Защитное заземление устройство и принцип действия

Оглавление:

Охрана труда и БЖД

Охрана труда и безопасность жизнедеятельности

Защитное заземление

Защитным заземлением называют преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических не-токоведущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением.

Заземляют все электроустановки, работающие при номинальном напряжении переменного тока более 50 В, постоянного и выпрямленного тока более 120 В (кроме светильников, подвешенных в помещениях без повышенной опасности поражения электрическим током на высоте не менее 2 м при условии изоляции крючка для подвески светильника пластмассовой трубкой).

Область применения защитного заземления:

сети напряжением до 1000 В — трехфазные трехпроводные с изолированной нейтралью, однофазные двухпроводные, изолированные от земли, а также двухпроводные постоянного тока с изолированной средней точкой обмоток источника тока;

сети переменного и постоянного тока с любым режимом нейтральной или средней точки обмоток источников тока напряжением свыше 1000 В.

Заземляющее устройство (рис. 8.3) состоит из заземлителя и проводника, соединяющего металлические части электроустановок с заземлителем. В качестве искусственных заземлителей применяют заглубляемые в землю стальные трубы, уголки, штыри или полосы; естественных — уложенные в земле водопроводные или канализационные трубы, кабели с металлической оболочкой (кроме алюминиевой), обсадные трубы артезианских колодцев и т. п.

Принцип действия защитного заземления заключается в снижении до безопасных значений напряжений прикосновения и шага в случае появления электрического потенциала вследствие замыкания тока на металлические корпуса электрооборудования, разряда молнии или других причин.

Так как сопротивление тела человека Rч значительно больше сопротивления заземляющего устройства Rз, то сила тока Iч, протекающего через человека, оказывается намного меньшей, чем сила тока /з, стекающего на землю через заземлитель. Однако в этом случае полностью опасность поражения током не исключают, что относят к первому недостатку защитного заземления. Второй недостаток — значительное увеличение опасности поражения током при обрыве в цепи заземляющего устройства или ослаблении крепления заземляющего проводника. Третий недостаток проявляется в трехфазных сетях с изолированной нейтралью при хорошем состоянии изоляции двух фаз электроустановки и пробое изоляции третьей. В этом случае напряжение первых двух фаз относительно земли возрастает с фазного до линейного, что может вызвать повреждение изоляции в другой электроустановке со своим защитным заземлением. Возникает большой ток замыкания на землю, близкий по значению к току короткого замыкания двух фаз. Напряжение на корпусах обеих электроустановок зависит от линейного напряжения и приводит к появлению опасности поражения током даже при нормативных значениях сопротивления заземляющих устройств.

Каждую электроустановку следует присоединять к заземляющей магистрали отдельным проводником. Последовательное соединение заземляемых частей не допускается. Соединения должны быть надежными, обычно их выполняют сваркой или с помощью болтов. Не разрешается прокладывать в земле неизолированные алюминиевые проводники из-за их быстрой коррозии. С целью защиты от нее заземляющие проводники в сырых помещениях устраивают на расстоянии не ближе 10 мм от стен.

Наибольшие допустимые значения сопротивления заземляющего устройства Rз для электроустановок с напряжением до 1000 В составляют:

10 Ом при суммарной мощности генераторов или трансформаторов, питающих данную сеть, не более 100 кВ· А;

4 Ом во всех остальных случаях.

а — стержневого вертикального круглого сечения у поверхности земли; б — стержневого круглого сечения, вертикально заглубленного в землю; в — горизонтальной полосы, заглубленной в землю

Сопротивление заземляющего устройства можно определять двумя методами: расчетным (теоретическим) и практическим.

Сопротивление, Ом, стержневого вертикального заземлителя с диаметром Округлого сечения у поверхности земли (рис. 8.4, а).

Значения р могут быть от 1 (морская вода) до 106 (граниты). При колебаниях влажности грунтов сильно изменяется их удельное сопротивление, например, при снижении влажности красной глины с 20 до 10 % оно возрастает в 13 раз. Значительно увеличивается ρ в случае промерзания грунта. Вот почему стержневые заземлители рекомендуют забивать на глубину, большую глубины промерзания, и по возможности ниже уровня грунтовых вод.

Сопротивление, Ом, стержневого вертикально заглубленного заземлителя круглого сечения (рис. 8.4, б).

Сопротивление заземлителя, Ом, выполненного в виде горизонтальной полосы (рис. 8.4, в), заглубленной в землю.

Сопротивление заземления проверяют специальными приборами-измерителями М-416, МС-08 и др. Если его контролируют не в период максимального промерзания грунта, то показания прибора следует умножить на коэффициент сезонности.

