Защитное заземление принцип действия

Защитным заземлением называется преднамеренное электри­ческое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Защитное заземление необходимо выполнять 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. Защитному заземлению подлежат металлические корпу­са машин, приборов, аппаратов, электроинструментов, каркасы щитков, пультов и шкафов, металлические корпуса кабелей я 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.

Защитное заземление необходимо выполнять 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 11О до 440 В постоянного тока при выполнении работ в условиях с повышенной опасностью и особо опасных. Защитному заземлению подлежат металлические корпу­са машин, приборов, аппаратов, электроинструментов, каркасы щитков, пультов и шкафов, металлические корпуса кабелей я кабельных муфт, стальные трубы электропроводок.

При замыкании фазы на корпус в отсутствие защитного зазем­ления через человека, стоящего на земле, могут протекать токи опасные для жизни. Если, корпус заземлен, 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 уменьшаются, следовательно, напряжение прикосновения и ток, протекающий через тело человека.

Заземляющее устройство состоит из заземлителя и заземляю­щих проводников (рис.3).

Рис. 3. Схема устройства защитного заземления:

I — электроустановки; 2 — заземляющие проводники; 3 — магистраль заземления; 4 — заземлители

Рис. 4.7. Схема измерения сопротивления заземления с помощью амперметра И Вольтметра

 

Заземлитель представляет собой проводник или несколько проводников, соединенных между собой и имеющих непосредственный контакт с землей. 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 грунта. Заземлители соединяются между собой с помощью сварки. Заземляемые 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. Заземляющие проводники соединяются между собой, а также с заземлителями сваркой, а с электроустановкой — сваркой или с помощью болтов. Каждый заземляющий объект подсоединяется к магистрали заземления отдельным ответвителем, последовательное соединение не допускается, так как обрыв одно­го из проводников приводит к отключению от заземляющего уст­ройства остальных приемников. Качество защитного заземления оценивают по его сопротивлению. Согласно ГОСТ 12.1.030.81 со­противление заземляющего устройства не должно превышать, Ом, для сетей с заземленной нейтралью напряжением, В:

660/380 2

380/220.......4

220/127........ 8

Для сетей с большими токами замыкания на зем­лю (более 500 А) сопротивление заземления не должно превы­шать 0,5 Ом.

Для некоторых устройств и аппаратуры связи сопротивление защитного заземления может быть увеличено до 10 Ом и более.

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 сопротивления 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).

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

По своему устройству защитное заземление может быть вынос­ным и контурны м. Заземлители выносного защитного заземления уходятся за пределами расположения заземляемых объектов. Вы­носное заземление 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. Такой тип заземляющего устройства приме­няется обычно для электроустановок до 1000 В с малыми токами замыкания на землю.

В последнее время применяют и контурное заземл ение, при котором заземлители располагаются по контуру и внутри площад­ки с заземляемыми объектами, что приводит к выравниванию по­тенциала площадки и уменьшению напряжения прикосновения и шага. напряжение прикосновения будет наибольшим, если человек сходится между двумя заземлителями, и наименьшим, если чело­век находится над заземлителем. Напряжение шага уменьшается по мере удаления от заземлителя и резко возрастает на краю контурного заземления, где наблюдается резкий спад потенциала.

Билет 30

К основным изолирующим средствам в электроустановках до 1000 В относятся:

диэлектрические перчатки;

инструмент с изолирующими рукоятками;

указатели напряжения.

К дополнительным средствам относятся:

диэлектрические галоши;

диэлектрические резиновые коврики;

изолирующие подставки.

Указатели напряжения применяются для проверки отсутствия или наличия напряжения без измерения его значения. Различают указатели напряжения для электроустановок до 1000 В и выше 1000 В. В установках до 1000 В применяются двухполюсные и од­нополюсные указатели напряжения (рис.7). В указатели вмонтированы неоновые лампочки, которые загораются при протека­нии через них тока, сигнализируя таким образом о наличии на­пряжения в сети.

Диэлектрические перчатки, галоши, боты и коврики делают из резины специальных марок, имеющей высокую элек­трическую прочность.

Рис.9 Изолирующие защитные средства из резины

Диэлектрические перчатки выпускают двух типов (для устано­вок до 1000 В и выше 1000 В) и нескольких размеров. Перед на­чалом работ перчатки проверяют на герметичность (отсутствие проколов и дрожогав).

