Захисне заземлення і способи його виконання

Багато частин електроустановок, що не знаходяться під напругою (корпуси електричних машин, кожухи трансформаторів, освітлювальна арматура, приводи і кожухи електричних апаратів, вторинні обмотки вимірювальних трансформаторів, каркаси розподільних шаф і щитів управління, металеві конструкції підстанцій, металеві оболонки кабелів і кабельні муфти, сталеві труби електропроводок і т.п.) можуть під час аварії виявитися під напругою, що обумовлює небезпеку ураження електричним струмом обслуговуючого пе соналу. Забезпечити безпеку дотику до таких частин дозволяє захисне заземлення.

Мал. 1. Влаштування заземлення в трифазній установці з ізольованою (а) і глухозаземленной (б) нейтраллю
Заземлення знижує до безпечного значення потенціал по відношенню до землі Металевих частин електроустановки, що опинилися під напругою при аварії.
Захисна дія заземлення полягає в зменшенні струму, що протікає в тілі людини при зіткненні з корпусом машини, які опинилися під напругою (рис. 1, а). Людина включається в електричний ланцюг паралельно заземлення; чим більше опір людини ГЧ в порівнянні з опором заземлення, тим менше струм в тілі людини / ч.
Опір заземлюючих пристроїв для електроустановок при різній напрузі має прийматися відповідно до норм ПУЕ.
Способи виконання захисного заземлення залежать від системи електропостачальної мережі і напруги електроустановки. В електроустановках напругою до 1 000 В з глухозаземленою нейтраллю трансформаторів (або генераторів) захисне заземлення виконують приєднанням заземлюючих частин установки до заземленого нейтрального проводу електромережі. В цьому випадку при пошкодженні ізоляції і переході напруги на металеві частини установки виникає коротке замикання однієї фази трансформатора (або генератора) через нейтраль (рис. 1, б). В результаті пошкоджена частина електроустановки негайно автоматично відключається (перегорає плавкахвставка запобіжника або відключається автомат).

В електроустановках напругою до 1000 В з ізольованою нейтраллю трансформаторів (або генераторів), а також у всіх установках напругою понад 1000 В, захисне заземлення виконують шляхом спорудження місцевого заземлювального пристрою з малим опором, до якого приєднують заземлюються частини установки (див. Рис. 1, а). Дія такого заземлення полягає в тому, що воно знижує до безпечного значення напруга щодо землі, що з'являється на металевих частинах установки при пошкодженні ізоляції.
Значення опору місцевого заземлювального пристрою нормуються ПУЕ.
Для заземлюючих пристроїв слід по можливості використовувати природні заземлювачі: водопровідні та інші металеві труби, прокладені в землі без ізоляції (крім трубопроводів з горючими речовинами), металеві конструкції будівель і споруд, а також мають з'єднання з землею шпунти, свинцеві оболонки прокладених в землі кабелів і т.п.
Штучні заземлювачі, як правило, виконують з вертикально забитих в фунт сталевих стрижнів, що з'єднуються між собою сталевими смугами. Смуги прокладають в землі на глибині не менше 0,5 м і приварюють до верхніх кінців стрижнів.

Мал. 2. Правильна (f) і неправильна (б) схеми приєднання заземлюючих елементів до заземлювальної магістралі:
I - заземлюючих елемент; 2 - відгалуження; 3 - заземлювальна магістраль

Кожен заземлюючих елемент 1 установки слід приєднувати до заземлювача або заземляющей магістралі 3 за допомогою окремого відгалуження 2 (рис. 2, а). Заземлюються елементи не можна включати послідовно в заземлювальну магістраль (рис. 2, б). Приєднання заземлюючих провідників до електроустаткування виконують за допомогою болтів або зварювання.
Заземлювальні пристрої починають діяти тільки при пошкодженнях ізоляції електроустановок.

Мал. 3. Схеми заземлення однофазних (а) і трифазних (б, в) знижувальних трансформаторів

Пересувні механізми, електроінструменти, знижувальні трансформатори та зварювальні апарати, що працюють при напрузі до 1000 В в мережах з глухозаземленою нейтраллю, отримують живлення від пітаюшіх пунктів (щит або силовий шафа). Заземлення корпусів зазначених електроприймачів здійснюють заземляющей жилою живильного шлангового кабелю, один кінець якої приєднують до заземлювального болта на корпусі пристрою, а інший - до корпусу живильного пункту. Корпуси живильних пунктів через заземлювальний затискач з'єднують з нейтральним проводом мережі та через нього - з заземленою нейтраллю джерела живлення (як правило, трансформатора). Всі корпуси електроінструментів, що працюють при напрузі понад 40 В, підлягають заземленню (приєднанню до нейтрального проводу мережі) за допомогою спеціального провідника або заземляющей жили шлангового проводу (кабелю). Всі корпуси і обмотки нижчої напруги знижувальних трансформаторів для електроінструменту заземляють таким же чином (рис. 3).
Для виконання повторних заземлень нейтрального проводу на пересувних установках застосовують переносні інвентарні заземлювачі, до яких приєднують корпусу і металеві конструкції машин і механізмів.