При отсутствии специальных приборов можно использовать вольтметр и амперметр. В этом случае в качестве источника тока служит трансформатор (обычный сварочный) мощностью около 5 кВт со вторичным напряжением 36. 120 В, который может обеспечить достаточно большую силу тока (I= 15. 20 А), так как при малых значениях I не достигают необходимой точности замеров.

Для измерения забивают дополнительный заземлитель Дз и зонд Зз (рис. 8.5). Сопротивление заземлителя определяют по закону Ома:

С помощью омметров М-372 обычно измеряют сопротивление цепи «оборудование — заземлитель». Сопротивление контура вместе с сопротивлением проводника и есть полное сопротивление заземляющего устройства.

Сопротивление заземляющих устройств измеряют не реже 1 раза в год. Внешний осмотр проводят не реже 1 раза в 6 мес, а в помещениях с повышенной опасностью поражения электрическим током и особо опасных — не реже 1 раза в 3 мес.

Защитное заземление принцип действия. Защитным заземлением называется преднамеренное электри­ческое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей;

Защитным заземлением называется преднамеренное электри­ческое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Защитное заземление необходимо выполнять при номиналь­ном напряжении более 380 В переменного тока и 440 В постоян­ного тока во всех случаях; при номинальном напряжении от 42 до 380 В переменного тока и от 110 до 440 В постоянного тока при выполнении работ в условиях с повышенной опасностью и особо опасных. Защитному заземлению подлежат металлические корпу­са машин, приборов, аппаратов, электроинструментов, каркасы щитков, пультов и шкафов, металлические корпуса кабелей я кабельных муфт, стальные трубы электропроводок.

Целью защитного заземления является понижение напряжения между корпусом и землей до безопасного значения, т. е. уменьше­ние напряжения прикосновения и, следовательно, тока, протекаю­щего через тело человека.

Защитное заземление необходимо выполнять при номиналь­ном напряжении более 380 В переменного тока и 440 В постоян­ного тока во всех случаях; при номинальном напряжении от 42 до 380 В переменного тока и от 11О до 440 В постоянного тока при выполнении работ в условиях с повышенной опасностью и особо опасных. Защитному заземлению подлежат металлические корпу­са машин, приборов, аппаратов, электроинструментов, каркасы щитков, пультов и шкафов, металлические корпуса кабелей я кабельных муфт, стальные трубы электропроводок.

При замыкании фазы на корпус в отсутствие защитного зазем­ления через человека, стоящего на земле, могут протекать токи опасные для жизни. Если, корпус заземлен, большая часть тока замыкается через заземляющее устройство так как его сопротивление мало по сравнению с сопротивле­нием тела человека. Электрический потенциал земли повышает­ся, понижается разность потенциалов между корпусом и землей и уменьшаются, следовательно, напряжение прикосновения и ток, протекающий через тело человека.

Заземляющее устройство состоит из заземлителя и заземляю­щих проводников (рис.3).

Рис. 3. Схема устройства защитного заземления:

I — электроустановки; 2 — заземляющие проводники; 3 — магистраль заземления; 4 — заземлители

Рис. 4.7. Схема измерения сопротивления заземления с помощью амперметра И Вольтметра

Заземлитель представляет собой проводник или несколько проводников, соединенных между собой и имеющих непосредственный контакт с землей. Заземлители могут быть естественными и искусственными. В качестве естественных заземлителей могут быть использованы токопроводящие части зданий, сооружений, заглубленные в землю, водо- и другие трубо­проводы, свинцовые оболочки кабелей. Запрещается использовать в Качестве естественных заземлителей трубопроводы для газа и других взрывоопасных веществ.

В качестве искусственных заземлителей применяют уголки, трубы из стали, меди или оцинкованного металла, которые за­глубляются в траншею ниже уровня промерзания грунта. Заземлители соединяются между собой с помощью сварки. Заземляемые элементы электроустановок подсоединяются к заземлителям с помощью заземляющих проводников. Если зазем­ляющий проводник имеет два или более ответвлений, то образую­щаяся система называется магистралью заземления. В качестве заземляющих проводников применяют изолированные и неизолироВанные провода, угловую и полосовую сталь, трубы. Заземляющие проводники соединяются между собой, а также с заземлителями сваркой, а с электроустановкой — сваркой или с помощью болтов. Каждый заземляющий объект подсоединяется к магистрали заземления отдельным ответвителем, последовательное соединение не допускается, так как обрыв одно­го из проводников приводит к отключению от заземляющего уст­ройства остальных приемников. Качество защитного заземления оценивают по его сопротивлению. Согласно ГОСТ 12.1.030.81 со­противление заземляющего устройства не должно превышать, Ом, для сетей с заземленной нейтралью напряжением, В:

Смотрите так же:  Как подобрать ток узо

Для сетей с большими токами замыкания на зем­лю (более 500 А) сопротивление заземления не должно превы­шать 0,5 Ом.