Диэлектрические галоши и боты используют в качестве допол­нительного средства защиты при работе в электроустановках, а также для защиты от напряжения шага. Галоши и боты бывают нескольких размеров. Их надевают на обычную сухую обувь, очи­щенную от загрязнений. Запрещается постоянное ношение диэлек­трических галош во избежание их повреждения.

Диэлектрические коврики толщиной 6 мм и размерами не ме­нее 50X50 ом имеют рифленую поверхность. Диэлектрические коврики расстилаются перед электроустаиовками, находящимися в помещениях с повышенной опасностью и особо опас­ных. В сырых и пыльных помещениях диэлектрические свойства ковриков резко снижаются, и они не могут обеспечить надежную изоляцию человека от пола. В таких случаях вместо ковриков применяют изолирующие подставки. Они представляют собой на­стил размером не менее 50x50 см из сухих деревянных планок, которые расположены друг от друга на расстоянии не более 3 см (рис.9). Настил укрепляется на фарфоровых изоляторах, ника­ких металлических креплений подставка не имеет. Изолирующие подставки имеют механическую и электрическую прочность, пре­вышающую прочность диэлектрических ковриков.

Все защитные изолирующие средства хранятся в закрытых по­мещениях и защищаются от воздействия влаги, пыли и механиче­ских повреждений. Перчатки, боты, галоши и коврики, кроме этого, должны быть защищены от воздействия химических веществ солнечных лучей и тепла нагревательных приборов, в противном случае возможно разрушение резины.

Поскольку в процессе эксплуатации механические и диэлек­трические свойства защитных средств могут ухудшаться, произво­дятся их периодические проверки и испытания. Периодические проверки заключаются во внешнем осмотре защитного средства инженерно-техническим персоналом. При наличии повреждений защитное средство бракуется

Билет 31

Защитное отключение

Защитное отключение — это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током. Такая опас­ность появляется в случае, если корпуса электроустановок оказы­ваются под -напряжением, при замы-каши фазы на землю или при сни­жении сопротивления изоляции про­водов. Для того чтобы быстро от­ключить участок цепи при возник­новении опасности поражения элек­трическим током, применяют устрой­ства защитного отключения (УЗО). УЗО применяются как самостоятельное средство защиты взамен за­щитного заземления или зануления или в дополнение к ним. Чаще все их используют в электроустановках до 1000 В: для передвижных электроустановок, электроинструментов, для стационарных электроустановок, в которых заземление или зануление применить невозможно.

Схема УЗО, реагирую­щего на напряжение на корпусе приведена на рис.5.

Датчиком в схеме служит реле напряжения РН, включенное между корпусом и вспомогательным заземлителем. При пробое одной из фаз на корпус он оказывается под напряжением. Если напряжение на корпусе превысит предельно допустимое напряжение, срабатывает реле РН, замыкается цепь отключающей катушки ОК автоматического выключателя АВ. Электроустановка отключается от сети. До момента срабатывания автоматического выключателя в качестве меры защиты действует схема защитного заземления.

Такой тип УЗО применяют на сетях, где защитное заземление или зануления малоэффективны. Достоинством схемы является простота, а недостатком - отсутствие самоконтроля и селективности, а также применение вспомогательного заземления.

Рис. 5 Схема УЗО, реагирую­щего

на напряжение на корпусе

Билет 32

Дополнительные защитные средства используются в сочетании с основными, а также служат мерой защиты от напряжения шага, В установках напряжением до и выше 1000 В применяются различные защитные средства.

К основным изолирующим средствам в электроустановках выше 1000 В относятся: изолирующие штанги;

изолирующие и токоизмерительные клещи;

указатели напряжения;

изолирующие устройства и приспособления для ремонтных ра­бот (изолирующие лестницы, площадки, габаритники и т. п.).

К дополнительным средствам защиты относятся:

диэлектрические перчатки;

диэлектрические боты;

диэлектрические резиновые коврики;

изолирующие подставки.

Изолирующие штанги применяются для включения и отключе­ния ножей разъединителей, для наложения временных заземле­ний, проверки отсутствия или наличия напряжения и т. п. Штанги имеют три части — рабочую (7), изолирующую (2) и рукоятку (4), отделенные ограничительным кольцом (3) (рис.6,а).

