Тема 9. Заземление и зануление электрооборудования

Для защиты обслуживающего персонала от электрического тока при эксплуатации электрооборудования ПУЭ предусмотрены заземляющие устройства. Заземляющим устройством называют систему, состоящую из заземлителей и заземляющих проводников. Оно служит для защиты людей от поражения электрическим током при прикосновении их к элементам электроустановок, изолированным от токопроводящих частей, но в следствии тех или иных неисправностей оказавшихся под напряжением. Наибольшая опасность поражения людей электрическим током возникает в сетях с глухо заземлённой нейтралью.

Целью заземления является уменьшение напряжения на заземленном оборудовании в момент протекания тока КЗ на землю, а также выравнивание напряжения в зоне растекания тока и тем самым уменьшение напряжения прикосновения и напряжения шага, под которым может оказаться обслуживающий персонал.

Такое заземление называют защитным, и оно является одной из основных мер обеспечения безопасности. Напряжением шага называют величину напряжения, возникающею между двумя точками земли на расстоянии одного шага (0,7-0,8 м), когда по ней протекает ток замыкания на землю.

Среди защитных мер электробезопасности широко распространено заземление металлических частей оборудования и электропроводок, нормально не находящихся под напряжением, но могущих оказаться под напряжением при какой-либо неисправности. При напряжении 380/220 В в сети с заземленным нулевым проводом (нейтралью) осуществляют зануление, то есть заземление путем присоединения к нулевому проводу. При исправной защите это обеспечивает отклонение неисправного участка сети при порче изоляции и замыкания на землю.

Условие безопасности резко улучшаются, если нулевой провод многократно заземлен внутри здания. Это достигается открытой прокладкой и присоединения и токоприемником и нулевым шинам щитков, доступных для осмотра заземляющих проводников, присоединяемых несколькими выводами и внешнему заземляющему контуру. При этом к каждому электродвигателю подводят четырехпроводную линию. Фазные провода подключают к соответствующим клеммам, а посредствам присоединения нулевого провода заземляют корпус двигателей и пускателей, трубы электропроводки, корпуса светильников, металлические оболочки проводов и кабелей и другие элементы, подлежащие заземлению согласно ПУЭ. Кроме того, везде, где это возможно, металлические элементы присоединяют к заземляющей сети. (рис. СХЕМА ЗАЗЕМЛЕНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ)

Если соединить металлические части электрооборудования и сети с заземлителями, расположенными в грунте, то есть осуществить заземление, то падение напряжения на нем или напряжение прикосновение(а именно оно и является причиной электротравм) будет прямо пропорционально сопротивлению растекания тока заземления. При хорошей проводимости, то есть малом сопротивлении заземления, напряжения прикосновения не достигает значения, опасного для человека, даже в момент замыкания на землю.

Необходимое для безопасности сопротивление определяют расчетным проектом. При этом учитывают, что сопротивление вертикальных электродов обычно меньше чем горизонтальных, следовательно, первые экономичнее. Это объясняется тем, что горизонтальные электроды располагают ближе к поверхности земли, где растекание тока не идет равномерно во все стороны, как на глубине. Кроме того, верхние слои почвы обычно имеют больше электрическое сопротивление, чем глубинные, особенно зимой при промерзании или летом при высыхании.

Электроды из круглой стали легче погружать механизированным способом, чем электроды других профилей. Они более долговечны, так как при одинаковой массе у них меньше поверхность, по которой протекает процесс коррозии, чем у стали других профилей.

В земле монтируют заземляющие электроды и соединяющие их проводки следующих минимальных размеров: круглая сталь-диаметр не менее 10мм; круглая оцинкованная сталь-диаметр не менее 6мм; круглая сталь-толщина полки не менее 4мм; полосовая сталь-толщина не менее 4мм при сечении не ниже 41 мм²; трубы-толщина стенки не менее 3,5мм.

В земле должны находиться неокрашенные заземлители, так как окраска нарушает проводимость заземлителей. Можно применять защищенные от коррозии оцинкованные заземлители, но их нужно монтировать так, чтобы в процессе работ не нарушалось оцинковка. В постоянных электроустановках, рассчитанных на срок службы свыше 10 лет, целесообразно применять заземлители несколько увеличенных размеров, чтобы избежать дополнительных затрат металла и труда на замену тонких электродов при эксплуатации. Заземляющее устройство – совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Заземление – преднамеренное электрическое соединение с заземляющим устройством какой-либо части электроприемника. Защитное заземление – заземление, предназначенное для защиты от поражения электрическим током при нарушении рабочей изоляции аппаратуры или питающей линии.

Рабочее заземление – заземление, необходимое для нормальной работы аппаратуры, например для устранения наводок, при снятии биопотенциалов.

Глухозаземленная нейтраль – нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление.

Изолированная нейтраль – нейтраль трансформатора или генератора, не присоединённое к заземляющему устройству или присоединенная через аппарат, компенсирующий емкостной ток в сети.

Нулевой провод–проводник, соединенный с глухозаземленной нейтралью источника питания в сети переменного тока или средний заземленный проводник в трехпроводной сети постоянного тока, служащий обратным проводом при неравномерной нагрузке фаз или полюсов.