12-4. Защитное заземление

Установлено, что проходящий через тело человека электрический ток силой 50 мА является опасным для жизни, а ток силой 100 мА и выше смертельным. Известно, что сила тока зависит от напряжения и сопротивления цепи. Поэтому опасность поражения людей электрическим током повышается при увеличении напряжения и при уменьшении сопротивления человеческого тела. Всякое увлаженение кожи человека, загрязнение ее проводящими веществами, а также сырая обувь уменьшают сопротивление, увеличивая опасность поражения. Наоборот, увеличение сопротивления цепи тока, что можно достичь применением резиновых перчаток, резиновой обуви, резиновых ковриков, уменьшают опасность поражения током.

Смертельные исходы имели место при напряжениях менее 60 В, так что допустимым при работе с переносными приборами и лампами в сухих помещениях с деревянными полами считают напряжение до 36 В, а при работе в сырых и жарких помещениях, в котлах, баках и т. д. напряжение До 12 В. При этом один зажим вторичной обмотки понижающего трансформатора, питающего эти электроприемники и его корпус, должны быть заземлены.

Для предохранения обслуживающего персонала от соприкосновения с частями установки, находящимися под напряжением, применяются защитные кожухн, ограждения или блокировка как самих устройств, находящихся под напряжением, так и помещений, в которых они находятся.

Для защиты обслуживающего персонала от поражения током при соприкосновении с металлическими частями электрооборудования, например корпусом электродвигателя или каркасом щита, нормально не находящихся под напряжением, но могущих оказаться под ним при повреждении изоляции электрооборудования, применяется защитное заземление.

Рис. 12-38. Прикосновение к незаземленному корпусу двигателя с поврежденной изоляцией.

Защитным заземлением называется преднамеренное соединение с землей металлических частей оборудования, нормально не находящихся под напряжением. Соединение с землей производится при помощи заземлителя — металлического проводника или группы проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей.

В трехфазных цепях с изолированной нейтралью (рис. 12-38) прикосновение к незаземленному корпусу электродвигателя с поврежденной изоляцией у одной из фаз вызовет прохождение через тело человека тока (цепь замыкается через сопротивление изоляции других фаз), что опасно, так как сопротивление изоляции может быть невелико.

При наличии заземления корпуса двигателя (рис. 12-39) через поврежденную изоляцию и заземлитель пойдет ток заземления и между корпусом двигателя и землей будет напряжение которое тем меньше, чем меньше сопротивление заземления.

При прикосновении человека к корпусу он будет включен параллельно сопротивлению заземления и окажется под весьма малым напряжением и опасность будет устранена.

Например, при и сопротивлении тела человека ток, идущий через человека, будет в 10 000 раз меньше тока, идущего через заземлитель.

Б цепях с изолированной нейтралью защитное заземление выполняют по схеме рис. 12-40, причем сопротивление заземления не должно быть больше 4 Ом, а при мощности питающего генератора или трансформатора не более 100 кВ•А сопротивление заземления должно быть не больше 10 Ом.

Рис. 12-39. Прикосновение к заземленному корпусу двигателя.

Рис. 12-40. Трехпроводная система тока с изолированной нейтралью.

В качестве заземлителей используют металлические конструкции зданий, оборудование, надежно соединенное с землей, трубопроводы (кроме газовых и с горючими жидкостями), проложенные в земле.

Рис. 12-41. Четырехпроводная система тока с глухозаземленной нейтралью.

Рис. 12-42. Схема для измерения сопротивления заземления амперметром и вольтметром.

Если указанных конструкций нет, то заземлители выполняют из обрезков стальных труб длиной 2-3 м, диаметром 35—40 мм с толщиной стенок не менее 3,5 мм или из угловой стали с толщиной полок не менее 4 мм. Число заземлнтелей должно быть не менее двух. Они забиваются в землю так, чтобы их верхний конец был ниже поверхности землн на 0,4-1,5 м и сваркой соединяются между собой стальными полосами толщиной не менее 4 мм.

Все заземляемые части электроустановок соединяются с заземлителем заземляющими проводниками из стальных полос сечением не менее 24 мм2, толщиной не менее 3 мм или из круглой стальной проволоки диаметром не менее 5 мм. Соединение их с оборудованием производится болтами или сваркой. Заземляющие провода окрашиваются в фиолетовый цвет.

Электрические установки для совместного питания осветительной и силовой нагрузки сооружаются обычно четырехпроводными напряжением 380/220 или 220/127 В. Четвертый — нулевой провод заземляется у источника питания и у потребителя (рис. 12-41) через весьма малое сопротивление и, естественно, имеет нулевой потенциал. К этому нулевому проводу присоединяются металлические части установок, нормально не находящиеся под напряжением, например корпуса электродвигателей, трансформаторов, светильников, обмотки измерительных трансформаторов, металлические каркасы щитов и т. д.

При заземлении одной из фаз, например а, возникает однофазное короткое замыкание и плавкий предохранитель или автомат отключает ее от источника питания. Фазные напряжения остальных фаз остаются при этом без изменений.

Состояние заземления необходимо проверять не реже одного раза в год и измерять его сопротивление гзаз пользуясь методом амперметра и вольтметра (рис. 12-42), где А — испытуемое заземление, В — вспомогательное заземление, а ЗН — зонд — заземленный металлический штырь для присоединения вольтметра.