Для некоторых устройств и аппаратуры связи сопротивление защитного заземления может быть увеличено до 10 Ом и более.

Для определения технического состояния заземляющего устройства периодически проводится его проверка. Она включает в себя внешний осмотр видимой части, контроль надежности соеди­нения заземляющих проводников, выборочное вскрытие грунта, измерение сопротивления петли «фаза—нуль», измерение сопро­тивления заземляющего устройства.

Измерение сопротивления заземляющего устройства на телефонно-телеграфных станциях проводят 2 раза в год — летом (в период наибольшего просыхания грунта) и зимой (в период наи­большего промерзания грунта). На радиорелейных станциях, станциях радиотрансляционных узлов проверка ежегодная — в летнее время, а на воздушных и кабельных линиях связи — перед началом грозового периода (апрель—май).

Каждое заземляющее устройство должно иметь паспорт, в котором приводятся схема заземления, технические характеристики результаты проверок.

По своему устройству защитное заземление может быть вынос­ным и контурным. Заземлители выносного защитного заземления уходятся за пределами расположения заземляемых объектов. Вы­носное заземление используется в том случае, когда нельзя раз­местить заземлители на территории, где находятся защищаемые объекты, или когда сопротивление грунта, где находятся электро­приемники, слишком велико или заземляемые объекты рассредо­точены на территории. Такой тип заземляющего устройства приме­няется обычно для электроустановок до 1000 В с малыми токами замыкания на землю.

В последнее время применяют и контурное заземление, при котором заземлители располагаются по контуру и внутри площад­ки с заземляемыми объектами, что приводит к выравниванию по­тенциала площадки и уменьшению напряжения прикосновения и шага. напряжение прикосновения будет наибольшим, если человек сходится между двумя заземлителями, и наименьшим, если чело­век находится над заземлителем. Напряжение шага уменьшается по мере удаления от заземлителя и резко возрастает на краю контурного заземления, где наблюдается резкий спад потенциала.

Назначение, принцип действия и устройство защитного заземления, начертить схему

Одной из наиболее эффективных мер защиты отопасности поражения током в случае прикосновения к металлическим нетоковедущим частям электроустановок, оказавшимся под напряжением, является защитное заземление. Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус или по другим причинам. Замыкание на корпус возможно в результате повреждения изоляции, касания токоведущей части корпуса машины, падения провода, находящегося под напряжением, на нетоковедущие металлические части и т.п.

Принцип действия защитного заземления заключается в следующем. Допустим, что корпус токоприемника не заземлен и он находится под напряжением замкнувшейся фазы. Прикосновение человека к такому корпусу равносильно непосредственному прикосновению к фазному проводу. Сопротивление человека будет включено между корпусом и землей. Через человека пройдет ток который может оказаться опасным для его жизни.

Чтобы уменьшить эту опасность и снизить значение тока, проходящего через тело человека, до безопасной величины, корпус токоприемника заземляют, в результате которого создается цепь, шунтирующая тело человека н обеспечивающая для токозамыкания путь с малым сопротивлением. При этом большая часть тока замкнувшейся фазы течет через заземляющее устройство, минуя тело человека. Напряжение, под которым окажется человек, при коснувшийся к корпусу, т.е. напряжение прикосновения, будет невелико и значительно меньше фазного. Если учесть, что сопротивление защитного заземления имеет величину 4 Ом и напряжение замыкания равно 380 В, то ток через тело человека при наличии защитного заземления будет порядка 1 мА и напряжение прикосновения порядка 1 В, что опасности не представляет.

Защитное заземление должно применяться в трехфазных трехпроводных сетях с изолированной нейтралью напряжением до1000В и в сетях с напряжением выше 1000В с любым режимом нейтрали. Заземление нетоковедущих частей электроустановок необходимо выполнять:

в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках — при номинальных напряжениях выше 42В, но ниже 380В переменного тока и выше НОВ, но ниже 440 В постоянного тока;

в помещениях без повышенной опасности-при напряжениях 380В и выше переменного тока и 440В и выше постоянного тока;

во взрывоопасных помещениях-при всех значениях напряжений переменного и постоянного токов.

