Заземление оборудования электроустановки и меры защиты

На предприятиях связи оборудование электроустановки соединяется с источником электроснабжения и с аппаратурой связи при помощи систем заземления типов TN-S и IT в соответствии с табл. 1.1, где первая буква (Т) обозначает заземленную нейтраль источника электроэнергии, а буква I - изолированную нейтраль. Вторая буква (N) обозначает, что открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника, а вторая буква Т - открытые проводящие части заземлены, независимо от подключения к земле нейтрали источника. Буква S говорит о том, что нулевой рабочий и защитный проводники разделены.

На рис. 1.2 показана схема соединения системы TN-S. На рис. 1.3 показана схема соединения системы IT, в которой открытые проводящие части электроустановки заземлены. Нейтраль источника изолирована от земли или заземлена через большое сопротивление.

Целесообразно дать определение применяемых терминов [1].

Глухозаземленная нейтраль — нейтраль генератора или трансформатора, присоединенная непосредственно к заземляющему устройству. Глухозаземленным может быть также вывод источника или полюс источника постоянного тока в двухпроводных сетях, а также средняя точка в трехпроводных сетях постоянного тока.

Таблица 1.1

Рис. 1.2. Система TN-S переменного тока: 1 — заземлитель нейтрали источника переменного тока; 2 — открытые про-. водящие части; РЕ - защитный проводник; N — нулевой рабочий (нейтральный) проводник.

Рис. 1.3. Система IT переменного тока: X - сопротивление заземления нейтрали источника; 2 - заземлитель; 3 - открытые проводящие части; 4 - заземляющее . устройство электроустановки

Изолированная нейтраль — нейтраль генератора или трансформатора, .не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через большое сопротивление приборов сигнализации, измерения, защиты.

Открытая проводящая часть — доступная прикосновению проводящая часть электроустановки, нормально не находящаяся под напряжением, но которая может оказаться под напряжением при повреждении основной изоляции.

Заземлитель — проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду.

Защитный проводник (РЕ) - проводник, предназначенный для целей электробезопасности.

Нулевой рабочий (нейтральный) проводник (N) — проводник в электроустановках до 1000 В, предназначенный для питания электроприемников и соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозазем-ленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной точкой источника в сетях постоянного тока.

Совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий (PEN) проводник — проводник в электроустановках напряжением до 1000 В, совмещающий функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников.

Примером системы с совмещенным (PEN) проводником служит система TN-C-S, в обозначении которой буква С говорит о том, что в системе TN функции защитного и нулевого рабочего совмещены в одном проводнике в какой-либо ее части, начиная от источника питания, а далее в схеме защитный и нулевой проводники выполняются самостоятельной проводкой.

При применении на предприятии связи системы заземления нейтрали типа TN-S должен быть предусмотрен следующий комплекс мер безопасности:

• уравнивание потенциалов;

• зануление корпусов оборудования;

• установка аппаратов защиты от сверхтока, с временем автома-' тического отключения не более 0,4 с;

• дополнительная защита от поражения электрическим током посредством устройства защитного отключения (УЗО) на ток срабатывания 30 мА.

При применении на предприятиях связи системы заземления нейтрали типа IT должен быть предусмотрен следующий комплекс мер безопасности:

• уравнивание потенциалов;

• заземление корпусов оборудования;

• установка аппаратов защиты от сверхтока с временем отключения не более 0,4 с;

• защита от пробоя изоляции силовых трансформаторов при помощи пробивного предохранителя;

• непрерывный автоматический контроль сопротивления изоляции;

• выработка предупредительного сигнала о недопустимом снижении сопротивления изоляции с возможностью его трансляции в цепи телеконтроля.

Переходное сопротивление между клеммой заземления и корпусом любого изделия, входящего в состав электроустановки, не должно превышать 0,1 Ом.

Под уравниванием потенциалов понимается электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства их потенциалов. Эта мера применяется для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции, причем она может применяться как в отдельности, так и в сочетании с другими мерами защиты.

Основным назначением устройства защитного отключения (УЗО) является дополнительная защита от поражения электрическим током путем отключения защищаемой цепи от источника в случае появления в ней чрезмерного тока утечки. УЗО подразделяются на дифференциальные выключатели общего типа и селективные дифференциальные выключатели, последние характеризуются параметром «время неотключения», т.е. минимальным временем, за которое дифференциальный выключатель не должен сработать при протекании через него отключающего тока утечки. Схемы включения УЗО в однофазной системе показана на рис. 1.4.

Схема рис. 1.4, а работает следующим образом. В нормальном режиме работы ток I₁ равен току I₂, поэтому УЗО не срабатывает. В случае снижения сопротивления в цепи по отношению к земле, появляется ток утечки, который будет равен разности токов I₁и I₂, и измерительный элемент УЗО дает команду на отключение защищаемой цепи, если разностный ток (утечки) будет больше заданного значения.

В зависимости от условий работы электроустановки подбирается пороговый ток срабатывания УЗО, который может изменяться от единиц до сотен миллиампер. Так, при использовании УЗО в качестве средства дополнительной защиты человека при работе его в особо опасных условиях ток отключения выбирается равным 6...10 мА, при работе в более благоприятных условиях для защиты от прямого прикосновения к проводящей части рекомендуется применение УЗО с током не более 30 мА. Для специальных цепей выпускается УЗО с током отключения до 500 мА. Следует подчеркнуть, что УЗО не ограничивает значение тока утечки, а ограничивает время протекания тока, если он превышает заданное номинальное значение для данного конкретного УЗО. Требованиями Правил устройства электроустановок диктуется необходимость применения УЗО в групповых розеточных сетях. Однако подключение к таким сетям персональных компьютеров или выпрямителей с бестрансформаторным входом, имеющих в своем составе входные помехоподавляющие фильтры — фильтры радиопомех, без учета их специфики может приводить к ложным срабатываниям УЗО и отключениям нагрузки. Действительно, первыми элементами фильтра радиопомех являются, как показано на рис. 1.4,5, конденсаторы С1 и С2, общая точка которых соединяется с корпусом устройства. В результате токи фазного I_l и нейтрального I_n проводников отличаются друг от друга на значение тока Ipe, протекающего через защитный проводник РЕ. Значение тока I_pe, являющегося для УЗО током утечки, при неизменных параметрах источника питания зависит от емкости конденсаторов и количества устройств, подключенных к розеточной сети. Предлагается принимать значение этого тока Ipe = I_УT равным 2.. .3 мА на одно устройство.