Rkrem.ru

Большая стройка
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Защитное заземление: принцип работы и схемы

Защитное заземление: принцип работы и схемы

С помощью создания электрического соединения металлических конструкций промышленного и бытового оборудования с землей повышают безопасность в процессе его эксплуатации. Такой метод используется для предотвращения поражения человека электрическим током при возникновении аварийных ситуаций.

На рисунке ниже отображены основные принципы функционирования защитной системы. Даже при использовании качественных автоматических устройств, скорость их отключения будет недостаточной, чтобы полностью исключить возможность поражения человека электрическим током. При наличии заземления будет образована цепь с меньшим сопротивлением. Это снизит вредные воздействия на организм человека до безопасного уровня.

Защитное заземление – необходимый элемент безопасности, предотвращающий поражение электротоком

Назначение и устройство защитного заземления

Устанавливается такой тип заземляющего устройства для защиты человека от поражения электрическим током при замыкании электрической цепи вследствие различных причин. Самая распространенная причина поражения током — короткое замыкание фазы на нетоковедущие элементы электроустановки.

Согласно материалам нормативной документации ПУЭ (глава 1.7), в зависимости от выполняемой функции существует два вида устройства заземляющей системы: рабочее (функциональное) и защитное заземление.

Функциональный тип применяется чаще для защиты производственных объектов. Посредством рабочих заземляющих устройств реализуется надежная эксплуатация оборудования электроустановки. Эффективность как рабочего, так и защитного устройства напрямую зависит от правильного выбора конфигурации заземляющих элементов и четкого производства электромонтажа.

Основным элементом системы выступает контур заземления. Он состоит из металлических заземлителей (электродов). Функциональность всей системы зависит от возможности этих заземлителей рассеивать ток. Монтировать заземляющие элементы необходимо с учетом множества факторов, напрямую влияющих на основной показатель эффективности заземлителей, — значение их сопротивления.

Следует помнить! При создании заземляющего устройства дома или квартиры важный момент — характеристика внутренней электропроводки объекта. Провод должен быть трехжильный, с фазой, нулем и заземлением.

Монтаж устройства защитного заземления востребован практически повсеместно.

Действие системы защитного заземления ↑

Работа системы защитного заземления заключается в снижении параметров напряжений шага и прикосновения, в приведении их к безопасным значениям. В результате грамотного устройства заземляющей системы:

  • уменьшается потенциал заземленного электрического оборудования;
  • выравниваются параметры потенциала основания, на котором стоят пользователи, и потенциала заземленной технической установки.

Важно. При отсутствии заземления электроустановки прикасаться к ее корпусу так же опасно, как прикасаться к фазному проводу электросети.

Базирующийся на сокращении значений или на выравнивании потенциалов заземляемой электрической техники принцип действия защитного заземления способствует уменьшению напряжения корпуса относительно используемого для заземления объекта, в качестве которого зачастую используется грунт. Благодаря чему ток, проходящий через тело пользователя, и напряжение прикосновения (шага) достигнет абсолютно безопасных для человека и техники значений.

[include title=»Реклама в тексте»]

Функция заземления будет выполняться полноценно, если показатели тока замыкания на землю не станут увеличиваться за счет уменьшения сопротивления заземлителя. Данному условию полностью соответствуют сети с изолированной нейтралью – с устройством генератора или трансформатора, не присоединенным к заземляющей системе или соединенным с ней через большое сопротивление различных измеряющих, сигнализирующих, защищающих приборов.

Как работает заземление

Для начала разберемся, почему на корпусе стиральной машинки или другого электрооборудования появилось опасное напряжение. Всё достаточно просто – изоляция проводников по какой-то причине испортилась или повредилась и поврежденный участок касается металлического корпуса какой-то из деталей оборудования.

Читать еще:  Система защиты от протечек воды какую выбрать

Если заземление или зануление электрооборудования отсутствует, то при касании человеком поврежденного прибора может возникнуть напряжение прикосновения (разность потенциалов на поверхности между точками касания). При нахождении рядом с поврежденным оборудованием может возникнуть шаговое напряжение (разность потенциалов между ступнями, соприкасающимися с землей). Напряжение прикосновения и шаговое напряжение могут иметь опасное для человека значение. Чтобы уменьшить их значение до безопасной величины, применяется защитное заземление.

