Теоретичні відомості

Металеві не струмоведучі частини електрообладнання і електроустановок при порушенні ізоляції між ними і їхніми струмоведучими частинами можуть опинитись під напругою. У таких аварійних умовах дотик до не струмоведучих частин установок рівнозначний дотику до струмоведучих частин.

Усунення небезпеки ураження електричним струмом при такому переході напруги на не струмоведучі частини електроустановок у мережах з ізольованою нейтраллю здійснюється за допомогою захисного заземлення.

Під захисним заземленням розуміють з’єднання металічних не струмоведучих частин електроустановок з землею через заземлюючі провідники і заземлювачі для створення між цими частинами і землею малого опору.

Заземлювачі бувають штучні та природні. Штучні призначаються для заземлення; природні-—це металеві предмети, які знаходяться в землі і мають інше призначення. Як природні заземлювачі можна використовувати прокладені в землі водопровідні та інші металеві труби, металеві залізобетонні конструкції будівель і споруд, які з’єднані між собою під землею.

Штучні заземлювачі—це вертикальні і горизонтальні електроди. Для вертикальних електродів використовують сталеві труби діаметром 3 см з товщиною стінки не менше 3,5 мм та сталеві кутники з шириною полички від 40х 40 до 60 х 60 мм, товщиною не менше 4 мм, довжиною 2,5-5,0 м, або сталеві прути діаметром 10-12 мм і довжиною 10 м і більше.

Для з’єднання вертикальних електродів як самостійний горизонтальний електрод використовують сталеву штабу з перерізом не менш 4x12 мм або сталь круглого перерізу діаметром не менше 6 мм, які приварюють до кожного заземлювача. У відкритих установках корпуси приєднують безпосередньо до заземлювача дротами. В будинках як заземляючі провідники, призначені для з’єднання заземлюючих частин заземлювачами, використовують сталеву штабу або круглу сталь. Прокладають заземлюючі провідники відкрито по конструкціях будівель, по стінах на спеціальних опорах. Під’єднання обладнання, що заземляється, здійснюється за допомогою дротів-провідників. Магістраль з’єднують з заземлювачем не менше, ніж в двох місцях неізольованими дротами.

Згідно з ПУЕ і ГОСТ 12.1.030 - 81 нормування захисного заземлення проводиться за величиною допустимого заземлення пристрою, залежно від споживаної напруги електроустаткування і від потужності джерела струму.

Для електроустаткування напругою до 1000 В опір заземлення не повинен перевищувати 4 Ом; якщо потужність джерел струму (генераторів або трансформаторів) 100 кВт і менше, тоді допускається опір заземлюючого пристрою 10 Ом

Для установок напругою вище 1000 В опір заземлення не повинен перевищувати:

0,5 при ефективно заземленій нейтралі (тобто при великих струмах замикання на землю, більше 500 А);

250/І3, але не більше 10 Ом в установках напругою вище 1000 В з ізольованою нейтраллю, тобто при малих струмах замикання на землю (І3 менше 500 А);

125/ І3, але не більше 10 Ом в установках з ізольованою нентраллю, якщо заземлювач використовується одночасно і для електроустановок напругою до 1000 В.

При виникненні замикання на корпус електроспоживача із фаз мережі через заземлюючий пристрій починає протікати струм І3 (струм замикання на землю), викликаний наявністю опорів ізоляції фаз мережі Rфз і ємностей фаз відносно землі Сфз.

Частина цього струму Іh відгалужується на тіло людини, яка торкається металевих неструмоведучих частин електроустановки. Величина цього струму залежить від величини струму замикання на землю І3, опору розтікання струму в землі заземлюючого пристрою Rз, повного опору в колі „людина-земля" Rсh, взаємного розташування електрообладнання, заземлюючого пристрою, яке враховується коефіцієнтом напруги дотику а<=1 і визначається за формулою

.

Повний опір у колі „дюдина-земля" складається із опору людини Rh, опору взуття Rвз і опору розтікання струму від підошви взуття в землю Rпз і визначається за формулою

.

Якщо людина не має спеціального діелектричного взуття і стоїть на струмопровідній підлозі або землі, то можна вважати, шо Rвз = 0, Rпз = 0 і Rсh = Rh.

Коефіцієнт напруги дотику а дорівнює нулю, якщо людина стоїть на заземлюючому провіднику або безпосередньо на поверхні землі над заземлювачем (електрообладнання і заземлюючий пристрій розташовані на одній площі—сумісне заземлення); і а = 1, якщо людина стоїть за зоною розтікання струму в землі заземлюючого пристрою, тобто на віддалі, більше 20 метрів від крайнього заземлювача заземлюючого пристрою (електрообладнання розташоване за зоною розтікання заземлюючого пристрою - виносне заземлення)

При всіх інших умовах величина струму Іh, буде меншою при меншій величині Rз.