ЗАЗЕМЛЕНИЕ КАК СРЕДСТВО ЗАЩИТЫ

Назначение, принцип действия, область применения. Защитное за- земление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые  могут

оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по дру- гим причинам (индуктивное влияние соседних токоведущих частей, вы- нос потенциала, разряд молнии и т. п.). Эквивалентом земли может быть вода реки или моря, каменный уголь в карьерном залегании и т. п.

Назначение защитного заземления – устранение опасности пораже- ния током в случае прикосновения к корпусу электроустановки и дру- гим нетоковедущим металлическим частям, оказавшимся под напряже- нием вследствие замыкания на корпус и по другим причинам.

Защитное заземление следует отличать от других видов заземле- ния, например, рабочего заземления и заземления молниезащиты.

Рабочее заземление – преднамеренное соединение с землей отдель- ных точек электрической цепи, например нейтральных точек обмоток генераторов, силовых и измерительных трансформаторов, дугогасящих аппаратов, реакторов поперечной компенсации в дальних линиях элек- тропередачи, а также фазы при использовании земли в качестве фазного или обратного провода. Рабочее заземление предназначено для обеспе- чения надлежащей работы электроустановки в нормальных или аварий- ных условиях и осуществляется непосредственно (т. е. путем соедине- ния проводником заземляемых частей с заземлителем) или через специ- альные аппараты – пробивные предохранители, разрядники, резисторы и т. п.

Заземление молниезащиты – преднамеренное соединение с землей молниеприемников и разрядников в целях отвода от них токов молнии в землю.

Принцип действия защитного заземления – снижение до безопас- ных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных замы- канием на корпус и другими причинами. Это достигается путем умень- шения потенциала заземленного оборудования (уменьшением сопро- тивления заземлителя), а также путем выравнивания потенциалов осно- вания, на котором стоит человек, и заземленного оборудования (подъе- мом потенциала основания, на котором стоит человек, до значения, близкого к значению потенциала заземленного оборудования).

Рассмотрим два случая. Корпус электроустановки не заземлен. В этом случае прикосновение к корпусу электроустановки также опасно, как и прикосновение к фазному проводу сети.

Корпус электроустановки заземлен. В этом случае напряжение корпуса электроустановки относительно земли уменьшится и станет равным:

UЗ = IЗ RЗ

(1)

Напряжение прикосновения и ток через тело человека в этом слу- чае будут определяться по формулам:

U h = IЗ КЗa1,

I = RЗ  ×a  ,                            (2)

где a 1 – коэффициент напряжения прикосновения.

Уменьшая значение сопротивления заземлителя растеканию тока RЗ, можно уменьшить напряжение корпуса электроустановки относи- тельно земли, в результате чего уменьшаются напряжение прикоснове- ния и ток через тело человека.

Заземление будет эффективным лишь в том случае, если ток замы- кания на землю IЗ практически не увеличивается с уменьшением сопро- тивления заземлителя. Такое условие выполняется в сетях с изолиро- ванной нейтралью (типа IT) напряжением до 1 кВ, так как в них ток за- мыкания на землю в основном определяется сопротивлением изоляции проводов относительно земли, которое значительно больше сопротив- ления заземлителя.

В сетях переменного тока с заземленной нейтралью напряжением до 1 кВ защитное заземление в качестве основной защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении не применяется, т.к. оно не эффективно.

В соответствии с главой 1.7 ПУЭ (седьмого издания) питание элек- троустановок напряжением до 1 кВ переменного тока от источника с глухозаземленной нейтралью и заземлением открытых проводящих час- тей при помощи заземлителя, не присоединенного к нейтрали (система ТТ), допускается только в тех случаях, когда условия электробезопасно- сти в системе TN не могут быть обеспечены.

Рис. 7 – Схема сети с изолированной нейтралью (типа IT) и защитным зазем- лением электроустановки

Для защиты при косвенном прикосновении в таких электроуста- новках должно быть выполнено автоматическое питания с обязатель- ным применением УЗО дифференциального типа. При этом должно быть соблюдено условие:

I A RA < 50В,

где I a  – ток срабатывания защитного устройства.

(3)

R a  – суммарное сопротивление заземлителя и заземляющего про- водника, при применении УЗО для защиты нескольких электроприем- ников – заземляющего проводника наиболее удаленного электроприем- ника.