Защитное заземление, зануление

Защитное заземление выполняется с целью обеспечения безопасности людей при нарушении изоляции токоведущих частей, а также для защиты от действия атмосферного электричества электрооборудования, зданий и сооружений.

Рабочее заземление выполняется для обеспечения нормальных режимов работы установок.

Действие защитного заземления заключается в том, что оно снижает напряжение между корпусом оборудования, оказавшимся под напряжением, и землёй.

Заземлять необходимо металлические части электроустановок, корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников, приводы эл. аппаратов, каркасы распределительных щитов, и др.

Заземлению не подлежат электроприемники с двойной изоляцией, корпуса электроизмерительных приборов, реле и т.п., установленных на щитах, щитках в шкафах.

Заземляющее устройство — это совокупность заземлителя и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем. Различают естественные и искусственные заземлители. В качестве искусственных заземлителей используют стальные, вертикально заложенные в землю трубы диаметром от 3 до 5 см, с толщиной стенок не менее 3,5 мм, длиной 2,5—3 м; угловая сталь, металлические стержни диаметром 10—12 мм и длиной 10 м. В качестве искусственных заземлителей нельзя применять алюминиевые оболочки кабелей, а также голые алюминиевые проводники, так как в почве они окисляются, а окись алюминия — изолятор.

Принципиальные схемы защитного заземления

а) в сети с изолированной нейтралью до 1000В; б) в сети с заземлённой нейтралью 1000В и выше.

1-заземлённое оборудование; 2-заземлитель защитного заземления; заземлитель рабочего заземления; r_э-сопротивление защитного заземления; r₀-сопротивление рабочего заземления

В качестве естественных заземлителей могут быть использованы проложенные в земле водопроводные, канализационные и другие металлические трубопроводы; металлические конструкции и арматура железобетонных конструкций, имеющие соединение с землей; свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле. Категорически запрещается использовать в качестве заземлителей трубопроводы горючих жидкостей и газов.

Сопротивление заземляющего устройства в электроустановках напряжением 380/220В в сетях с глухозаземлённой нейтралью с учётом повторных заземлений нулевого провода должно быть не менее 4 Ом.

Заземление электроустановок не требуется при номинальных значениях напряжения 36В и ниже — для переменного и 110В и ниже — для постоянного тока во всех случаях, за исключением взрывоопасных установок.

Защитное зануление — это присоединение металлических нетоковедущих частей электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением, к неоднократно заземленному нулевому проводу электрической сети. Назначение защитного зануления такое же, как и защитного заземления: устранить опасность поражения людей током при пробое на корпус. Решается эта задача автоматическим отключением поврежденной установки от электрической сети.

Принцип действия зануления — превращение пробоя на корпус в однофазное короткое замыкание с целью вызвать ток большой силы, способный обеспечить срабатывание защиты и тем самым автоматически отключить поврежденную установку от питающей сети.

Такой защитой служат: плавкие предохранители или максимальные автоматы, устанавливаемые для защиты от токов короткого замыкания; магнитные пускатели со встроенной тепловой защитой; контакторы с тепловыми реле и другие приборы.

Схема зануления электрического двигателя: U — фазное напряжение, I_к — ток короткого зануления, 1, 2, 3 — фазы, 0 —нулевой провод, R_о — сопротивление нейтральной точки

При пробое фазы на корпус ток идет по пути: корпус — нулевой провод — обмотки трансформатора — фазный провод — предохранители; ввиду того что сопротивление при коротком замыкании мало, сила тока достигает больших величин и предохранители срабатывают.

Защитное зануление применяется в трехфазных четырехпроводных электрических сетях напряжением до 1000В с глухозаземленной нейтралью.

Назначение нулевого провода в электрической сети — обеспечить необходимую для отключения электроустановки величину тока короткого замыкания путем создания для этого тока цепи с малым сопротивлением.

Заземление нейтрали в трехфазной четырехпроводной сети делается для того, чтобы снизить до безопасного значения напряжение нулевого провода относительно земли при случайном замыкании фазы на землю. Без заземления нейтрали такая сеть опасна и применяться не должна. Нулевой провод должен быть проложен так, чтобы исключить возможность его обрыва; в нём запрещается ставить предохранители, выключатели и др. приборы, способные нарушить его целостность.