15.3. Защитное заземление и защитное зануление

Защитное заземление и зануление, а также другие технические устройства и способы применяют для защиты от поражения электрическим током и обеспечения условий отключения при повреждении изоляции электроустановок.

З ащитным заземлением называется электрическое соединение металлических частей электроустановки с заземлителем (рис. 15.1).

Заземлителем называют металлические детали, углубляемые в землю, изготовляемые, как правило, из низкоуглеродистой стали различного профиля: уголок, полоса, прут и др. Заземлители в виде штырей, забиваемые в землю, называют электродами. Они могут быть одиночными или групповыми. Групповые электроды электрически соединенные общей полосой образуют заземляющий контур.

Заземление снижает до безопасного значения напряжение прикосновения человека, поскольку человек оказывается при повреждении изоляции включенным в электрическую цепь параллельно заземлителю, сопротивление которого по сравнению с сопротивлением человека значительно меньше. Это существенно снижает величину тока Ji/, протекающего через человека, коснувшегося поврежденной установки.

Различают заземление в системах с изолированной нейтралью (рис. 15.1, а) и с глухозаземленной нейтралью (рис. 15.1, б).

Занулением называется преднамеренное соединение частей электроустановок, нормально не находящихся под напряжением, с глухо заземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухо заземленным выводом источника однофазного тока, с глухо заземленной средней точкой источника постоянного тока. Зануление применяется в электроустановках напряжением до 1000 В.

Защитное действие зануления заключается в том, что при повреждении изоляции фазы или фаз установки возникает ток короткого замыкания Iк, который немедленно отключается защитным аппаратом.

Для электроустановок с занулением выполняется повторное заземление, заключающееся в присоединении металлических нетоковедущих частей установки к заземлителю (рис. 15.1, б). Заземление и зануление следует применять:

1) при напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока- во всех случаях;

2) при напряжении выше 42 В переменного тока и 110 В постоянного тока - в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках.

Заземление или зануление не требуется при напряжении до 42 В переменного тока и 110 В постоянного тока во всех случаях.

Заземлению или занулению подлежат:

1) корпуса электрических машин, аппаратов, трансформаторов, светильников и т.д.;

2) приводы электрических аппаратов;

3) вторичные обмотки измерительных трансформаторов;

4) корпуса щитов, шкафов управления, распределительных щитов, щитков освещения и т.д.;

5) металлические конструкции распределительных устройств, металлические кабельные муфты, металлические оболочки и броня контрольных и силовых кабелей, стальные трубы электропроводок и др;

6) металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников;

7) металлические оболочки и броня силовых и контрольных кабелей и проводов напряжением до 42 В переменного и 110 В постоянного тока, проложенных на общих металлических конструкциях.

Таблица 15.3.1

Наименьшие сечения заземляющих и нулевых защитных проводников в электроустановках до 1000 В

Таблица 15.3.2

Наименьшие размеры стальных заземлителей и заземляющих проводников

Важное значение при устройстве заземлений имеет учет сопротивлений грунтов. Значения удельных сопротивлений грунтов для величин их влажности 10-20 % и воды приведены в табл. 15.3.3.

Таблица 15.3.3

Приближенные значения удельных сопротивлений грунтов и воды, р, Ом-м

Сопротивление заземляющего устройства

Сопротивление заземляющего устройства должно быть не более:

1) в установках выше 1000 В с глухозаземленной нейтралью 0,5 Ом с учетом естественных заземлителей;

2) в установках выше 1000 В с изолированной нейтралью - 125/Iз Ом для заземляющего устройства, используемого одновременно для установок до 1000 В, 250/ Iз Ом - только для установок выше 1000 В,

где Iз - расчетный ток замыкания на землю;

3) в установках до 1000 В с глухозаземленной нейтралью - 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В. При удельном сопротивлении земли р более 10 Ом-м указанные нормы увеличиваются в отношении р/100, но не более десятикратного.

4) в установках до 1000 В с изолированной нейтралью - 4 Ома. При номинальных мощностях трансформаторов до 100 кВА - не более 10 Ом.

Переносные заземления

Переносные заземления служат для защиты людей, работающих на отключенных токоведущих частях, от поражения электрическим током от ошибочно поданного или наведенного в цепи напряжения. Технические данные переносных заземлений, используемые для работы в распределительных устройствах на напряжение до 1000 В (РУ) и на воздушных линиях на напряжение до 1000 В (ВЛ), представлены в таблице 15.3.4,

Таблица 15.3.4

Технические данные переносных заземлений

Таблица 15.3.5

Типы переносных заземлений для РУ и ЛЭП 0,4-10 кВ

Таблица 15.3.6

Штанги оперативные изолирующие

Более подробные сведения по материалам, изложенным в главе, читатель найдет в литературе [2, 17, 31, 33, 34, 35, 36, 46, 48].