Исследование защитного заземления в электроустановках напряжением до 1000

Защитное заземление — преднамеренное электриче­ское соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряже­нием вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (индуктивное влияние соседних токоведущих частей, вынос по­тенциала, разряд молнии и т. п.).

Эквивалентом земли может быть вода реки или моря, ка­менный уголь в коренном залегании и т. п.

Назначение защитного заземления — устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу электро­установки и другим нетоковедущим металлическим частям, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на кор­пус и по другим причинам.

Защитное заземление следует отличать от рабочего заземле­ния.

Рабочее заземление — преднамеренное соединение с землей отдельных точек электрической цепи, а также фазы при использовании земли в качестве фазного или обратного провода. Рабочее заземление предназначено для обеспечения надлежащей работы электроустановки в нор­мальных или аварийных условиях и осуществляется непосред­ственно (т. е путем соединения проводником заземляемых ча­стей с заземлителем) или через специальные аппараты — про­бивные предохранители, разрядники, резисторы.

Принцип действия защитного заземления — снижение до безо­пасных значений напряжений прикосновения и шага, обуслов­ленных замыканием на корпус и другими причинами. Это до­стигается путем уменьшения потенциала заземленного обору­дования (уменьшением сопротивления заземлителя), а также путем выравнивания потенциалов основания, на котором стоит человек, и заземленного оборудования (подъемом потенциала основания, на котором стоит человек, до значения, близкого к значению потенциала заземленного оборудования).

Область применения защитного заземления:

· сети напряжением до 1000 В переменного тока — трехфазные трехпроводные с изолированной нейтралью, одно­фазные двухпроводные, изолированные от земли, а также по­стоянного тока двухпроводные с изолированной средней точкой обмоток источника тока;

· сети напряжением выше 1000 В переменного и постоянного тока с любым режимом нейтральной или сред­ней точки обмоток источников тока (рис 1).

Рис. 1. Принципиальные схемы защитного заземления в сетях трехфазного тока

а — в сети с изолированной нейтралью до 1000 В и выше;

б — в сети с заземленной нейтралью выше 1000 В;

I — заземленное оборудование; 2 — заземлитель защитного заземления;

3 — заземлитель рабочего заземления; I_З – ток замыкания на землю,

r₀, r ₃, r_ф— сопротивления рабочего, защитного заземлений, изоляции фаз.

В сети с изолированной нейтра­лью ток замыкания на землю в соответствии с законом Ома будет равен

(А)

В сети с заземленной нейтралью ток замыкания на землю I_З в соответствии с законом Ома будет равен

(А)

В случае заземления корпуса, возникает ток заземления, I_З, а напряжение на корпусе (U_З) определяется по закону Ома:

где r_З – сопротивление заземления, Ом.

Напряжение прикосновение Uпр в случае касания корпуса будет равно напряжению на корпусе U_З.