Министерство образования и науки Российской Федерации

Саратовский государственный технический университет

Балаковский институт техники, технологии и управления

БЕЗОПАСНОСТЬ 

ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 

ИССЛЕДОВАНИЕ

ЗАЩИТНЫХ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ

В ТРЕХФАЗНЫХ СЕТЯХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Методические указания к выполнению лабораторной работы

для студентов всех специальностей

Одобрено

редакционно–издательским советом

Балаковского института техники,

технологии и управления

Балаково 2006

Цель работы: ознакомиться с назначением, принципом действия заземляющих устройств, нормативными требованиями к ним, исследовать эффективность действия защитного заземления в трехфазных сетях переменного тока напря­жением 380 В.

Основные понятия

Заземлитель – проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду.

Искусственный заземлитель – заземлитель, специально выполняемый для целей заземления.

Естественный заземлитель – сторонняя проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду, используемая для целей заземления.

Заземляющий проводник – проводник, соединяющий заземляемую часть (точку) с заземлителем.

Заземляющее устройство – совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Зона нулевого потенциала (относительная земля) – часть земли, находящаяся вне зоны влияния какого-либо заземлителя, электрический потенциал которой принимается равным нулю.

Зона растекания (локальная земля) – зона земли между заземлителем и зоной нулевого потенциала.

Термин земля следует понимать как земля в зоне растекания.

Защитное заземление – заземление, выполняемое в целях электробезопасности.

3aщитное заземление – преднамеренное элект­рическое соединение с землей или ее эквивалентом (вода реки, моря, каменный уголь в коренном залегании и т.п.) металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус (т.е. соединения токоведущей час­ти с нетоковедущей в результате, например, повреждения изоляции, падения провода, находящегося под напряжением).

Назначение защитного заземления – устранение опасности по­ражения током в случае прикосновения к корпусу электроустанов­ки и другим нетоковедущим металлическим частям, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам. Защитное заземление следует отличать от рабочего.

Область применения защитного заземления – сети трехфазного тока с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В и выше и сети трехфазного тока с заземленной нейтралью напряжением выше 1000 В.

Рабочее (функциональное) заземление – заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности).

Рабочее заземление – преднамеренное соеди­нение с землей отдельных точек электрических цепей, например, нейтральных точек обмоток генераторов, силовых и измерительных трансформаторов, дугогасящих аппаратов, реакторов поперечной ком­пенсации и др. Рабочее заземление предназначено для обеспече­ния надлежащей работы электроустановки в нормальных или ава­рийных условиях и осуществляется непосредственно (т.е. путем соединения проводником заземляемых частей с заземлителем) или через специальные аппараты – пробивные предохранители, разряд­ники, резисторы и т.п.

Защитное зануление в электроустановках напряжением до 1 кВ – преднамеренное соединение открытых проводящих частей с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности.

Защитное заземление электроустановок следует выполнять :

1) при напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и вы­ше постоянного тока во всех электроустановках;

2) при номинальных напряжениях выше 42 В, но ниже 380 В пе­ременного тока и выше 110 В, но ниже 440 В постоянного тока только в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках.

Заземление электроустановок не требуется при номинальных напряжениях до 42 В переменного тока и до 110 В постоянного тока во всех случаях, кроме электроустановок, расположенных во взрывоопасной зоне.

Действующие в настоящее время Правила устройства электроустановок (ПУЭ) требуют, чтобы сопротивление заземляющего устройства, используемого для защитного заземления открытых проводящих частей, в системе IT должно соответствовать условию:

R  U_пр/I,

где R – сопротивление заземляющего устройства, Ом;

U_пр – напряжение прикосновения, значение которого принимается равным 50 В (см. также 1.7.53);

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.

Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генератора или трансформатора (рабочее заземление), в любое время года должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом использования естественных заземлителей, а также заземлителей повторных заземлений PEN- или PE-проводника воздушной линии напряжением до 1 кВ при количестве отходящих линий не менее двух. Сопротивление заземлителя, расположенного в непосредственной близости от нейтрали генератора или трансформатора или вывода источника однофазного тока, должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока.

При удельном сопротивлении земли  > 100 Омм допускается увеличивать указанные нормы в 0,01 раз, но не более десятикратного.