Защитное заземление. Назначение, устройство. Выбор его параметров

Защитное заземление называют преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением. Заземляют все электрические установки, работающие при номинальном напряжении переменного тока более 120 В (кроме светильников, подвешенных в помещениях без повышенной опасности поражения электрическим током на высоте не менее 2 м при условии изоляции крючка для подвески светильника пластмассовой трубкой). Заземляющее устройство (рис. 2) состоит из заземлителя и проводника, соединяющего металлические части электроустановок с заземлителем. В качестве искусственных заземлителей применяют заглубленные в землю стальные трубы, кабели с металлической оболочкой (кроме алюминиевой), обсадные трубы артезианских колодцев и т.п. Принцип действия защитного заземления заключается в снижении до безопасных значений напряжений прикосновения и шага в случае появления электрического потенциала вследствие замыкания тока на металлические корпуса электрооборудования, разряда молнии или других причин.

Каждую электроустановку следует присоединить к заземляющей магистрали отдельным проводником. Последовательное соединение заземленных частей не допускается. Соединение должно быть надежным, обычно их выполняют сваркой или с помощью болтов. Не разрешается прокладывать в земле неизолированные алюминиевые проводники из-за их быстрой коррозии. С целью защиты от нее заземляющие в сырых помещениях устраивают на расстоянии не ближе 10 мм от стен.

Рис. 2. Принципиальная схема защитного заземления

Сопротивление, Ом, стержневого вертикального заземлителя с диаметром d круглого сечения у поверхности земли (рис 3, а):

R₃ = 0,366 lg ,

где ρ –удельное сопротивление грунта, Ом·м; l и b длина и ширина заземлителя, м; h – расстояние от поверхности земли до середины заземлителя, м.

Значения ρ могут быть от 1 (морская вода)до 10⁶ (граниты). При колебаниях влажности грунтов сильно изменяется их удельное сопротивление, например, при снижении влажности красной глины с 20 до 10 % оно возрастает в 13 раз. Значительно увеличивается ρ в случае промерзания грунта. Вот почему стержневые заземлители рекомендуют забивать на глубину, большую глубины промерзания, и по возможности ниже уровня грунтовых вод. Сопротивление, Ом, стержневого вертикально заглубленного заземлителя круглого сечения (рис. 3, б):

R₃ = 0,366 lg + 0,5lg .

Сопротивление заземлителя, Ом, выполненного в виде горизонтальной полосы (рис. 3, в), заглубленной в землю,

R₃ = 0,366 lg .

Число стержней n₃ в контуре заземления:

n₃ = ,

где k_C – коэффициент сезонности (для средней полосы России k_C = 1,8); R_Н.З – нормальное сопротивление заземлителя, Ом; n_Э - коэффициент экранирования, зависящий от формы и длины заземлителей, их числа в контуре, расстояния между ними; при снижении числа заземлителей от 20 до 2 коэффициент n_Э изменяется от 0,09 до 0,94.

Сопротивление заземления проверяют специальными приборами-измерителями М-416, МС-08 и др. Если контролируют не в период максимального промерзания грунта, то показания прибора следует умножить на коэффициент сезонности.

С помощью омметров М-372 обычно измеряют сопротивление цепи «оборудование – заземлитель». Сопротивление контура вместе с сопротивление проводника и есть полное сопротивление заземляющего устройства.

d

	а
			в

Рис. 3. Схемы заземлителей:

а – стержневого вертикального круглого сечения у поверхности земли; б – стержневого круглого сечения, вертикально заглубленного в землю; в – горизонтальной полосы, заглубленной в землю.