Теоретическая часть

Широкое использование электрической энергии в современном производстве, в быту, в учебном процессе значительно увеличивает вероятность поражения электрическим током. Одним из эффективных методов защиты от поражения током является применение защитного заземления – соединение с землей металлических нетокопроводящих частей электрических установок.

Принцип действия защитного заземления заключается в снижении до безопасной величины электрического потенциала, под которым могут оказаться металлические нетоковедущие части электрических установок в результате аварийной ситуации. За счет заземления между частью установки, которая оказалась под напряжением, и землей образуется соединение высокой проводимости (малого сопротивления). Поэтому ток, проходящий через тело человека, включившегося параллельно в электрическую цепь, не является опасным для его жизни.

Защитному заземлению подлежат все металлические нетоковедущие части ЭУ, которые вследствие выхода из строя коммутационной аппаратуры или изоляции могут оказаться под напряжением, и к которым могут прикоснуться люди или животные.

В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных помещениях заземление выполняется при напряжении переменного тока более 42 В и постоянного тока – более 110 В; в помещениях без повышенной опасности более 380 В и 440 В соответственно.

В зависимости от расположения по отношению к заземляемому оборудованию, защитное заземление подразделяется на выносное и контурное (рис. 7.7). В качестве искусственных заземлителей используются стальные стержни диаметром 10...20 мм и длиной 3...7 м; уголковые равносторонние профили №№ 3 – 6,3; стальные трубы диаметром 30...50 мм и длиной 2,5...3 м, а также стальные шины с площадью поперечного сечения не менее 100 мм².

Заземляющие устройства забиваются вертикально в грунт на глубину 0,7...0,8 м и соединяются между собой заземляющим проводником (стальной шиной) с помощью сварки. В качестве заземляющего проводника при внешней и подземной укладке используют ленточную сталь площадью сечения не менее 48 мм², внутри помещений – сечением не менее 24 мм², а также сталь круглого сечения диаметром 5...6 мм².

Рис. 7.7 – Виды защитных заземлений: а – выносное, б – контурное; 1 – заземлитель, 2 – электрическое оборудование, 3 – соединительные провода

Заземляемое оборудование присоединяется параллельно к контуру защитного заземления с помощью отдельных проводников (рис. 7.8), которые крепятся к оборудованию при помощи сварки или болтового соединения.

Рис. 7.8 – Схема заземления электроустановок: 1 – заземлитель, 2 – электрический двигатель, 3 – заземляющие проводники

Заземляющие проводники прокладываются открыто по стенам зданий, так как они всегда должны быть доступны к осмотру. Качество креплений защитного заземления проверяют регулярно, а измерение его сопротивления выполняют один раз в год. В любое время года в ЭУ до 1000 В сопротивление защитного заземления не должно превышать 4 В.

Измерение сопротивления защитного заземления можно выполнить методом амперметра-вольтметра с помощью мегомметра типа МС с использованием вспомогательного заземлителя и потенциального электрода-зонда, расположенных на достаточном расстоянии от исследуемого заземлителя (рис. 7.9).

Рис. 7.9 – Схема измерения сопротивления защитного заземления

Источником тока в приборе является генератор постоянного тока, приводящийся во вращение при помощью ручки. Постоянный ток генератора преобразуется в переменный для внешней цепи с помощью прерывателя, благодаря чему можно исключить явление электролиза, и затем – обратно в постоянный для цепей амперметра и вольтметра.

Для исключения погрешности градуировка прибора проведена для некоторой величины потенциального сопротивления цепи (зонда) которое превышает 1000 Ом. Поэтому перед проведением измерений при подключенных к прибору заземлителях потенциальная цепь выравнивается по своим сопротивлениям до величины, при которой производилась градуировка. Для этой цели служит реостат потенциальной цепи и переключатель.

Данный прибор имеет три предела измерений: 0...10 Ом, 0...100 Ом 0...1000 Ом. На клеммовой панели прибора находятся четыре выходные зажима – два для тока (I₁ и I₂) и два для напряжения (Е₁ и Е₂).

Другим методом измерения сопротивления защитного заземления является метод трех измерений, суть которого заключается в измерении силы тока и напряжения на каждой паре электродов, как показано на рис. 7.10. Результатом каждого из измерений является сопротивление пары заземлителей растеканию тока

Рис. 7.10 – Схема метода трех измерений

После этого сопротивление защитного заземления определяют по формуле