение заземления для защиты от поражения электрическим током

Для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции должны быть применены по отдельности или в сочетании следующие меры защиты при косвенном прикосновении [3]: защитное заземление; автоматическое отключение питания; уравнивание потенциалов; выравнивание потенциалов; двойная или усиленная изоляция; сверхнизкое (малое) напряжение; защитное электрическое разделение цепей; изолирующие (непроводящие) помещения, зоны, площадки

Применение двух и более мер защиты в электроустановке не должно оказывать взаимного влияния, снижающего эффективность каждой из них.

Для электроустановок напряжением до 1 кВ приняты следующие обозначения:

система TN– система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников;

система TN-С– система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении;

система TN-S– система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении;

система TN-C-S– система TN, в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника питания;

система IT– система, в которой нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены;

система ТТ– система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали источника.

Первая буква – состояние нейтрали источника питания относительно земли:

Т – заземленная нейтраль;

I – изолированная нейтраль.

На рис.2. показан принцип действия защитного заземления в сети с изолированной нейтралью IT. Из анализа схемы следует, что при однофазном замыкании на корпус электроустановки напряжение проводов относительно земли распределяется пропорционально значениям сопротивлений в цепи провод-земля.

Напряжение на корпусе электроустановки с поврежденной изоляцией будет определяться по формуле:

, при . (14)

Так как сопротивление защитного заземления в значительно меньше сопротивления изоляции, то. В результате прикосновение человека к корпусу электроустановки будет безопасным. В трехфазных сетях процессы аналогичны, при этом фазные напряжения относительно земли повышаются до значения линейного напряжения, а напряжения в фазе, замкнутой на корпус, уменьшаются до безопасного.

Электроустановки напряжением до 1 кВ жилых, общественных и промышленных зданий и наружных установок должны, как правило, получать питание от источника с глухозаземленной нейтралью с применением системы TN.

Рис.2. Защитное заземление в сетях с изолированной нейтралью: – сопротивления изоляции проводов;– сопротивление защитного заземления;– напряжение прикосновения;– напряжение источника электроэнергии;– сопротивление нагрузки сети; 3. – место замыкания одного из проводов сети на металлический корпус потребителя электроэнергии

Для защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении в таких электроустановках должно быть выполнено автоматическое отключение питания.

Питание электроустановок напряжением до 1 кВ переменного тока от источника с изолированной нейтралью с применением системы IT следует выполнять, как правило, при недопустимости перерыва питания при первом замыкании на землю или на открытые проводящие части, связанные с системой уравнивания потенциалов. В таких электроустановках для защиты при косвенном прикосновении при первом замыкании на землю должно быть выполнено защитное заземление в сочетании с контролем изоляции сети или применены УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА. При двойном замыкании на землю должно быть выполнено автоматическое отключение питания.

Питание электроустановок напряжением до 1 кВ от источника с глухозаземленной нейтралью и с заземлением открытых проводящих частей при помощи заземлителя, не присоединенного к нейтрали (система ТТ), допускается только в тех случаях, когда условия электробезопасности в системе TN не могут быть обеспечены. Для защиты при косвенном прикосновении в таких электроустановках должно быть выполнено автоматическое отключение питания с обязательным применением УЗО (устройство защитного отключения). При этом должно быть соблюдено условие

R_аI_а50 В,

где I_а– ток срабатывания защитного устройства, А;

R_a– суммарное сопротивление заземлителя и заземляющего проводника, при применении УЗО для защиты нескольких электроприемников – заземляющего проводника наиболее удаленного электроприемника, Ом

При анализе принципа действия заземления в сети примем равным сопротивление фазного и нулевогопроводов (это выполняется при использовании в электропроводке 4-жильного кабеля).

На рис. 3 приведена схема, иллюстрирующая защитные действия заземления при замыкании на корпус электроустановки в сети до 1000 В с глухозаземленной нейтралью системы ТТ. Опасные напряжения на металлических нетоковедущих частях электроустановки возникают с момента замыкания до отключения поврежденного потребителя электроэнергии или участке сети. Отключение производится плавкими предохранителями или автоматическими выключателями, реагирующими на ток короткого замыкания, который протекает в петле “фаза - ноль”. Время отключения может составлять единицы секунд.

При неисправности максимальной токовой защиты корпус электроустановки длительно находится под опасным напряжением.

С учетом принятых допущений

, (15)

при ,.

Величина напряжения прикосновения будет зависеть от взаимного расположения заземляющих электродов, электроустановки и человека (см. эпюру напряжений на рис.3).

Рис.3. Схема растекания тока при однофазном замыкании в сети до 1000 В с глухо-заземленной нейтралью (система ТТ) до срабатывания максимальной токовой защиты:

а) РЗ – рабочее заземление нейтрали источника электроэнергии; ЗЗ – защитное заземление; З – место замыкания; О – нейтраль; А,В,С – фазы; N – нулевой провод;

б) – падение напряжения между точками 0 и 3;– напряжение прикосновения;– падение напряжения на рабочем заземлении;– напряжение шага;– длина шага

При нахождении человека в зоне нулевого потенциала напряжение прикосновения

, (16)

где – сопротивление рабочего заземления;

–сопротивление защитного заземления.

Таким образом, защитное заземление обеспечивает некоторое снижение напряжения прикосновения за счет выравнивания потенциалов и при возникновении делителя напряжения на сопротивлениях и.

При неисправностях в системе зануления (см. методические указания по выполнению лабораторной работы “Исследование условий электробезопасности в трехфазных четырехпроводных сетях 380/220 В с глухо-заземленной нейтралью” Йошкар-Ола; МарГту; 1987 г.) защитное заземление уменьшает значение напряжения прикосновения.

При обрыве нулевого провода (см. рис. 3), аопределяется по формуле.

Большое значение при устройстве заземления имеет требование обеспечения выравнивания потенциалов. На рис. 3,б показано, что за счет градиента напряжений на поверхности грунта человек может быть поражен напряжением шага.