Глава 16. Защитные меры электробезопасности и заземление

• применение надлежащей изоляции, а в отдельных случаях — повы­шенной;

• применение двойной изоляции;

• компенсация емкостных токов замыкания на землю;

• надежное и быстродействующее автоматическое отключение частей эле­ктрооборудования, случайно оказавшихся под напряжением и поврежденных участков сети, в том числе защитного отключения;

• заземление или зануление корпусов электрооборудования и элементов электроустановок, которые могут оказаться под напряжением вследствие по­вреждения изоляции;

• выравнивание потенциалов;

• применение разделительных трансформаторов;

• применение напряжений < 42 кВ переменного тока частотой 50 Гц и < 110 В постоянного тока;

• использование предупреждающей сигнализации, надписей и плакатов;

— применение устройств, снижающих напряженность электрических полей;

— использование защитных средств и приспособлений, в том числе для за­ щиты от воздействия электрического поля, в которых напряженность превы­ шает допустимые нормы.

Все перечисленные мероприятия представляют конструктивные и техниче­ские способы и средства обеспечения безопасности. Ни одну из перечислен­ных выше мер нельзя считать универсальной.

В электрических сетях с изолированной нейтралью ток замыкания на зем­лю зависит не только от сопротивления изоляции, но и от ее емкости, а по­следняя - от протяженности электрической сети и ее геометрических параме­тров. В процессе эксплуатации емкость электрической сети меняется лишь с изменением объема включенных под напряжение элементов сети. Снижение емкостной составляющей тока замыкания на землю в сети достигается вклю­чением параллельно с ее емкостью индуктивности. Компенсация емкостной составляющей тока замыкания на землю осуществляется в электрических се­тях напряжением выше 1 кВ. Компенсирующая катушка включается между нейтралью и землей, как показано на рис. 16.3, а.

На векторной диаграмме (рис. 16.3, б, в) показан ток замыкания на землю и его составляющие без компенсации и в компенсированной сети. К актив­ной и емкостной составляющим тока замыкания на землю добавляются ак­тивный и индуктивный токи компенсирующей катушки (7_{а к} I_L). При настрой­ке катушки индуктивности в резонанс емкостная и индуктивная составляющие, находящиеся в противофазе, взаимно уничтожают друг друга и ток замыкания на землю становится равным сумме токов: /_эк = /_г + /_{а к}. Ток замыкания на землю после компенсации емкостной составляющей становит­ся меньше, чем без компенсации (1_ЭК < 1₃). Снижение тока замыкания на зем­лю приводит не только к уменьшению напряжения прикосновения и шага, но и способствует гашению дуги между токоведущими и заземленными частями

16.1. Классификация электротехнических установок

481

Рис. 16.3. Компенсация емкостной составляющей тока замы­кания на землю:

а - принципиальная схема; б - векторная диаграмма тока за­мыкания на землю в сети без компенсации; в - векторная диа­грамма тока замыкания на землю при полной компенсации

в случае их соединения и ликвидации повреждения — замыкания на землю. Поэтому компенсирующие катушки иногда называют дугогасящими.

Заземление электроустановок осуществляется преднамеренным электриче­ским соединением с заземляющим устройством, которое представляет собой совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Заземлитель — проводник или совокупность металлически соединенных между собой про­водников, находящихся в соприкосновении с землей. Заземляющим про­водником называется проводник, соединяющий заземляемые части зазем­лителя.

Различают следующие виды заземлений: защитное — для обеспечения эле­ктробезопасности; рабочее — для обеспечения нормальных режимов работы установки; молниезащитное — для защиты электрооборудования от перена­пряжений и молниезащиты зданий и сооружений. В большинстве случаев од­но и то же заземление выполняет несколько функций одновременно.

Упрощенная картина растекания тока в землю и распределение потенциала земли вокруг заземлителя показана на рис. 16.4. В цепи замыкания на землю наибольшим потенциалом обладает заземлитель. Точки, лежащие на поверхно­сти земли, имеют тем меньший потенциал, чем они дальше удалены от зазем­лителя. Зоной растекания называется область земли, в пределах которой возникает заметный градиент потенциала при стекании тока с заземлителя. Зо­ной нулевого потенциала называется зона земли за пределами зоны рас­текания. Если человек стоит на земле и касается оказавшегося под напряжени­ем заземленного корпуса, разность потенциалов между корпусом, соединенным металлическим проводником достаточной проводимости с заземлителем, и точ-

482