Заземлению подлежат корпуса электрических машин, трансформаторов и аппаратов, каркасы распределительных щитов и шкафов, металлические корпуса осветительных приборов и оболочки кабелей, стальные трубы электропроводки и другие металлические конструкции, связанные с установкой и ограждением оборудования, металлические корпуса передвижных и переносных токоприемников и др.

Не заземляют корпуса электрооборудования, установленного на заземленных металлических конструкциях и имеющего с ним надежный электрический контакт по опорным поверхностям; осветительная арматура при установке ее на деревянных конструкциях; корпуса электроприемников с двойной изоляцией; корпуса электроизмерительных приборов, реле, установленные на щитах, щитках и в шкафах.

Устройство заземления. Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Заземлитель — проводник (электрод) или совокупность металлически соединенных между собой проводников (электродов), находящихся в соприкосновении с землей. Заземляющий проводник — проводник, соединяющий заземляемые части с заземлителем. По расположению заземлителей относительно заземленных корпусов заземления делятся на выносные и контурные. Заземление электрооборудования на станциях, как правило, выносное. При устройстве защитного заземления в первую очередь должны быть использованы естественные заземлители: проложенные в земле и находящиеся в соприкосновении с ней водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывчатых газов и смесей.

Если естественных заземлителей нет или они не отвечают требованиям ПУЭ, то нужно устраивать искусственные заземлители. В качестве искусственных заземлителей применяются вертикально забитые в землю: стальные стержни диаметром 10-16 мм и длиной 4,5 — 5 м, угловая сталь с шириной полок от 40Х40 до 60Х6О мм и толщиной не менее 4 мм, стальные трубы диаметром 25-30 мм с толщиной стенок не менее 3,5 мм. Длина вертикальных заземлителей из угловой стали или труб 2,5-3 м, Заземлители погружаются (забиваются) в грунт в специально подготовленной траншее. Для соединения вертикальных электродов между собой и в качестве самостоятельного горизонтального электрода применяют полосовую сталь сечением не менее 48 мм 2 и толщиной не менее 4 мм или сталь круглого сечения диаметром не менее 10 мм. Искусственные заземлители и соединительные проводники не должны иметь окраски. Не следует располагать (использовать) заземлители в местах, где земли подсушивается под действием тепла трубопроводов.

В зданиях прокладывается магистраль заземления, которая соединяется с заземлителями не менее чем в двух местах. В качестве заземляющих защитных проводников (магистралей и ответвлений) могут быть использованы: специально предусмотренные для этой цели проводники; металлические конструкции зданий (фермы, колонны и т.п.); металлические конструкции производственного назначения (подкрановые пути, каркасы распределительных устройств, шахты лифтов и т.п.); стальные трубы электропроводки; металлические стационарные открыто проложенные трубопроводы всех назначений, кроме трубопроводов горючих и взрывоопасных веществ и смесей, канализации и центрального отопления и др. Эти проводники, конструкции и другие элементы должны по проводимости удовлетворять требованиям ПУЭ, обеспечивать непрерывность электрической цепи на всем протяжении использования.

Рис. 5. Схема защитного заземления

u — напряжения прикосновения, r — сопротивление заземляющих устроиств

Принцип работы защитного заземления как технического способа

обеспечения электробезопасности в электроустановках. Область применения.

Защитное заземление представляет собой преднамеренное электрическое соединение металлических частей оборудования (например, корпусов), которые могут оказаться под напряжением в результате нарушения изоляции токоведущих частей оборудования (и по другим причинам), с землей посредством заземляющего устройства

Принцип работы: Принцип действия защитного заземления заключается в уменьшении опасности электропоражения за счет снижения напряжения на заземленном корпусе (или других частях) при замыкании на него (или другие части оборудования) питающего напряжения) до значения (где – ток, протекающий через заземлитель; – сопротивление защитного заземления) и выравнивания или снижения разности потенциалов между корпусом установки и землей за счет подъема потенциала земли (основания, на котором стоит человек), возникшего в результате растекания в нем тока.Таким образом, напряжение, действующее на человека в данном случае (напряжение прикосновения) будет равно разности потенциалов на корпусе установки (потенциал рук, ) и на основании (потенциал ног, ): Так как потенциал рук равен напряжению на корпусе, т.е. , то напряжение прикосновения при заземленном корпусе станет равно: ,где – коэффициент напряжения прикосновения, равный . Он зависит от разности потенциалов на корпусе установки и основании (земле).