Для человека опасны даже такие маленькие значения как 50 мА – такой ток может привести к фибрилляции желудочков сердца и смерти.

Так вот принцип работы заземления заключается в следующем: к заземлителю подключаются корпуса всех электроприборов, дополнительно устанавливается УЗО. В случае возникновения опасного напряжения на корпусе заземление всегда притягивает опасный потенциал к безопасному потенциалу земли и напряжение «стекает» на заземление.

Контрольные вопросы: Классификация заземлений по назначению

Главная > Контрольные вопросы

Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

1.Классификация заземлений по назначению

Для защиты человека от поражения электрическим током, а также для обеспечения нормальной работы электрических сетей, применяют заземление.

Защитное заземление — преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом (вода реки или моря, каменный уголь) металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением, для обеспечения электробезопасности. Защитное заземление предназначено для снижения напряжения прикосновения при пробое фазы на металлические нетоковедущие части.

Рабочее заземление — преднамеренное соединение с землей определенных точек электрической цепи, например, нейтральных точек обмоток генераторов, силовых и измерительных трансформаторов, дугоносящих аппаратов…Рабочее заземление предназначено для обеспечения надлежащей работы электроустановки в нормальных или аварийных условиях и осуществляемся непосредственно (путем соединения проводником заземляемых частей с заземлителем) или через специальные аппараты – пробивные предохранители, разрядники, резисторы.

Заземление молниезащиты — преднамеренное соединение с землей молниеприемников и разрядников с целью отводов от них токов молнии в землю.

2.Назначение, устройство и принцип действия защитного заземления.

Назначение защитного заземления. Устранение опасности поражения электрическим током в случае прикосновения к корпусу электроустановки и другим нетоковедущим металлическим частям, оказавшимися под напряжением.

Принцип действия защитного заземления. Снижение до безопасных значений напряжения прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус и другими причинами. Это достигается путем уменьшения потенциала заземленного оборудования (за счет уменьшения сопротивления заземлителя), а также путем выравнивания потенциалов основания, на котором стоит человек, и заземленного оборудования (за счет подъема потенциала основания, на котором стоит человек, до значения, близкого к значению потенциала заземленного оборудования).

Устройство заземления. Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя-проводника или группы проводников (электродов), соединенных между собой и находящихся в контакте с землей, и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части в электроустановки с заземлителем.

По расположению заземлителей относительно заземляемых корпусов заземления выделяют выносные и контурные.

Выносное заземление: Заземлители находятся на некотором удалении от заземляемого оборудования. Выносное заземляющее устройство называют сосредоточенным.

Контурное заземление: Электроды его заземлителя размещаются по контуру площадки, на которой находится заземляемое оборудование, а также внутри этой площадки. Электроды равномерно распределяются по площадке, поэтому устройство называется распределенным.

Читать еще:  Разрядники для защиты от перенапряжений

3. Электроды заземления, их назначение, габариты.

Для искусственных заземлителей (электродов заземления), предназначенных исключительно для целей заземления, применяются вертикальные и горизонтальные электроды. В качестве вертикальных электродов используют прутковую сталь (как наименее дешевую и дефицитную по сравнению с трубами и уголками) диаметром не менее 10 мм, длиной до 10 м, а также уголковую сталь с толщиной полок не менее 4 мм. Иногда применяют и стальные трубы диаметром 5-6 см с толщиной стенки не менее 3,5 мм.

Электроды заземления погружают в грунт вертикально в специально подготовленную траншею. Трубы и уголковую сталь обычно забивают, а прутковую сталь закручивают в грунт с помощью спец. приспособлений. Для связи вертикальных электродов между собой и в качестве самостоятельного горизонтального электрода применяют обычно полосовую сталь толщиной не менее 4 мм. Причем для электроустановок напряжением выше 1000В сечение горизонтального заземлителя выбирают по термической стойкости (исходя из допустимой температуры нагрева 400 о С).

