Захисне заземлення

Захисне заземлення має своєю метою понизити напругу дотику у випадку пробою ізоляції в обладнанні. Воно полягає у сполученні корпуса з землею через контур заземлення (рис.5. 2). Контур заземлення містить у собі проводи, якими сполучаються корпуси апаратів із заземлювачами. Заземлювачі являють собою звичайні металеві труби діаметром 25 - 50 мм і довжиною 2 - 3 м, забиті у грунт. Замість труб можуть використовуватись будь-які металеві предмети. Загальна поверхня стикання заземлювачів з ґрунтом (кількість труб) має забезпечити допустимий опір розтікання струму по землі. Цей опір залежить від площі заземлювачів, типу ґрунту і його вологості. Найбільший опір має пісок (ρ до 2500 Ом/м) , а найменший — торф (ρ= 20 Ом/м) (табл. 14). Величина опору захисного заземлення для пристроїв напругою до 1000 В не повинна перевищувати 4 Ом.

Розглянемо, як працює захисне заземлення. Припустимо, відбувся пробій однієї з фаз. На корпусі виникає напруга. Утворюється ланцюг (рис.4.2): фаза — корпус — заземлення — грунт — заземлення вхідного трансформатора — трансформатор — проводи фази — корпус. Тобто виникає коротке замикання фази на землю.

Рис.5. 2. Принципова схема захисного заземлення

1- трифазна мережа, 2- електроприлад, 3 - заземлення електроприладу,

4 – трансформатор розподільчої підстанції;

5 - заземлення трансформатора підстанції.

Струм короткого замикання на землю визначається

(5.2)

де z_д— повний опір дротів (Ом);

r_з.тр. — опір заземлення трансформатора (Ом):

z_тр — повний опір трансформатора (Ом).

Для умов симетричного опору фаз, струм замкнення на землю можливо визначати

.

Напруга на корпус приладу відносно землі – напруга дотику Uд складає

(5.3)

де, r_з — опір заземлення пристрою (Ом),

Струм, який проходить через людину у випадку її дотику до корпусу, становить:

А, (5.4)

де Rконт — опір контакту "людина - пристрій" та "людина - заземлювач" (Ом).

Захисне занулення

Занулення застосовується у чотирьох провідних мережах напругою нижче 1000 В(мал5.3.). При зануленні корпус установки з’єднується з нейтральним (нульовим) дротом , а перед електроприладом розміщують запобіжники.

Рис.5. 3.Схема захисного занулення:

1-трифазна електромережа: А,В,С - фази, N – нейтральний ( нульовий) дріт;

2- електроприлад; 3 – запобіжники; 4 – трансформатор розподільчої підстанції.

В аварійної ситуації ,коли на корпусі електроприладу виникає напруга, утворюється коротке замкнення через нульовий дріт внаслідок чого спрацьовує запобіжник тій фази ,в якій виникле пошкодження ізоляції. Запобіжники повинні спрацьовувати раніше виникнення небезпечної напруги для людини. Досягають цього правильним підбором запобіжників. Звичайно струм спрацьовування запобіжників для електронагрівальних приладів визначають так:

І_сп=1,25·І_р, А, (5.5)

де, І_р — номінальне робоче значення струму для електроприладу (А).

Для електродвигунів номінальний струм спрацювання плавких запобіжників визначається з співвідношення

А, (5.6)

де, І_п – пусковій струм електродвигуна, визначається як добуток номінального робочого струму на кратність пускового струму ,що наводиться в паспортних даних двигуна, А.

Перевірка надійності роботи захисного занулення полягає в перевірки нерівності

А, (5.7)

І_к.з. – струм короткого замкнення між фазою та нейтраллю:

І_сп. – номінальний струм спрацювання запобіжників,А;

k - коефіцієнт запасу: для плавких запобіжників та теплових автоматів k=3, для електромагнітних автоматів k=1,25…1,4.