Смотрите так же:  Мера измерения тока

В связи с тем, что потенциал на поверхности грунта уменьшается в зависимости от расстояния до заземлителя (места стекания тока в землю) по гиперболическому закону (рис. 4.5), то по мере удаления от места заземления разность потенциалов между корпусом и основанием будет увеличиваться и в зоне электротехнической земли (расстояние равно около 15–20 м), где потенциал на основании (поверхности грунта) приблизительно равен нулю, она станет равной напряжению на корпусе. В этом случае коэффициент напряжения прикосновения =1, а напряжение прикосновения равно:

Область применения:

Заземляющие устройства (заземления) бывают двух типов – выносные и контурные (распределенные) или выполненные в ряд

Контурное (распределенное) заземляющее устройство применяется в случаях, когда необходимо выровнять потенциал на защищаемой площадке с возможными потенциалами заземленных частей оборудования и тем самым уменьшить напряжение прикосновения (и напряжение шага) до безопасных значений. Для заземления электроустановок в первую очередь должны использоватьсяестественные заземлители водопроводные и другие трубопроводы, проложенные в земле (за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов и смесей), металлические и железобетонныеконструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей, свинцовые оболочки кабелей, проложенные в земле, нулевые (нейтральные) провода воздушных линий напряжением до 1000 В, рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и др. Защитное заземление применяется в сетях, изолированных от земли(трехфазные трехпроводные сети с изолированной от земли нейтралью, двухпроводные сети переменного и постоянного тока с изолированными от земли проводами или полюсами).

Выносные заземления устраиваются при отсутствии возможности разместить заземлитель в пределах защищаемой площадки, высоком сопротивлении грунта на этой территории и наличии сравнительно на небольшом удалении мест с повышенной проводимостью, а также при рассредоточенном размещении заземляемого оборудования.При выносном заземлителе коэффициент напряжения прикосновения ( ) близок или равен единице, то есть заземление защищает в данном случае только за счет малого сопротивления заземления. Поэтому этот тип заземлителя чаще всего применяется при малых токах замыкания на землю( ).К достоинству выносных заземлений можно отнести возможность выбора места размещения электродов с наименьшим сопротивлением грунта.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2019 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.002 с) .

Защитное заземление в электроустановках, назначение, принцип действия, область применения

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХАЗЯЙСТВА

И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра практической подготовки студентов

Электробезопасность

Методические указания к практическим занятиям, самостоятельной работе студентов по специальностям:

Практическая работа №1. «Расчет защитного заземления»

Цель работы – приобретение практических навыков в определении основных параметров заземления и самостоятельном решении инженерной задачи расчета защитного заземления электроустановки.

Защитное заземление в электроустановках, назначение, принцип действия, область применения.

1.1.1. Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (индуктивное влияние соседних токоведущих частей, вынос потенциала, разряд молнии и т.п.).

1.1.2. Защитное заземление предназначено для устранения опасности поражения электрическим током в случае прикосновения к корпусу электроустановки и другим нетоковедущим металлическим частям, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам.

1.1.3. Область применения защитного заземления – электроустановки по напряжением до 1000 В в сетях с изолированной централью и выше 1000В в сетях с любым режимом нейтрали источника тока (как с изолированной, так и с глухозаземленной).

В соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.030-81 [1] защитное заземление электроустановки следует выполнять:

— при номинальном напряжении 380В и выше переменного тока и 440В и выше постоянного тока во всех случаях;

— при номинальных напряжениях от 42В до 380В переменного и от 110В до 440В постоянного тока при работах в условиях с повышенной опасностью, особо опасных и наружных установках.

Примечание: Характеристики этих условий приведены в обязательном приложении к ГОСТ 12.1.013-78 [2].

1.1.4. Принцип действия защитного заземления в электроустановках напряжением до 1000В:

— снижение напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус и по другим причинам, до безопасных значений.

Это достигается путем уменьшения потенциала заземленного оборудования за счет малого сопротивления заземляющего устройства, а также путем выравнивания потенциалов основания, на котором стоит человек и заземленного оборудования за счет увеличения потенциала основания до значений, близких к потенциалу заземленного оборудования.

В электроустановках напряжением выше 1000В:

— обеспечение такого тока замыкания на земле (IЗ), при котором магистральная защита срабатывает за время (t), произведение которого на ток через тело человека (Ih) не превысит критерия безопасности (Q):

Примечание: предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов через тело человека с учетом длительности воздействия приведены в ГОСТ 12.1.038-82 [3].

1.1.5. Принципиальная схема защитного заземления приведена на рис. 1.1.

