2. Условия эффективности защитного заземления и их контроль
При устройстве защитного заземления необходимо выполнять ряд условий, которые позволяют обеспечить эффективность защиты:
1. Сопротивление заземляющего устройства, используемого для защитного заземления открытых проводящих частей, в системе IT должно соответствовать условию:
rз < Uпр/I,
где rз - сопротивление заземляющего устройства, Ом;
Uпр - напряжение прикосновения, значение которого принимается равным 50 В;
I - полный ток замыкания на землю, А.
Как правило, не требуется принимать значение сопротивления заземляющего устройства менее 4 Ом. Допускается сопротивление заземляющего устройства до 10 Ом, если соблюдено приведенное выше условие, а мощность генераторов или трансформаторов не превышает 100 кВ·А, в том числе суммарная мощность генераторов или трансформаторов, работающих параллельно.
2. Сопротивление изоляции должно быть достаточно большим (например rиз 0,5 МОм для участка), в этом случае ток, протекающий через тело человека, ограничивается сопротивлением изоляции:
Iч
=
,(1), где
Uф – фазное напряжение, В;
R – сопротивление человека, Ом;
Rиз – сопротивление изоляции, Ом.
Из формулы видно, что чем больше сопротивление изоляции, тем меньше ток, протекающий через тело человека.
3. Пробивной предохранитель должен быть в исправном состоянии.
Пробивной предохранитель предназначен для защиты от опасности перехода высшего напряжения на сторону низшего, возникающей при повреждении изоляции между обмотками трансформатора. При пробое пробивного предохранителя, ток протекает не через сопротивление изоляции, а через контур рабочего заземления, при этом защитная роль изоляции утрачивается и на корпусе напряжение достигает опасной величины.
Все перечисленные условия должны проверяться. Сопротивление защитного заземления и сопротивление изоляции согласно графикам планово-предупредительных ремонтов, но не реже 1 раза в год; пробивной предохранитель должен проверяться ежемесячно и при каждом предположении о срабатывании.
3. Описание стенда для исследования эффективности защитного заземления
На вертикальной панели смонтирована 3-х фазная сеть с изолированной нейтралью, к которой подключены электродвигатели 11 и 18. Корпус электродвигателя 11 занулен, а корпус электродвигателя 18 заземлен.
В цепи заземления электродвигателя 18 установлен переключатель 19, позволяющий изменять величину защитного заземления в пределах 4;25;50;100 Ом и .
Пробой изоляции и переход напряжения на корпус электродвигателя 18 производится тумблером 16. прикосновение человека к корпусам электродвигателей 11 и 18 осуществляются тумблерами 12 и 15. Напряжение прикосновения и токи, протекающие через тело человека, контролируются вольтметром 14 и миллиамперметрами 20 и 21. Ослабление уровня изоляции и пробой пробивного предохранителя производится тумблерами 17 и 10. Вольтметр 13 контролирует напряжение сети.
Правилами устройства электроустановок запрещается устраивать в сетях с изолированной нейтралью для одной части электроустановки защитное заземление, а для другой части зануление. При таком недопустимом устройстве и повреждении изоляции у какой-либо заземленной электроустановки, человек попадает под напряжение. Поэтому сеть питания и зануляющая магистраль электродвигателя 11 выполнены пунктирными линиями с целью подчеркнуть недопустимость устройства защитного зануления в сети с изолированной нейтралью.
Наличие на вертикальной панели защитного заземления и зануления позволяет наглядно показать студентам опасность прикосновения к корпусу зануленного электродвигателя 11 при нарушении изоляции только у заземленного электродвигателя 18. Для этой цели необходимо тумблером 16 осуществить нарушение изоляции электродвигателя 18, тумблером 12 осуществить прикосновение человека к электродвигателю 11 и миллиамперметром 21 измерить ток Iч, протекающий через тело человека. При принятых параметрах цепи стенда U=220В; R=1000Ом; Rз=4Ом ток Iч достигает величины.
Iч
=
220 мА
Рис.2 Стенд для исследования эффективности защитного заземления.