11.3. Защитное заземление и способы его выполнения

Многие части электроустановок, не находящиеся под напря­жением (корпуса электрических машин, кожухи трансформато­ров, осветительная арматура, приводы и кожухи электрических аппаратов, вторичные обмотки измерительных трансформаторов, каркасы распределительных шкафов и щитов управления, метал­лические конструкции подстанций, металлические оболочки ка­белей и кабельные муфты, стальные трубы электропроводок и т.п.) могут во время аварии оказаться под напряжением, что обуслов­ливает опасность поражения электрическим током обслужива­ющего персонала. Обеспечить безопасность прикосновения к та­ким частям позволяет защитное заземление, о чем уже упомина­лось в подразд. 11.1.

Рис. 11.7. Устройство заземления в трехфазной установке с изолирован­ной (а) и глухозаземленной (б) нейтралью

Заземление снижает до безопасного значения потенциал по отношению к земле металлических частей электроустановки, ока­завшихся под напряжением при аварии.

Защитное действие заземления состоит в уменьшении тока, протекающего в теле человека при соприкосновении с корпусом машины, оказавшимся под напряжением (рис. 11.7, а). Человек включается в электрическую цепь параллельно заземлению; чем больше сопротивление человека r_ч по сравнению с сопротивлени­ем заземления, тем меньше ток в теле человека /_ч.

Сопротивление заземляющих устройств для электроустановок при различных напряжениях должно приниматься в соответствии с нормами ПУЭ.

Способы выполнения защитного заземления зависят от систе­мы электроснабжающей сети и напряжения электроустановки. В электроустановках напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью трансформаторов (или генераторов) защитное зазем­ление выполняют присоединением заземляемых частей установки к заземленному нейтральному проводу электросети. В этом случае при повреждении изоляции и переходе напряжения на металли­ческие части установки возникает короткое замыкание одной фазы трансформатора (или генератора) через нейтраль (рис. 11.7, б). В результате поврежденная часть электроустановки немедленно ав­томатически отключается (перегорает плавкая вставка предохра­нителя или отключается автомат).

В электроустановках напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью трансформаторов (или генераторов), а также во всех установках напряжением свыше 1000 В, защитное заземление вы-

2

/ 3

Рис. 11.8. Правильная (а) и неправиль­ная (б) схемы присоединения заземляе­мых элементов к заземляющей магист­рали:

/ — заземляемый элемент; 2 — ответвление; 3 — заземляющая магистраль

полняют путем сооружения местного заземляющего устройства с малым сопротивлением, к которому присоединяют заземляемые части установки (см. рис. 11.7, а). Действие такого заземления со­стоит в том, что оно снижает до безопасного значения напряже­ние относительно земли, появляющееся на металлических частях установки при повреждении изоляции.

Значения сопротивления местного заземляющего устройства нормируются ПУЭ.

Для заземляющих устройств следует по возможности исполь­зовать естественные заземлители: водопроводные и другие метал­лические трубы, проложенные в земле без изоляции (кроме тру­бопроводов с горючими веществами), металлические конструк­ции зданий и сооружений, а также имеющие соединения с зем­лей шпунты, свинцовые оболочки проложенных в земле кабелей и т.п.

Искусственные заземлители, как правило, выполняют из вер­тикально забитых в грунт стальных стержней, соединяемых между собой стальными полосами. Полосы прокладывают в земле на глу­бине не менее 0,5 м и приваривают к верхним концам стержней.

Каждый заземляемый элемент 1 установки следует присоеди­нять к заземлителю или заземляющей магистрали 3 при помощи отдельного ответвления 2 (рис. 11.8, а). Заземляемые элементы нельзя включать последовательно в заземляющую магистраль (рис. 11.8, б). Присоединение заземляющих проводников к элект­рооборудованию выполняют при помощи болтов или сварки.

Заземляющие устройства начинают действовать только при по­вреждениях изоляции электроустановок.

Передвижные механизмы, электроинструменты, понизитель­ные трансформаторы и сварочные аппараты, работающие при на­пряжении до 1000 В в сетях с глухозаземленной нейтралью, полу­чают питание от питающих пунктов (щит или силовой шкаф). За­земление корпусов указанных электроприемников осуществляют заземляющей жилой питающего шлангового кабеля, один конец которой присоединяют к заземляющему болту на корпусе устрой­ства, а другой — к корпусу питающего пункта. Корпуса питающих пунктов через заземляющий зажим соединяют с нейтральным 262

42 В

42 В

133 В

220 В а

Рис. 11.9. Схемы заземления однофазных (а) и трехфазных (б, зительных трансформаторов

пони-

проводом сети и через него — с заземленной нейтралью источни­ка питания (как правило, трансформатора). Все корпуса электро­инструментов, работающих при напряжении свыше 40 В, подле­жат заземлению (подсоединению к нейтральному проводу сети) с помощью специального проводника или заземляющей жилы шлангового провода (кабеля). Все корпуса и обмотки низшего на­пряжения понижающих трансформаторов для электроинструмен­та заземляют таким же образом (рис. 11.9).

Для выполнения повторных заземлений нейтрального провода на передвижных установках применяют переносные инвентарные заземлители, к которым присоединяют корпуса и металлические конструкции машин и механизмов.