Защитное заземление и зануление в электроустановках

Окружающая среда усиливает или ослабляет опасность поражения током. На электрический ток, проходящий через тело человека, оказывают влияние: состояние поверхности контакта человека с токоведущими частями оборудования; наличие заземленных металлических полов и конструкций, токопроводящей пыли; повышенная влажность помещений.

В зависимости от опасности поражения человека электрическим током ПУЭ подразделяют помещения, в которых размещается электрооборудование, следующим образом.

1. Помещения без повышенной опасности — сухие, нежаркие с нетокопроводящими полами без металлоконструкций, токопроводящей пыли, например жилые, административные и другие общественные здания с деревянными, линолеумными и тому подобными полами.

2. Помещения повышенной опасности — влажные (при относительной влажности выше 75%), жаркие (температура 30 °С и выше), с токопроводящими полами (железобетонными, металлическими, земляными и т.д.), помещения, в которых имеется опасность одновременного прикосновения к металлическим кон­струкциям, трубопроводам, станкам и металлическим корпусам электрооборудования

3. Помещения особо опасные — особо сырые помещения, в которых полы, стены и потолок покрыты влагой (например, пропарочные камеры), где влажность воздуха близка к 100 %, помещения с химически опасной средой, воздействующей на изоляцию.

Для каждой установки, работающей в тех или иных условиях, регламентируется определенный комплекс защитных мероприятий, позволяющих свести к минимуму вероятность электротравматизма.

При рассмотрении вопросов, связанных с электробезопасностью, используют основные термины, принятые в ПУЭ.

Заземлителем называют металлические проводники, находящиеся в непосредственном соприкосновении с землей.

Заземляющим устройством называют совокупность заземлителя и заземля­ющих проводников.

Заземлением какого-либо участка установки называют преднамеренное электрическое соединение ее с заземляющим устройством.

Заземляющие устройства предназначены для создания надежных малоомных заземлений определенных частей электрических машин, аппаратов, токопроводов и молниеотводов с целью обеспечения требуемых режимов работы электроустановок, защиты персонала от поражения электрическим током, грозозащиты и защиты от перенапряжений.

В соответствии с этим заземления подразделяют на рабочие, защитные и грозозащитные.

Рабочие заземления обеспечивают требуемый режим работы установки в нормальной эксплуатации. К ним относят заземления нейтралей силовых трансформаторов, генераторов, реакторов поперечной компенсации на длинных ЛЭГ1, измерительных трансформаторов напряжения, систем с использованием земли в качестве рабочего провода (электрифицированный транспорт) и др.

Защитным заземлением называют преднамеренное соединение с землей металлических частей электрической установки, нормально не находящейся под напряжением, благодаря чему ток через тело человека при прикосновении к корпусу с поврежденной изоляцией снижается до такого значения, которое не угрожает жизни и здоровью.

Грозозащитное заземление необходимо для обеспечения эффективной грозозащиты электроустановок. К грозозащитным заземлениям относят заземления стержневых и тросовых молниеотводов металлических крыш зданий и сооружений, металлических и железобетонных опор ЛЭП, разрядников.

Как правило, для выполнения заземления всех типов используют одно заземляющее устройство.

Сопротивление заземляющего устройства представляет собой сумму сопротивлений заземлителя и заземляющих проводников. Сопротивление на участке растекания тока называют сопротивлением растеканию. Сопротивление растеканию заземлителя без учета малого сопротивления заземляющих проводов определяют по формуле

R₃=U₃/I₃,             (11.2)

где U₃ — напряжение на заземлителе относительно земли (точки, отстоящей на 20 м); /₃ — ток в заземлителе.

Под сопротивлением R₃ понимают не сопротивление между заземлителем и почвой (оно незначительно), а в основном сопротивление почвы между заземлителем и поверхностью нулевого потенциала.

Замыканием на землю называют случайное соединение находящихся под напряжением частей электроустановки с конструктивными частями, не изолированными от земли. Током замыкания на землю называют ток, возникающий в земле в месте замыкания.

Электроустановками с большими токами замыкания на землю называют электроустановки напряжением выше 1000 В, в которых однофазный ток замыкания на землю превышает 500 А.

Электроустановками с малыми токами замыкания на землю называют электроустановки напряжением выше 1000 В, в которых однофазный ток замыкания на землю меньше 500 А.

Согласно ПУЭ, запрещается применение заземления корпусов электрооборудования без металлической связи с глухозаземленной нейтралью, а также использование в одной и той же сети средств заземления с глухозаземленной и изолированной нейтралью. Схемы правильного и неправильного применения заземляющего металлического устройства в электроустановках с глухозаземленной нейтралью показаны на рис. 11.2. Схема б не обеспечивает безопасность людей, поскольку при замыкании на корпус- ток однофазного короткого замыкания потечет между двумя заземлителями и в результате может оказаться недостаточным для срабатывания зашиты (в данном случае плавкого предохранителя)

Напряжением прикосновения называют напряжение, возникающее между точками К и М (рис. 11.3) в цепи тока заземления, которых может одновременно коснуться человек. Напряжение прикосновения

Ukm = VK~ Флл  (П.З)

где фк, Ц)_м — потенциалы в точках К и М.

Шаговое напряжение представляет собой разность потенциалов, под которой могут оказаться ноги человека, находящиеся одна от другой на расстоянии шага («0,8 м) на поверхности с разными потенциалами.

Такое явление может произойти на поверхности, прилегающей к опорам высоковольтных ЛЭП, ТП или иных установок в случае порчи средств защиты.