Заземлитель каждого вида имеет свое сопротивление растеканию, которое определяется как суммарное сопротивление грунта от заземлителя до любой точки земли с нулевым потенциалом.
В качестве заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановок с заземлителем, применяют медные, алюминиевые проводники или полосовую сталь. Заземляющие проводники прокладывают открыто, с хорошим доступом для осмотра. Они должны иметь отличительную окраску - по зеленому фону желтые полосы шириной 15 мм на расстоянии одна от другой в 150 мм. При выполнении заземления не допускается последовательное присоединение оборудования к заземлителю.
Более распространенным является контурное заземление, при котором одиночные заземлители размещены по контуру (периметру) производственной площадки. В аварийных ситуациях при таком виде заземления напряжения прикосновения и шага характеризуются небольшими значениями и, следовательно, достигается максимальная безопасность.
Согласно ГОСТ 12.1.030 сопротивление заземляющего устройства нормируется и не должно превышать в любое время года нижеприведенных значений:
10 Ом - в стационарных сетях пожароопасных помещений с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В;
4 Ом - в стационарных сетях взрывоопасных помещений, помещений с повышенной опасностью и особо опасных с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В;
0,5 Ом - в установках напряжением выше 1000 В при большой расчетной силе тока замыкания на землю (I3 > 500 А);
250/I3, но не более 10 Ом - в установках напряжением выше 1000 В, если сила тока замыкания небольшая.
При удельном электрическом сопротивлении грунта, равном ргр > 500 Омм, для вышеуказанных значений допускается вводить повышающие коэффициенты, зависящие от сопротивления грунта. В частности, в электроустановках напряжением до 1000 В в сети с заземленной нейтралью при удельном электрическом сопротивлении грунта выше 100 ОмЧм допускается увеличение указанной нормы в ргр/100 раз.
Защитное зануление представляет собой преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением (ГОСТ 12.1.009), а нулевой защитный проводник - это проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки источника тока или ее эквивалентом (рис. 3.9).
Этот метод защиты используют в четырехпроводных .трехфазных сетях с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000 В, чаще в сетях 380 / 220 В и 220 / 127 В. Это связано с тем, что сила тока замыкания на землю в таких сетях велика и даже при нормативном значении сопротивления заземления при пробое фазы на корпус оборудования через тело человека может проходить ток значительной величины-
Принцип действия защитного зануления заключается в превращении случайного замыкания фазы на корпус в однофазное короткое замыкание (т.е. замыкание между фазным и нулевым проводами) с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты и тем самым отключить поврежденную электроустановку от источника питания.
Сила тока IКЗ в этом случае определяется фазным напряжением и полным сопротивлением цепи короткого замыкания
IКЗ =Uф/(Rт + Rф + Rн),
где Rт - внутреннее сопротивление трансформатора, Ом; Rф и Rн - сопротивления фазного и нулевого проводников соответственно.
Если принять, что Кф = Rн = 0,1 Ом, так как в соответствии с ЦУЭ проводимость нулевого провода должна быть не менее половины проводимости фазного провода (в реальных условиях эти величины значительно ниже), а значением Rт пренебречь, поскольку эта величина составляет тысячные доли Ома, то для сети напряжением 380/220 В получим
Iкз = 220/0,2 = 1100 А.
Такая сила тока неизбежно вызовет срабатывание защиты, и установка автоматически отключится от сети. В качестве защитных средств можно использовать плавкие предохранители или автоматические выключатели (магнитные пускатели со встроенной тепловой защитой, контакторы в сочетании с тепловыми реле, другие автоматы, осуществляющие защиту одновременно от токов короткого замыкания и от перегрузки).
Защиту выбирают с таким расчетом, чтобы сила тока однофазного короткого замыкания превышала не менее чем в три раза номинальную силу тока срабатывания защитных устройств.
Для снижения опасности поражения людей электрическим током в случае обрыва нулевого провода и замыкания фазы на корпус за местом обрыва необходимо повторно заземлять нулевой провод, иначе присоединенные после места обрыва к нулевому проводу корпуса электроустановок окажутся под фазным напряжением;
Занулению подлежат те же металлические нетоковедущие Части электрооборудования, что и заземлению (корпуса электроустановок, трансформаторов, аппаратов, приводы электрических машин, каркасы распределительных щитов, светильников, оболочки кабелей и т.п.). В сети с занулением корпус приемника нельзя заземлять, не присоединив его к нулевому защитному проводу.
Одновременное зануление и заземление одного и того же корпуса не только не опасно, а напротив, улучшает условия безопасности, так как создает дополнительное заземление нулевого защитного провода.
Зануление должно быть использовано в обязательном порядке в следующих случаях:
♦ во всех электроустановках переменного тока напряжением 380 В и выше и установках постоянного тока напряжением выше 440 В;
♦ в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных помещениях и в наружных установках при напряжениях переменного тока более 42 В и постоянного выше 110 В;
♦ при любом напряжении постоянного и переменного тока во взрывоопасных установках.
Однако зануление, как, впрочем, и заземление, не защищает человека от поражения электрическим током при прямом прикосновении к токоведущим частям. Поэтому помимо зануления и других защитных мер возникает необходимость использования защитного отключения и выравнивания потенциала.
Защитное отключение представляет собой быстродействующую защиту, обеспечивающую автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током.
При использовании этого вида защиты безопасность обеспечивается быстродействующим (0,1-0,2 с) отключением аварийного участка или всей сети при однофазном замыкании на землю или на элементы электрооборудования, нормально изолированные от земли, а также при прикосновении человека к частям, находящимся под напряжением.
Принцип работы защитно-отключающего устройства состоит в том, что оно постоянно контролирует величину входного сигнала (напряжение корпуса относительно земли, силу тока замыкания на корпус, напряжение фаз относительно земли, напряжение нулевой последовательности и т.п.) и сравнивает его с установленным значением (уставкой). Если входной сигнал отличается от уставки в худшую сторону, то устройство срабатывает и отключает электроустановку от сети.
Защитно-отключающие устройства включают следующие элементы: датчик, представляющий собой чувствительный элемент и воспринимающий входной сигнал (иногда называется фильтром); автоматический выключатель - исполнительный орган, отключающий электроустановку или участок сети при поступлении аварийного сигнала.
Скачать реферат