Изолирующие клещи применяются для смены трубчатых пре­дохранителей, для установки резиновых накладок на ножи разъединителей без снятия напряжения. Конструкции клещей различны. Они могут выполняться полностью из диэлектрика (рис.6,6) или иметь диэлектрическую изолирующую часть и рукоят­ку Изолирующие клещи применяют в закрытых помещениях, но допускается их применение в сухую погоду и в открытых элек­троустановках.

Указатели напряжения применяются для проверки отсутствия или наличия напряжения без измерения его значения. Различают указатели напряжения для электроустановок до 1000 В и выше 1000 В. В установках до 1000 В применяются двухполюсные и од­нополюсные указатели напряжения (рис.7). В указатели вмонтированы неоновые лампочки, которые загораются при протека­нии через них тока, сигнализируя таким образом о наличии на­пряжения в сети.

Двухполюсные указатели применяются в уста­новках как переменного, так и постоянного тока. При использова­нии двухполюсных указателей необходимо касаться двух частей электроустановки, между которыми определяется наличие напря­жения.

 

Рис.7 Указатель напряжения для электроустановок до 1000 В

Рис. 8 Инструмент с изоли­рующими рукоятками

Однополюсный указатель требует прикосновения только к одной части электроустановки. Электрическая цепь замыкается через тело человека, когда он касается пальцем металлического контакта указателя. Ток, протекающий через человека, не опасен, но достаточен для зажигания неоновой лампы. Однополюсный указатель УНН-1 выполнен в виде авторучки. При применении однополюсных указателей нельзя пользоваться диэлектрическими перчатками, изолирующими подставками, так как в этом случае ток, протекающий по цепи, оказывается недостаточным для того, чтобы загорелась неоновая лампочка.

Инструмент с изолирующими рукоятками применяется для слесарно-монтажных работ в электроустановках без снятия напряжения. Рукоятки инструмента изготавливаются из изоляционного материала и имеют длину не менее 10 см; они снабжаются упорами, чтобы избежать соскальзывания руки и касания металлических частей инструмента. Перед началом работы с инструментом надо проверить состояние изолирующих рукояток. При наличии на них трещин или сколов пользоваться инструмен­том запрещается.

Диэлектрические перчатки, галоши, боты и коврики делают из резины специальных марок, имеющей высокую элек­трическую прочность.

Рис.9 Изолирующие защитные средства из резины

Диэлектрические перчатки выпускают двух типов (для устано­вок до 1000 В и выше 1000 В) и нескольких размеров. Перед на­чалом работ перчатки проверяют на герметичность (отсутствие проколов и дрожогав).

Диэлектрические галоши и боты используют в качестве допол­нительного средства защиты при работе в электроустановках, а также для защиты от напряжения шага. Галоши и боты бывают нескольких размеров. Их надевают на обычную сухую обувь, очи­щенную от загрязнений. Запрещается постоянное ношение диэлек­трических галош во избежание их повреждения.

Диэлектрические коврики толщиной 6 мм и размерами не ме­нее 50X50 ом имеют рифленую поверхность. Диэлектрические коврики расстилаются перед электроустаиовками, находящимися в помещениях с повышенной опасностью и особо опас­ных. В сырых и пыльных помещениях диэлектрические свойства ковриков резко снижаются, и они не могут обеспечить надежную изоляцию человека от пола. В таких случаях вместо ковриков применяют изолирующие подставки. Они представляют собой на­стил размером не менее 50x50 см из сухих деревянных планок, которые расположены друг от друга на расстоянии не более 3 см (рис.9). Настил укрепляется на фарфоровых изоляторах, ника­ких металлических креплений подставка не имеет. Изолирующие подставки имеют механическую и электрическую прочность, пре­вышающую прочность диэлектрических ковриков.

Все защитные изолирующие средства хранятся в закрытых по­мещениях и защищаются от воздействия влаги, пыли и механиче­ских повреждений. Перчатки, боты, галоши и коврики, кроме этого, должны быть защищены от воздействия химических веществ солнечных лучей и тепла нагревательных приборов, в противном случае возможно разрушение резины.

Поскольку в процессе эксплуатации механические и диэлек­трические свойства защитных средств могут ухудшаться, произво­дятся их периодические проверки и испытания. Периодические проверки заключаются во внешнем осмотре защитного средства инженерно

Билет 33