9.2 Защитное заземление

Защитное заземление (ЗЗ) предназначено для того, чтобы снизить значение напряжения на корпусах заземленного электрооборудования до уровня, безопасного для человека.

Защитное заземление применяется в случае, когда заводские сети трехфазного тока бывают трехпроводными, т.е. при отсутствии нейтраль-

ного провода. При этом нейтраль N трансформатора трехпроводной сети изолирована (не соединена с землей) (рисунок 9.1).

На рисунке 9.1 изображены производственный механизм (ПМ) 1,

_{двигатель 2, прикрепленный с помощью фланца к механизму, заводская}

трехфазная сеть 3 и емкости С _А ,С _В , и С_С

_{проводов сети и землей.}

между каждым из линейных

Провод сети и земля играют роль обкладок конденсатора, между ко-

торыми находится изолятор (воздух).

При значительной протяженности заводской сети, емкости С _А ,С _В , и

₁

^С_С ^{оказываются значительными, а емкостное сопротивление}

^{Х С } _{ ⋅ С}

^{соизмеримым с сопротивлением R}_ч

тела человека.

175

В нормальных условиях все токоведущие части ПМ и двигателя изо- лированы от металлического корпуса и соприкосновение человека с ПМ не представляет опасности. Однако в случае пробоя изоляции электрический провод соединится с корпусом ПМ, и человек, коснувшийся этого корпуса, окажется соединенным с одним из проводов электрической сети (рису-

_{нок 9.1, с проводом А ). В результате этого образуется замкнутый контур}

(рисунок 9.1,

^{фазаА − R}_ч ⁻

^{земля − С}_В ^{− фазаВ ), сила тока в котором в ос-}

новном зависит от изоляции между ногами человека и землей. Если пол влажный и хорошо соединен с землей, то человек окажется под линейным

^{напряжением U} _л

^{(рисунок 9.1 напряжение U} _AB ^{), под действием которого}

по человеку протечет ток

I _ч 

^{( R}_ч

^{U л} _,

C

 R )²  X ²

где R – сопротивление пола и других элементов, соединен-

ных последовательно с телом человека, Ом.

В результате человек может быть поражен током.

Для устранения такой опасности корпус ПМ надежно соединяют с землей – заземляют (рисунок 9.1,б).

Заземлитель 3 уложен в земле и имеет с ней хороший контакт. В

этом случае тело человека и заземлитель оказываются включенными па-

раллельно.

_{При выполнении заземления добиваются, чтобы его сопротивление}

^R_з ^{было во много раз меньше внутреннего сопротивления источника.}

^{Обычно R}_з

составляет 0,5-10 Ом в зависимости от уровня напряжения и

мощности источника питания.

При возникновении однофазных замыканий на корпус источник питания работает в режиме короткого замыкания и по нему и заземлителю протека-

ет большой ток

^I _кз ^{, что приводит к значительному падению напряжения}

на внутреннем сопротивлении источника и напряжения на зажимах источ- ника, а, следовательно на корпусах оборудования снижается до безопасно- го уровня в соответствии с законом Ома для полной цепи:

^{U&  E& − I&}_кз ^{⋅ R}₀ ^,

_{где U}^& _{– комплекс напряжения на зажимах источника, В;}

_E^& _{– комплексное значение ЭДС источника, В;}

R₀

^I&_кз

– внутреннее сопротивление источника, Ом;

– комплекс тока короткого замыкания на землю, А.

176

а) ¹

^{Iч R}_ч

3

А В С

С_А С_В С_С

^N ₂

б)

^{Iч R}_ч

А В С

С_А С_В С_С

_N

^I_з

³

Рисунок 9.1 – Схемы электрической цепи при пробое изоляции и по- падании человека под напряжение при отсутствии за- земления (а) и при наличии заземления (б)