1.11. Загальні засоби захисту

Металеві частини електричних машин, не призначені для проходження по них електричного струму із-за порушення або пошкодження ізоляції, можуть виявитись під напругою. У разі доторкання людини до цих частин створюється небезпека ураження її електричним струмом. Для уникнення ураження використовують захисне заземлення, захисне занулення, захисне вимкнення.

Захисне заземлення — спеціальне електричне з'єднання провідниками корпусу електроустаткування, який може виявитись під напругою, з заземлювальним пристроєм.

Заземлювальний пристрій — це сукупність заземлювачів і заземлювальних провідників.

Заземлювач — це провідник або сукупність з'єднаних між собою провідників, які дотикаються до землі. Заземлювач являє собою металевий стрижень завдовжки 1,5—2,5 м і діаметром 25—50 мм, забитий у землю.

Заземлювальний провідник з'єднує заземлювач із заземлювальною частиною електроустановки. Електричний опір заземлювального пристрою не повинен перевищувати 4 Ом. У цьому разі ураження людини струмом неможливе, навіть якщо вона доторкнеться до корпусу електродвигуна, що перебуває під напругою. Під час дотику людини до заземленого корпусу, на якому з'явилась напруга, майже весь струм пройде через заземлювач, опір якого значно менший, ніж опір людини.

Рис. 1.3. Захисне заземлення електродвигуна: П – привід; Rф — опір фазної обмотки; Rн — опір нейтрального проводу; R0 — заземлення

Заземлювальний пристрій періодично перевіряють. Відкрито прокладені заземлювальні провідники повинні бути пофарбовані в чорний колір. Періодична перевірка передбачає вимірювання електричного опору.

Захисне заземлення не є захистом від доторкання до струмопровідних частин електричних машин. Воно призначене для зменшення (до небезпечного рівня) напруги дотикання під час її замикання на корпус електроустановки (рис. 1.3).

Захисне заземлення використовують у мережах напругою до 1000 В з ізольованою нейтраллю і в мережах напругою вище 1000 В незалежно від нейтралі.

В енергосистемах з напругою до 1000 В замість захисного заземлення використовують захисне занулення.

Захисне занулення — це спеціальне з'єднання корпусів електричного устаткування, які можуть опинитися під напругою, з неодноразово заземленим нульовим проводом.

Зихисне занулення використовують у чотирипровідних мережах із заземленою нейтраллю, оскільки в цих мережах неможливо зменшити напругу корпусу устаткування, який в аварійному режимі перебуває в контакті зі струмопровідними частинами. Занулення знижує потенціал корпусу і перетворює замкнення на занулюваний корпус в однофазне коротке замикання, внаслідок якого спрацьовують апарати захисту і вимикають пошкоджену ділянку електричного кола. Отже, значно зменшується тривалість режиму замикання на корпус.

У разі ушкодження ізоляції корпус електроустаткування перебуває під напругою, а у разі пробою відбувається коротке замикання між фазним та нульовим проводами. Через запобіжник надійде великий струм, який спричинить перегоряння запобіжника або вимкнення автоматичного вимикача. Устаткування буде вимкнено, а доторкання до нього — безпечним.

Захисне вимкнення — найдосконаліший та швидкодіючий спосіб захисту від небезпеки ураження електричним струмом, який успішно діє за будь-якої напруги в мережах. При замиканні електроустаткування на корпус здійснюється автоматичне вимкнення електроустановки (спрацьовує спеціальна автоматична установка, в якій у разі появи напруги на затискачах електромагнітної котушки миттєво спрацьовують вимикачі).

У схемах захисного вимкнення є чутливий елемент (датчик) автоматичного пристрою, який реагує на вхідну величину.

Вхідною величиною може бути напруга корпусу відносно землі, струм замикання на землю, напруга нульової послідовності, струм нульової послідовності тощо.

Напруга корпусу відносно землі виникає під час замикання на корпус. Якщо корпус заземлений або замикання відбулося безпосередньо на землю, то виникає струм заземлення, який і буде вхідною величиною схеми вимкнення.

Під час замикання на землю змінюється напруга фаз відносно землі та виникає напруга між нейтраллю джерела і землею. Ця напруга називається напругою нульової послідовності.

Основною перевагою захисного вимкнення є швидке вимкнення електроустановки в аварійному режимі. В основному схеми захисного вимкнення спрацьовують на самому початку ушкоджень, а не під час повного замикання.

Усі засоби захисту необхідно систематично оглядати. Зовнішній візуальний огляд проводиться 1 раз на місяць, інструментальний замір — 1 раз на рік.