Защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей.

Защитное заземление применяется:

· в сетях напряжением до 1000 В - трехфазных с изолированной нейтралью, однофазных, изолированных от земли, сетях постоянного тока с изолированной от земли обмоткой источника;

· в сетях напряжением выше 1000 В переменного и постоянного тока с любым режимом нейтрали или соседней точки обмоток источника тока.

Защитное заземление состоит из заземлителей, соединенных между собой металлическими шинами, и заземляющих проводников, которыми присоединяется заземляемое оборудование.

Принцип действия защитного заземления – уменьшение напряжения прикосновения при замыкании на корпус за счет уменьшения потенциала корпуса электроустановки и подъема потенциала основания, на котором стоит человек до потенциала, болизкого по значению к потенциалу заземленной установки.

Защитное заземление следует отличать от рабочего. Рабочим заземлением называют соединение отдельных точек электрический сети с заземляющим устройством. Оно предназначено для нормальной работы электроустановки и для защиты от повреждения в аварийном режиме. Примером рабочего заземления является заземление нейтрали источника (r_o на рисунке 1.1).

По конструкции заземления могут быть выносными (r_з на рисунке 1.5) и контурными (рисунок 1.6).

Рисунок 1.5 - Выносное заземление

Выносное заземление обеспечивает защиту человека путем снижения потенциала корпуса до величины

U_з = I_зr_з,

где I_з- ток замыкания через заземлитель, r_з - сопротивление защитного заземления, Ом.

Поскольку заземлитель в случае выносного заземления расположен чаще всего на расстоянии более 20 м от возможного места прикосновения к корпусу, коэффициент a у выносных заземлений равен единице. Таким образом, выносные заземления защищают только благодаря малому значению при условии малых токов замыкания (не более 10 А), которые имеют место в сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью. При допустимом значении r_З £ 4 Ом выносное заземление обеспечивает в самом неблагоприятном случае замыкания малое напряжение на корпусе: .

Таблица 1.1 - Максимальные допустимые значения сопротивления заземления

Достоинство выносных заземлений - возможность выбора места с минимальным сопротивлением грунта. Недостаток - удаленность от защищаемого оборудования, ограниченность защитных свойств.

При напряжении свыше 1000 В токи замыкания на землю могут превышать 500 А. В этом случае выносное заземление может не обеспечивать безопасности. При больших токах замыкания на землю применяются контурные заземления. В отличие от выносного заземления, которое защищает путем снижения потенциала корпуса до безопасной величины, контурное заземление защищает человека путем увеличения потенциала защищаемой площадки до уровня, близкого потенциалу корпуса, и выравнивает потенциал площади так, что на всей защищаемой территории напряжение прикосновения и шага не превышает заданной величины (рисунок 1.6).

а

Значение тока, проходящего через человека, попавшего под шаговое напряжение, определяется по формуле

,

где b - коэффициент шаговых напряжений.

1 - электроустановка; 2 - внутренний контур; 3 - шина заземления; 4 - внешний контур   б Рисунок 1.6 - Контурное заземление

Зануление (в трехфазных 4-х проводных сетях напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью) – преднамеренное эл. соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей установок, которые могут оказаться под напряжением.

Зануление (рис. 1.7) создает путь малого сопротивления для тока замыкания на корпус и превращает его в ток короткого замыкания, способный вызвать быстрое перегорание плавких предохранителей или срабатывание автоматических выключателей. Так осуществляется селективное отключение поврежденных объектов от сети. Кроме того, благодаря применению повторного заземления нулевого проводника зануление частично снижает потенциал корпуса относительно земли в момент замыкания.

ПЗ Рисунок 1.7 - Зануление электроустановки

Защитное отключение- быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение ЭУ при возникновении опасности поражения током, а именно:

· при замыкании фазы на корпус электрооборудования;

· при снижении сопротивления изоляции фаз относительно земли ниже определенного предела

· появление в сети более высокого напряжения;

· прикосновение человека к токоведущей части под напряжением.

При этом в сети происходит изменение которых электрических параметров: например U_{корпуса} относительно земли и т.п. Изменение этих параметров до определенного предела (при котором возникает опасность) может служить импульсом, вызывающим срабатывание защитно-отключающего устройства.

Устройство защитного отключения (УЗО) применяются в случаях, когда другие средства защиты (заземление, зануление) неэффективны, ненадежны или трудноосуществимы.

УЗО должны обеспечивать отключение неисправности ЭУ за t £ 0,2с.

Основные части УЗО -

1) прибор защитного отключения;

2) автоматический выключатель.

Прибор защитного отключения - совокупность элементов, которые реагируют на изменение какого-либо параметра сети и дают сигнал на отключение.