Материал: Монтаж электрооборудования. Конспект лекций. Низовой А.Н., Шелякин В.П

7.МОНТАЖ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ

7.1.Назначение заземляющих устройств

Заземляющие устройства (заземление и зануление) выполняют для защиты людей от поражения электрическим током при повреждениях изоляции.

Электросети выполняют проводниками, изолированными друг от друга и от земли. Однако в сетях всегда имеют место утечки тока через изоляцию. Кроме того, электросети представля-ют собой протяженный конденсатор, обкладками которого являются токоведущие проводники и земля. Между проводами и землей проходит емкостный ток. Таким образом, между изолированными проводниками и землей всегда существует электрическая цепь, замкнутая через сопротивление изоляции и емкость сети (рис.7.1.).

Прикосновение не только к оголенным, но и к изолированным частям, находящимся под напряжением, фактически включает человека в электрическую цепь. Ток, проходящий через тело человека, будет тем больше, чем выше напряжение сети, чем больше ее емкость и меньше сопротивление ее изоляции.

При нормальном состоянии изоляции этот ток ничтожно мал и не представляет никакой опасности. Опасность для человека представляют случаи повреждения изоляции токоведущих частей, при которых доступные для прикосновения металлические корпуса электрооборудования и конструкции,

129

поддерживающие провода и кабели, оказываются под полным напряжением. На эти случаи для защиты людей от поражения током предусматривается преднамеренное соединение с землей металлических корпусов электрооборудования, а также других металлических частей, которые могут оказаться под напряжением при нарушении изоляции токоведущих частей, с помощью заземляющих проводников и заземлителей.

Ниже приведены некоторые определения терминов, относящихся к элементам заземляющих устройств в электрических установках.

Заземляющий проводник — проводник, соединяющий заземляемые части с заземлителем.

Нулевой защитный проводник в электроустановках напря-

жением до 1 кВ—проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной средней точкой источника в сети постоянного тока.

Нулевой рабочий проводник в электроустановках напряжением до 1 кВ — проводник, используемый для питания электроприемников, соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях многофазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной средней точкой источника в трехпроводных сетях постоянного тока.

В электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью нулевой рабочий проводник может выполнять функции ну левого защитного проводника.

130

Напряжение прикосновения Uприк — напряжение между двумя точками цепи тока замыкания на землю (на корпус) при одновременном прикосновении к ним человека (рис. 7.3).

Рис. 7.3. Кривая распределения потенциала в зависимости от расстояния

до заземлителя:

Ез— потенциал заземлителя; Е1-E2 — разность потенциалов на расстоянии шага; I—зона нулевого потенциала; II—зона растекания.

Напряжение шага Uшаг — напряжение между двумя точками земли, обусловленное растеканием тока замыкания, на землю, при одновременном касании их ногами человека (pис.7.3).

В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью или с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, а также с глухозаземленной средней точкой постоянного тока выполняется зануление с целью обеспечения надежного автоматического отключения от электросети оборудования, имеющего поврежденную изоляцию, в минимально короткий срок. Для этого зануляемые части электрооборудования присоединяют к заземленному нулевому проводу сети (рис.7.4, а). Как видно из рисунка, замыкание на корпус светильника является коротким замыканием в первой фазе сети

131

Рис.7.4. Защитное заземление:

а—в сети с глухозаземленной нейтралью; б—в сети с изолированной нейтралью; RЗ — сопротивление заземляющего устройства; RЧ— сопротивление тела человека; RИ—сопротивление изоляции проводов

(цепь замыкания показана стрелками), что вызывает перегорание предохранителя в этой фазе, отключение светильника и снятие напряжения с его корпуса. Наиболее распространенные электроустановки 380/220 В выполняются с глухозаземленной нейтралью.

В электроустановках до 1 кВ с изолированной нейтралью, а также во всех установках выше 1 кВ выполняется заземление, предназначенное для снижения тока, протекающего через тело человека, до безопасного значения. Для этого заземляемые части электрооборудования присоединяют к заземляющему устройству, сопротивление которого RЗ должно быть мало по сравнению с сопротивлением тела человека (рис.7.4.).

Электрическое сопротивление тела человека изменяется от 800 до 100000 Ом. Оно зависит от многих факторов: состояния здоровья, нервной системы, психического состояния, влажности кожи, состояния одежды, обуви и других причин.

Сопротивление заземляющих устройств в электроустановках до 1 кВ с изолированной нейтралью должно быть не более 4 Ом, а в электроустановках 220, 380 и 660 В с глухозаземленной нейтралью—соответственно не более 8, 4, 2 Ом.

132

В электроустановках 3—35 кВ с изолированной нейтралью сопротивление заземляющих устройств должно быть 250Iр, но не более 10 Ом (Iр—расчетный ток замыкания на землю, значение которого задается энергосистемой). Если заземляющее устройство одновременно используется для установок до 1 кВ, то сопротивление его не должно превышать 125Iр и должно удовлетворять требованиям, предъявляемым к заземлению (занулению) электроустановок до 1 кВ.

7.2. Заземляющие устройства

Заземление или зануление в электроустановках выполняют: при 380 В и выше переменного и 440 В и выше постоянного тока—во всех случаях; при напряжении выше 42В, но ниже 380В переменного тока и выше НОВ, но ниже 110 В постоянного тока — в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках.

Во взрывоопасных установках заземление или зануление выполняют при любых напряжениях.

Заземлению или занулению подлежат: корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников и т.п.; приводы электрических аппаратов; вторичные обмотки измерительных трансформаторов; каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов, а также съемные или открывающиеся части конструкций, если на последних установлено электрооборудование напряжением переменного тока выше 42 В или постоянного тока выше 110 В; металлические конструкции РУ, металлические кабельные конструкции и кабельные соединительные муфты, металлические оболочки и броня контрольных и силовых кабелей, металлические оболочки проводов, металлические рукава и трубы электропроводки, кожухи и опорные конструкции шинопроводов, лотки, короба, струны, тросы и стальные полосы, на которых укреплены кабели и провода (кроме струн, тросов и полос, по которым проложены

133