Обеспечение защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении

Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Цель защитного заземления – снизить до безопасной величины напряжение относительно земли на металлических частях оборудования, нормально не находящихся под напряжением. В результате замыкания на корпус заземленного оборудования снижаются напряжение прикосновения и, как следствие, ток, проходящий через человека при прикосновении к корпусам.

Защитное заземление может быть эффективным только в том случае, если ток замыкания на землю не увеличивается с уменьшением сопротивления заземления растеканию тока в земле. Это возможно только в сетях с изолированной нейтралью (системы IT), где при замыкании на корпус ток замыкания I_З почти не зависит от сопротивления заземления R_З, а определяется в основном сопротивлением изоляции проводов.

Заземляющее устройство бывает выносным и контурным. Выносное заземляющее устройство применяют при малых токах замыкания на землю, а контурное – при больших.

Согласно ПУЭ заземление установок необходимо выполнять:

¨ при напряжении выше 50 В переменного тока и выше 120 В постоянного тока – во всех электроустановках;

¨ при напряжении выше 25 В переменного тока и выше 60 В постоянного тока – в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках;

¨ во взрывоопасных помещениях при всех напряжениях.

Для заземления электроустановок могут быть использованы искусственные и естественные заземлители, причем для уменьшения затрат на устройство заземления в первую очередь используют естественные заземлители.

В качестве естественных заземлителей могут быть использованы:

¨ водопроводные трубы, проложенные в земле;

¨ металлические конструкции зданий и сооружений, имеющие надежное соединение с землей;

¨ металлические оболочки бронированных кабелей, проложенных в земле (кроме алюминиевых);

¨ обсадные трубы буровых скважин.

Запрещается в качестве заземлителей использовать трубопроводы с горючими жидкостями и газами, трубы теплотрасс и канализации.

Естественные заземлители должны иметь присоединение к магистрали заземления не менее чем в двух разных местах.

Для определения необходимого числа вертикальных заземлителей и их размеров, пространственного размещения заземлителей, длины соединительных горизонтальных проводников и их сечения производится расчет защитного заземления. Расчет заземления может производиться как по допустимому сопротивлению заземления, так и по допустимым напряжениям прикосновения и шага.

В настоящее время расчет заземлителей производится в большинстве случаев по допустимому сопротивлению заземления. При этом в основном применяется способ коэффициента использования (когда земля считается однородной) и реже – способ наведенных потенциалов (когда земля принимается двухслойной).

Защитное автоматическое отключение питания. В сети с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000 В (в системах TN) защитное заземление открытых проводящих частей неэффективно, так как ток глухого замыкания на землю зависит от сопротивления заземления.

Поэтому в системах TN для защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении должно быть выполнено автоматическое отключение питания, обеспечивающее защиту как от сверхтоков (защитное зануление), так и от токов утечки (УЗО).

Защитное автоматическое отключение питания – автоматическое размыкание цепи одного или нескольких фазных проводников (и, если требуется, нулевого рабочего проводника), выполняемое в целях электробезопасности.

Автоматическое отключение питания при повреждении изоляции предназначено для предотвращения появления напряжения прикосновения, длительность воздействия которого может представлять опасность.

Термин «защитное автоматическое отключение питания» принят в седьмом издании ПУЭ потому, что он полностью отражает не только физическую сущность меры защиты, но и тот факт, что эта защита представляет собой комплекс мер (см. 1.7.78 ПУЭ) и включает в себя:

¨ присоединение открытых проводящих частей к глухозаземленной нейтрали источника питания при помощи нулевого защитного проводника (защитное зануление) в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью (система ТN);

¨ присоединение открытых проводящих частей при помощи защитного заземляющего проводника к заземлителю, не соединенному с заземлителем источника питания, в системах IT и ТТ;

¨ согласование параметров защитного аппарата и защищаемой цепи для обеспечения безопасного сочетания времени отключения и воздействующего напряжения прикосновения;

¨ уравнивание потенциалов, которое обеспечивает понижение напряжения между одновременно доступными прикосновению открытыми и сторонними проводящими частями.

Для автоматического отключения питания могут быть применены защитно-коммутационные аппараты, реагирующие на сверхтоки или дифференциальный ток.

В цепях, питающих распределительные, групповые, этажные и другие щиты и щитки, время отключения не должно превышать 5 секунд.

Автоматическое отключение питания с использованием защитно-коммуникационных аппратов, реагирующих на сверхтоки (защитное зануление). Защитное зануление – преднамеренное электрическое соединение открытых проводящих частей, которые могут оказаться под напряжением, с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки источника тока в трехфазных сетях, с глухозаземленным выводом обмотки источника тока в однофазных сетях и с глухозаземленной средней точкой обмотки источника энергии в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности.

Защитное зануление применяется в сетях напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью. В случае пробоя фазы на металлический корпус электрооборудования возникает однофазное короткое замыкание, что приводит к быстрому срабатыванию защиты и тем самым автоматическому отключению поврежденной установки от питающей сети. Такой защитой являются: плавкие предохранители, автоматические предохранители, автоматические выключатели.

Зануление рассчитывается на отключающую способность; на безопасность прикосновения к корпусу при замыкании фазы на землю (расчет заземления нейтрали); на безопасность прикосновения к корпусу при замыкании фазы на корпус (расчет повторного заземления нулевого защитного проводника).

Расчет на отключающую способность проводится для наиболее удаленных в электрическом смысле точек сети.

Уравнивнивание потенциалов. Уравнивание потенциалов (защитное уравнивание потенциалов) – электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства их потенциалов, выполняемое в целях электробезопасности.

Если в установке или в ее части требования по применению мер защиты от поражения электрическим током при повреждении изоляции не могут быть выполнены посредством отключения, то необходимо предусмотреть уравнивание потенциалов. Система уравнивания потенциалов может охватывать всю установку или какую-либо ее часть.