Защитное заземление устройство и принцип действия

Калькулятор

Сервис бесплатной оценки стоимости работы

  1. Заполните заявку. Специалисты рассчитают стоимость вашей работы
  2. Расчет стоимости придет на почту и по СМС

Номер вашей заявки

Прямо сейчас на почту придет автоматическое письмо-подтверждение с информацией о заявке.

Защитное заземление устройство и принцип действия

Калькулятор

Сервис бесплатной оценки стоимости работы

  1. Заполните заявку. Специалисты рассчитают стоимость вашей работы
  2. Расчет стоимости придет на почту и по СМС

Номер вашей заявки

Прямо сейчас на почту придет автоматическое письмо-подтверждение с информацией о заявке.

Устройство, принцип работы и схемы защитного заземления

Вне зависимости от эксплуатационных характеристик, электрифицируемое здание должно иметь качественно организованную систему защитной электробезопасности. Защитное заземление позволяет создать такую систему.

Этот тип заземления характеризуется соединением определенных элементов электроустановки с ЗУ (заземляющим устройством) и ориентирован на уменьшение показателей напряжений прикосновения и шага, возникающих при замыкании циркулирующих токов на корпусах электрооборудования.

Назначение и устройство защитного заземления

Устанавливается такой тип заземляющего устройства для защиты человека от поражения электрическим током при замыкании электрической цепи вследствие различных причин. Самая распространенная причина поражения током — короткое замыкание фазы на нетоковедущие элементы электроустановки.

Согласно материалам нормативной документации ПУЭ (глава 1.7), в зависимости от выполняемой функции существует два вида устройства заземляющей системы: рабочее (функциональное) и защитное заземление.

Функциональный тип применяется чаще для защиты производственных объектов. Посредством рабочих заземляющих устройств реализуется надежная эксплуатация оборудования электроустановки. Эффективность как рабочего, так и защитного устройства напрямую зависит от правильного выбора конфигурации заземляющих элементов и четкого производства электромонтажа.

Основным элементом системы выступает контур заземления. Он состоит из металлических заземлителей (электродов). Функциональность всей системы зависит от возможности этих заземлителей рассеивать ток. Монтировать заземляющие элементы необходимо с учетом множества факторов, напрямую влияющих на основной показатель эффективности заземлителей, — значение их сопротивления.

Следует помнить! При создании заземляющего устройства дома или квартиры важный момент — характеристика внутренней электропроводки объекта. Провод должен быть трехжильный, с фазой, нулем и заземлением.

Монтаж устройства защитного заземления востребован практически повсеместно.

Заземляющая система: область применения и принцип работы

При правильной организации заземляющей системы защиты должны быть реализованы такие эксплуатационные принципы:

  1. Образование электрической цепи, обладающей низким сопротивлением, при коротком замыкании. Электрический ток беспроблемно пойдет по этой магистрали. Реализуется обеспечение электрической безопасности пользователя. При случайном прикосновении человека к бытовому прибору во время пробития фазы на корпусе устройства не будет потенциально опасного напряжения.
  2. Обеспечение защиты от индукционных токов. Проявляться такие типы токов могут вследствие прямого удара молнии, при этом образуется электромагнитная и электростатическая индукция.

Учитывая значимость названных выше принципов действия системы, защитное заземление широко применяется в:

  1. Электрической сети напряжением менее 1 кВт:
  • с переменным током трех трехфазных проводников с изоляцией нейтрали;
  • с переменным током двух однофазных проводников, которые изолированы от земли;
  • с постоянным током двух проводников при наличии изоляции обмотки источника тока.
  1. Электросети напряжением свыше 1 кВт. Возможен любой режим точек обмоток источника питания постоянного и переменного тока.
Смотрите так же:  Подключение трехфазного кабеля к дому

Помните! Функциональность защитной системы будет надлежащего уровня только при наличии сети с изолированной нейтралью.

Заземление — это комплексная система. Все этапы в ней взаимосвязаны и влияют на надежность ее последующей эксплуатации. Важнейшая задача начального этапа производства — выбор конфигурации заземлителей.

Классификация заземляющих устройств

В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ), защитное заземление может быть реализовано с использованием заземлителей двух типов — естественных или искусственных. Заземляющие элементы этих двух категорий имеют определенные структурные отличия и особенности монтажа:

  1. Естественные заземляющие устройства. Такие заземлители могут быть представлены посредством:
  • объектов сторонних проводящих частей, которые имеют прямой контакт с грунтом;
  • объектов, контактирующих с почвой через специальную промежуточную токопроводящую среду.

Самыми распространенными конструкциями такого типа заземлителей выступают:

  • металлоконструкции зданий и фундаментов;
  • металлические оболочки проводников;
  • обсадные трубы.

