Вопрос 15. Защитное заземление, схема, принцип действия. Обеспечение надежной работы защитного заземления.

Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей оборудования (корпуса), которые могут оказаться под напряжением в результате нарушения изоляции токоведущих частей или по другим причинам.

Заземлению подлежат корпуса электрооборудования в следующих случаях:

- при номинальном напряжении более 380 В переменного тока и 440 В постоянного тока во всех случаях;

- при номинальном напряжении от 42 до 380 В переменного тока и от 110 до 440 В постоянного тока при выполнении работ в условиях с повышенной опасностью и особо опасных и в наружных условиях;

- во взрывоопасных помещениях во всех случаях.

Защитному заземлению подлежат металлические корпуса машин, приборов, аппаратов, электроинструментов, каркасы щитков, пультов и шкафов, металлические корпуса кабелей и кабельных муфт, стальные трубы электропроводок.

Целью защитного заземления является понижение напряжения между корпусом и землей до безопасного значения, т.е. уменьшение напряжения прикосновения и, следовательно, тока, протекающего через тело человека.

При замыкании фазы на корпус в отсутствии защитного заземления через человека, стоящего на земле, могут протекать тока, опасные для жизни. Если корпус заземлен, то большая часть тока замыкается через заземляющее устройство, так как его сопротивление мало по сравнению с сопротивлением тела человека. Электрический потенциал земли повышается, понижается разность потенциалов между корпусом и землей и уменьшается, следовательно, напряжение прикосновения и ток, протекающий через тело человека.

Рисунок 1 - Схема устройства защитного заземления

1 – электроустановки; 2 – заземляющие проводники; 3 – магистраль заземления; 4 – заземлители

Заземляющее устройство состоит из заземлителя (рис.1) и заземляющих проводников. Заземлитель представляет собой проводник или несколько проводников, соединенных между собой и имеющих непосредственный контакт с землей.

Заземленные элементы электроустановок подсоединяются к заземлителям с помощью заземляющих проводников. Если заземляющий проводник имеет два или более ответвлений, то образующаяся система называется магистралью заземления. В качестве заземляющих проводников применяют изолированные и неизолированные провода, угловую и полосовую сталь, трубы.

Заземлители могут быть естественными и искусственными. В качестве естественных заземлителей могут быть использованы токопроводящие части зданий, сооружений, заглубленные в землю, водо- и другие трубопроводы, свинцовые оболочки кабелей. Запрещается использовать в качестве естественных заземлителей трубопроводы для газа и других взрывоопасных веществ.

В качестве искусственных заземлителей применяют уголки, трубы из стали, меди или оцинкованного металла, которые заглубляются в траншею ниже уровня промерзания грунт а.

Для определения технического состояния заземляющего устройства периодически проводится его проверка. Она включает в себя внешний осмотр видимой части, контроль надежности соединения заземляющих проводников, выборочное вскрытие грунта, измерение сопротивление петли “фаза - нуль”, измерение сопротивления заземляющего устройства.

Измерение сопротивления заземляющего устройства на телефонно-телеграфных станциях проводят 2 раза в год - летом (в период наибольшего просыхания грунта) и зимой (в период наибольшего промерзания грунта). На радиорелейных станциях, станциях радиотрансляционных узлов проверка ежегодная - в летнее время, а на воздушных и кабельных линиях связи - перед началом грозового периода (апрель - май).

Измерения можно проводить специальным измерителем сопротивления заземления или методом амперметра и вольтметра. Для измерения сопротивления заземлителя методом амперметра и вольтметра в землю на расстоянии 20 м от заземлителя, вбивают два дополнительных зонда. Через заземлитель и зонд пропускается электрический ток, значение которого измеряется амперметром. Между заземлителем и зондом, расположенным в точке с нулевым потенциалом, включается вольтметр, измеряющий падение напряжения на заземлителе. Зная падение напряжения и значение тока, определяют сопротивление заземления, Ом:        R_з=U|I,

где U – падение напряжения на заземлителе, В;

  I – ток, протекающий через заземлитель, А.

Каждое заземляющее устройство должно иметь паспорт, в котором приводятся схема заземления, технические характеристики и результаты проверок.

По своему устройству защитное заземление может быть выносным и контурным.

Заземлители выносного защитного заземления находятся за пределами расположения заземляемых объектов. Используется в том случае, когда нельзя разместить заземлители на территории, где находятся защищаемые объекты, или когда сопротивление грунта, где находятся электроприемники, слишком велико или заземляемые объекты рассредоточены на территории.

При контурном заземлении заземлители располагают по контуру и внутри площадки и заземляемыми объектами, что приводит к выравниванию потенциала площадки и уменьшению напряжения прикосновения и шага.