Что такое защитное заземление?

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

Схема защитного заземления в разрезе.

Защитное заземление должно обеспечивать защиту людей от поражении электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции или по другим причинам. Следует отличать защитное заземление от заземления:

• молниезащиты;
• рабочего заземления;
• повторного заземления;
• нулевого защитного проводника.

Принцип действия защитного заземления заключается в снижении до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус, что достигается за счет уменьшения потенциала заземленного оборудования (при уменьшении сопротивления заземляющего устройства), а также за счет выравнивания потенциалов основания, на котором стоит человек, и заземленного оборудования.

Схема простого контура, состоящего из штырев заземления, соединенных между собой стальной полосой 40х4 мм.

Область применения защитного заземления: а) в сетях напряжением до 1 кВ: переменного тока трехфазных трехпроводных с изолированной нейтралью; переменного тока однофазных двухпроводных изолированных от земли; постоянного тока двухпроводных с изолированной средней точкой обмоток источника тока; б) в сетях напряжением выше 1 кВ: переменного и постоянного тока с любым режимом нейтральной или средней точек обмоток источника тока.

Заземлителем называется проводник или совокупность металлически соединенных проводников, находящихся в соприкосновении с землей или ее эквивалентом. Различают искусственные и естественные заземлители.

Искусственные эаземлители (горизонтальные и вертикальные) предназначены исключительно для целей заземления. Для изготовления искусственных заземлителей рекомендуется применять сталь. При этом они не должны иметь окраски.

Наименьшие размеры стальных искусственных заземлителей приведены ниже.

Диаметр круглых прутковых заземлителей, мм:

• неоцинкованных – 10;
• оцинкованных – 6;
• сечение прямоугольных заземлителей, мм² – 48;
• толщина прямоугольных заземлителей, мм – 4;
• толщина полок утл копий стали, мм – 4.

Площадь сечения горизонтальных заземлителей для электроустановок напряжением выше 1 кВ выбирается по термической стойкости (исходя из допустимой температуры нагрева 400 °С).

При опасности коррозии заземлителей должно выполняться одно из следующих мероприятий: увеличение числа заземлителей с учетом расчетного срока их службы, применение оцинкованных заземлителей, применение электрической защиты.

В качестве искусственных заземлителей допускается применение заземлителей из электропроводящего бетона

Схема системы защитного заземления.

Естественные заземлители — находящиеся в соприкосновении с землей электропроводящие части коммуникаций, зданий и сооружений производственного или иного назначения, используемые для заземления.

Рекомендуется в качестве заземлителей электроустановок в первую очередь использовать естественные заземлители.

В качестве естественных заземлителей используют: проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывчатых газов и смесей); металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей; свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле (аллюминиевые оболочки кабелей не допускается использовать в качестве естественных заземлителей); если оболочки кабелей являются единственными заземлителями, то в расчете заземляющих устройств они должны учитываться при количестве кабелей не менее двух; рельсовые пути магистральных неэлектрофицированных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами и др.

Металлические и железобетонные конструкции при использовании их в качестве заземляющих устройств должны образовывать непрерывную электрическую цепь по металлу В железобетонных конструкциях должны предусматриваться закладные детали для присоединения электрического и технологического оборудования.

Заземляющее устройство (ЗУ) — совокупность конструктивно объединенных заземлителя и заземляющих проводников.

Различают контурные и выносные заземляющие устройства.

При выполнении контурного заземляющего устройства заземляемое оборудование находится в непосредственной близости от него; при выполнении выносного — заземляемое оборудование расположено вне площадки, на которой расположен заземлитель (вне зоны растекания тока заземляющего устройства).

Заземляющие устройства должны обладать следующими сопротивлениями растеканию тока R_3:

Подробная схема заземления в частном доме.

• в электроустановках напряжением до 1 кВ: не более 10 Ом при суммарной мощности генераторов или трансформаторов, питающих данную сеть, не более 100 кВ А, не более 4 Ом во всех остальных случаях;
• в электроустановках напряжением выше 1 кВ: не более 0,5 Ом для электроустановок напряжение от 110 до 750 кВ в сети с эффективно заземленной нейтралью;
• R₃=250/I₃ Ом для электроустановок напряжением выше 1 к В в сети с изолированной нейтралью при использовании заземления для электроустановок только свыше 1 кВ;
• R₃=125/I₃ Ом для электроустановок напряжением выше 1 кВ в сети с изолированной нейтралью при использовании заземляющего устройства одновременно для электроустановок до и выше 1 кВ.

Здесь I₃ — расчетный ток замыкания на землю, он должен определяться для той из возможных в эксплуатации схемы сети, в которой сила тока замыкания на землю имеет наибольшее значение.

При удельном сопротивлении земли р>500 Ом*м допускается вводить на указанные значения сопротивлений заземляющего устройства повышающие коэффициенты, зависящие от р.

Допускается проводить расчеты заземляющих устройств по нормам на напряжение прикосновения.