Подключать элементы этой категории заземлителей необходимо минимум в двух местах.

Важно! Запрещено применять в качестве естественных заземляющих элементов: трубы теплотрасс; газопроводы; трубопроводы горючих жидкостей и горячего водоснабжения; оболочки подземных проводов с алюминиевой основой.

  1. Искусственные заземлители. Подразумевается специальное производство таких конструкций. В качестве материалов для искусственного создания защиты применяют:
  • определенного размера стальные трубы;
  • сталь полосовую толщиной свыше 4 мм;
  • сталь прутковую.

Важно знать! Большой популярностью пользуются искусственные заземлители глубинного типа. Электроды таких конструкций оцинкованные или омедненные. Преимущества — малозатратность производства и долговечность элементов.

Специфические различия искусственных и естественных устройств заземления обязательно учитываются при производстве расчетов, определяющих их оптимальную конфигурацию.

Как производится расчет параметров основных заземляющих элементов

На основании результатов подобных расчетов проектируется чертеж заземляющего устройства объекта.

Важно! Устройство, смонтированное в соответствии со всеми расчетными данными схемы заземления, позволяет добиться максимальной эксплуатационной эффективности всего комплекса защитного заземления.

Основа вычислений — допустимые пределы напряжения шага и прикосновения. На их основании рассчитывается конфигурация (размер, количество) заземлителей и принцип их размещения.

Выполняются расчеты на основании таких данных:

  1. Описание характеристик конкретного электрического оборудования: тип установки; основные структурные элементы прибора; рабочее напряжение; возможные варианты, позволяющие осуществить заземление нейтралей как трансформирующих, так и генерирующих устройств.
  2. Конфигурация заземлителей. Такие данные необходимы для определения оптимальной глубины погружения электродов.
  3. Информация о проведенных исследованиях по измерению удельного сопротивления грунта на конкретной территории. Дополнительно учитываются климатические сведения зоны, на которой обустраивается система.
  4. Информация о пригодных естественных элементах заземления, которые можно использовать в работе. Необходимы данные о реальных значениях растекания токов у этих объектов. Получить их можно путем специальных измерений.
  5. Результат стандартного вычисления точных показателей расчетного замыкания тока на почве.
  6. Расчетные значения нормативной стандартизации допустимых характеристик напряжений по ПУЭ.
  7. Показатели сопротивления сезонного промерзания слоя грунта, в период высыхания и промерзания. Учет таких значений необходим для расчета заземляющих элементов, которые располагаются в однородной среде. Применяются специальные стандартизированные коэффициенты.
  8. При необходимости монтажа сложной группы заземлителей, состоящей из нескольких элементов, необходимы сведения всех потенциалов, которые будут наведены на монтируемые электроды. Для этого нужны данные о значениях сопротивления всех слоев грунта.

Важно! Если система будет размещаться в двух слоях грунта, учитывается показатель сопротивления каждого из них. Это необходимо для определения точных данных о мощностных параметрах верхнего слоя почвы.

Принцип расчета сопротивления заземлителей

Способов расчета характеристик основных заземляющих элементов достаточно много, но основной параметр у таких вычислений один — показатель сопротивления. Оптимальное его значение определяется посредством данных нормативной регламентации ПУЭ. Реализовать надежное защитное заземление объекта невозможно без расчета сопротивления его основных элементов.

К примеру, необходимо определить сопротивление заземления для электрооборудования напряжением свыше 1 кВт, с изолированной нейтралью. В соответствии с профильными данными документации ПУЭ 1.7.96, необходимо воспользоваться формулой R≤250/I, где:

  • I — показатель расчетного тока заземления;
  • R — показатель сопротивления заземляющего устройства, который не должен превышать 10 Ом.

В соответствии с ПУЭ (1.7.104), при учете нормативных сведений показателей тока прикосновения (для примера подойдет — 50 В), формула видоизменяется: R≤U/I, где U — это ток прикосновения (50 В).

Важно! При изолированной нейтрали, как правило, не требуется доравнивать показатель сопротивления ниже четырех Ом. Однако идеальным показателем сопротивления заземляющей системы считается 0. Основная задача, к которой сводится производство всех профильных расчетов, неизменна — достичь максимально низкого сопротивления системы.

Помимо производства расчетов параметров, важный момент при производстве заземления — выбор схемы подключения устройства.

Схемы заземления дома

Одним из основных элементов, необходимых для обеспечения электрической и пожарной безопасности объекта, является защитное заземление, поэтому закономерно, что грамотное технологическое производство такой системы – первостепенная задача. Добиться необходимого результата решения этой задачи невозможно без правильного выбора схематического варианта соединения и подключения заземляющих элементов.

