Заземление и защитные меры безопасности.

Чтобы защитить людей от поражения электрическим током при случайном прикосновении их к токоведущим частям токоприемников и при повреждении изоляции, корпуса электрооборудования заземляют. Для заземления в первую очередь используют естественные заземлители — металлоконструкции сооружений, арматуру железо­бетонных конструкций, трубопроводы и другое оборудование, имею­щее надежное соединение с землей.

В Правилах устройства электроустановок перечислены условия, при которых можно использовать естественные заземлители. Рекомендуется применять одно общее заземляющее устройство для заземления электроустановок различных назначений и напряжений.

В тех случаях, когда невозможно выполнить заземление или защитное отключение электроустановки или когда устройство заземления трудно осуществить по технологическим причинам, разрешается обслуживание электроустановки с изолирующих площадок, но должна быть исключена возможность одновременного прикосновения к незаземленным частям электрооборудования и к частям зданий или оборудования, соединенным с землей.

Различают заземляющие устройства:

при больших токах замыкания на землю (электроустановки на­пряжением выше 1000 В при однофазном токе замыкания на землю более 500 А);

при малых токах замыкания на землю (напряжением выше 1000 В при однофазном токе замыкания на землю менее 500 А);

при глухозаземленной нейтрали трансформатора или генератора, присоединенной к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (трансформаторы тока и др.);

при изолированной нейтрали, не присоединенной к заземляюще­му устройству или присоединенной через аппараты, имеющие боль­шое сопротивление или устройства, компенсирующие емкостный ток в сети.

При напряжении электроустановки 220 В и выше переменного и постоянного тока во всех случаях необходимы устройства заземления, причем следует заземлять:

корпуса электрических машин, аппаратов, светильников и др.;

приводы электрических аппаратов;

вторичные обмотки измерительных трансформаторов тока и на­пряжения;

каркасы распределительных устройств, щитов, пультов, щитков и шкафов с электрооборудованием;

опорные кабельные конструкции, корпуса кабельных муфт, ме­таллические оболочки силовых и контрольных кабелей, проводов, стальные трубы электропроводки и другие металлоконструкции, связанные с установкой электрооборудования, в том числе передвижных и переносных электроприемников.

Не требуется заземлять:  оборудование, установленное на заземленных металлоконструкциях, причем на опорных поверхностях оставляют зачищенные и незакрашенные места, чтобы обеспечить хороший электрический контакт;

корпуса электроизмерительных приборов и других аппаратов, установленных на щитах, пультах и на стенах камер распределительных устройств;

съемные или открывающиеся части на металлических каркасах щитов, пультов, камерах распределительных устройств и др.

Вместо заземления отдельных электродвигателей и аппаратов на стенках и другом оборудовании можно ограничиться заземлением станины станка при условии, если обеспечен надежный контакт между корпусом электрооборудования и станиной.

В сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В (рис.6 а) при прикосновении к заземленному корпусу, оказавшемуся вследствие пробоя изоляции под напряжением, человек оказывается присоединенным параллельно к цепи замыкания корпуса на землю. Если заземление корпуса выполнено доброкачественно, т. е. имеет малое сопротивление, через это заземление пойдет основная часть тока, а через тело человека пойдет незначительный ток, не представляющий опасности для жизни.

Таким образом, надежное защитное заземление должно иметь определенное сопротивление: не более 4 Ом по ПУЭ для установок напряжением до 1000 В. Если сеть питается от небольших генераторов и трансформаторов мощностью до 100 кВ-А, сопротивление заземляющего устройства допускается до 10 Ом.

В сетях с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000 В (рис.6, б) в случае пробоя изоляции на корпусе и прикосновения к нему человека опасность поражения электрическим током может быть предотвращена, если корпус электроприемника 2 металлически присоединить к четвертому (нулевому) проводу 5 и таким образом связать его электрически с заземленной нейтралью трансформатора. При этом замыкание рабочей фазы на корпус превращается в короткое замыкание и аварийное место отключается предохранителем или автоматом, что обеспечивает безопасность человека, прикасающегося к корпусу этого токоприемника.

Выводы фаз и нейтрали трансформаторов и генераторов на распределительный щит выполняют обычно шинами, причем проводимость нулевой шины берут не менее 50% проводимости фазной шины. Если эти выводы кабельные, кабели должны быть обязательно четырехжильными. Кабели с алюминиевой оболочкой могут быть трехжильными (алюминиевую оболочку в этом случае используют в качестве четвертой, нулевой жилы).

Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали мощных трансформаторов и генераторов, должно быть не более 4 Ом, а при мощности трансформатора и генератора до 100 кВ*А - не более 10 Ом.

В электроустановках напряжением до 1000В с глухозаземленной нейтралью нельзя заземлять корпуса электрооборудования, если у них нет надежной металлической связи с нейтралью трансформатора через присоединение нулевого провода (или шины). В этих же сетях нельзя использовать свинцовые оболочки кабелей в качестве заземляю­щих проводников.

Как уже отмечалось, в первую очередь используют естественные заземлители: различные трубопроводы, проложенные в земле (кроме содержащих горючие или взрывчатые жидкости и газы, а также покрытые изоляцией для защиты от коррозии), обсадные трубы артезианских скважин, металлоконструкции и арматуру железобетонных сооружений. Правила требуют, чтобы все естественные заземлители были связаны с заземляющими магистралями не менее чем двумя проводниками, присоединенными к заземлителю в разных местах. Размеры стальных заземлителей и заземляющих проводников по ПУЭ должны быть не меньше:

для прямоугольного профиля сечением 24 мм² при толщине 3 мм в здании и 48 мм² при минимальной толщине 4 мм в земле и наружных установках;

для угловой стали толщиной полок 2 мм в здании, 2,5 мм в наружных установках и 4 мм в земле;

для стальных газопроводных труб толщиной стенок 1,5 мм в здании, 2,5 мм в наружных установках и 3,5 мм в земле.

Стальные тонкостенные трубы можно использовать в качестве за­земляющих проводников только внутри здания при толщине стенки не менее 1,5 мм.

Эксплуатация заземлений. Защитное заземление — ответственная часть электроустановки, от которой зависит безопасность людей. За состоянием сети заземления при эксплуатации организуется регулярный надзор. Наружную часть заземляющей проводки осматривают одновременно с текущими и капитальными ремонтами.

На промышленных предприятиях не реже 1 раза в год измеряют сопротивление заземляющих устройств, для чего применяют специальные приборы — измерители заземления. Ежемесячно проверяют состояние пробивных предохранителей. Эти предохранители устанавливают на стороне низшего напряжения трансформаторов с изолированной нейтралью при вторичном напряжении до 660 В. При повреждении изоляции обмоток трансформатора и переходе высшего напряжения на обмотку низшего в пробивном предохранителе происходит пробой промежутка и соединение сети низшего напряжения с заземлением. В электроустановках напряжением до 1000 В 1 раз в 5 лет должно производиться измерение полного сопротивления петли «фаза — нуль» для наиболее удаленных электроприемников (не менее 10% от общего количества).