Помните! Каждый элемент, при помощи которого реализуется защитное заземление, имеет схематическое обозначение. Для того чтобы выбрать оптимальный вариант схематического обоснования подключения такой системы, человеку нужно разбираться как в буквенных, графических, так и в цветовых чертежных обозначениях.

Чаще на практике применяются два вида подключения — схемы TN-C-S и TT. Отличия в проектировании схем:

  1. Схема TN-C-S. При организации защитного заземления объекта по данной схеме, предусмотрена реализация следующих моментов:
    • роль защитного и нулевого (рабочего) проводника выполняет один кабель (PEN);
    • локализация — участок электросети от трансформатора и до ГЗШ (главной заземляющей шины). Уже на ГЗШ провод PEN разделяется на рабочий нулевой (N) и защитный (PE).
      Цифрой 1 на картинке обозначено заземление источника, а цифрой 2 – заземляемый объект (дом).

Важно! При выборе схемы TN-C-S в качестве основы производства заземляющих работ важно учесть наличие глухозаземленной нейтрали. Получается, что ГЗШ дома соединяется с заземлением самого трансформатора, питающего объект.

    Схема TT. Прежде чем применить эту схему, необходимо аргументировать отказ от использования TN-C-S системы. Предусмотрена обязательная реализация нормативных требований, установленных к системе TT, а именно:

  • производится независимое подключение элементов, исключается соединение с нейтралью трансформатора;
  • заземлитель всех корпусов электрооборудования дома не зависит от аналогичного элемента источника питания;
  • в электрической проводке дома обязательно применяется УЗО (устройство защитного отключения).

Цифрой 1 на картинке обозначено заземление источника; цифрой 2 — дом, а 3 — это само устройство заземления дома.

Важно! В схеме TT полностью отсутствует организация защиты пользователя при утечке тока во время повреждения изоляции. Следовательно, монтировать УЗО для электрической проводки, реализованной по ТТ схеме, — обязательно.

В связи со значительным затруднением производства заземляющих работ по схеме TT, большинство объектов заземляются посредством TN-C-S системы.

Заземление — важный элемент обеспечения пожарной безопасности здания и электробезопасности его жильцов. Начинать работы по его созданию, руководствуясь лишь общими понятиями определения, что такое защитное заземление, не стоит. Нужно изучить теоретические и практические особенности устройства электрозащитной системы, разбираться в производстве расчетов ее параметров и уметь произвести измерение величины ее сопротивления после монтажа. При отсутствии навыков и необходимого оборудования следует доверить выполнение такой работы профильным специалистам.

Похожие статьи:

  • Приставка к осциллографу для измерения тока Приставка к осциллографу для наблюдения характеристик транзисторов На рис. 83, а изображена схема приставки для наблюдения на экране осциллографа характеристик транзисторов. Переменный резистор R1 предназначен для регулировки тока базы. К […]
  • Два параллельных длинных провода с током 6 а в каждом удалили друг от друга Сила Лоренца и сила Ампера Транскрипт 1 Вариант С какой силой действует магнитное поле индукцией 1Тл на отрезок прямого провода длиной 2м, расположенного перпендикулярно линиям индукции, если по проводу течет ток 1кА? (2кН) 2. Рамка […]
  • Переходник 220 на 120 вольт трансформатор 220-110 вольт преобразователи для импортной техники трансформатор мощностью 50 Ватт Размеры: 9х6х5,5 см Вес: 0,4 кг Преобразование: с 220 на 110 В Страна-производитель: Украина Материал обмотки: медь Вид: […]
  • Видимое заземление щита Тема: Необходимо ли заземлять двери щитов и шкафов? Опции темы Отображение Линейный вид Комбинированный вид Древовидный вид Необходимо ли заземлять двери щитов и шкафов? 1.7.76. Требования защиты при косвенном прикосновении […]
  • Каким сечением бывают провода Какого сечения бывает СИП (самонесущий изолированный провод)? Какого сечения бывает СИП (самонесущий изолированный провод)? Самонесущий изолированный провод СИП-4 выпускается с основной жилой сечение от 16 до 240 мм2, для […]
  • Бухта провода 2 Телефонный кабель ШТЛП 2 жилы CCA черный (бухта 100 м) PROconnect Телефонный кабель PROconnect (ШТЛП) — это распределительный телефонный провод. Шнур имеет многопроволочные токопроводящие жилы. Жилы кабеля изолированы в полиэтиленовую […]