Вертикальные электроды заземления 3, соединенные между собой при помощи сварки стальной полосой,

образуют внешний контур заземления1. Внутри здания по периметру прокладывается стальной шиной

внутренний контур заземления 2. Наружный контур заземления соединяется с внутренним не менее чем в двух местах. Подлежащее заземлению оборудование 4 присоединяется непосредственно к внутреннему контуру заземления.

Электроды заземления погружают в грунт вертикально в специально подготовленную траншею. Трубы и уголковую сталь обычно забивают, а прутковую сталь закручивают в грунт с помощью специальных приспособлений.

4. С какой целью измеряется удельное сопротивление грунта?

В процессе проектирования, монтажа и эксплуатации заземления возникает необходимость измерять параметры заземления. Проектировщикам необходимо знать точное значение удельного сопротивления грунта, где будет монтироваться заземление. Чем меньше сопротивление грунта, тем лучше заземлитель.

5. Назначение измерения заземляющей проводки

Заземляющая проводка, соединяющая заземляемое оборудование с заземлителем, должна иметь малое сопротивление (до 0.2 Ом) и в ней не должно быть обрывов. В процессе эксплуатации регулярно измеряется сопротивление заземляющих проводников.

6. Методы, приборы и схемы измерений параметров заземления

Метод четырех электродов: Для измерений используется четырехэлектродная схема (см. рис. ). Электроды устанавливаются на равных расстояниях а. Крайние электроды соединяют с токовыми зажимами измерителя заземлений, средние- с потенциальными. Если через крайние электроды пропускать ток, между средними появится разность потенциалов U. Значение U в однородном грунте прямо пропорционально удельному сопротивлению и току I и обратно пропорционально расстоянию между электродами отсюда , где R- показания прибора.

Прибор: Измеритель заземления МС-08

Метод контрольного электрода: Измеряем с помощью прибора М-416: в грунт забивают контрольный электрод таких же размеров (длина, сечение), которые предполагаются у электродов заземления. Забивают еще два электрода Rз и Rвспом. Удельное сопротивление грунта рассчитывается из , отсюда , где l – длина электрода, t – расстояние от поверхности земли до середины электрода (см рис. )

Метод амперметра-вольтметра: При данном методе на испытуемом заземлителе (Rх1) или контуре заземления (Rх) измеряют падение напряжения при пропускании через него тока. Помимо испытуемого заземлителя необходимо иметь еще два электрода: Rвсп (для создания цепи для измерительного тока через этот электрод и испытуемый заземлитель) и Rзонд (для получения в схеме точки с нулевым потенциалом, точки в которой ток растекания практически отсутствует). Для измерения нужно иметь ток в несколько десятков ампер, чтобы получить достаточную для измерений величину напряжения и исключить влияние блуждающих токов. Измерение сопротивления заземления производится для опоры ЛЭП (Rх1) и контура трансформаторной подстанции (Rх) по схеме рис. . Прибор: М – 416

Читать еще:  Защита от отгорания нуля в трехфазной сети

Измерение сопротивления заземляющей проводки: Для измерения сопротивления заземляющей проводки, определения обрыва в ней, а также для обнаружения аварийного напряжения на оборудовании применяется омметр М-372. При отсутствии прибора М-372 замеры выполняются М-416. схема измерения показана на рис. .

Зануление электроустановок

Обязательное защитное зануление необходимо выполнять на:

  • электроустановках напряжением питания до 1 кВ (трехфазные сети переменного тока, имеющие заземленную нейтраль). Чаще всего это сети переменного тока напряжением 380/220, реже – 660/380 В;
  • электроустановках напряжением питания до 1 кВ (однофазные сети переменного тока, имеющие заземленный вывод). Напряжение, как правило – 220 вольт;
  • электроустановках постоянного тока с напряжением до 1 кВ в сетях, имеющих заземленную среднюю точку источника.

Физически зануление осуществляется специальным проводом, имеющим надежный электрический контакт с открытыми токоведущими поверхностями электропотребителей.

Принцип действия защитного заземления

Основной принцип действия состоит в том, чтобы уменьшить количество напряжения на корпусе электрического оборудования при включении его в электросеть. Достижением этого служит малое сопротивление заземляющей конструкции. Ток проходит по наименьшему сопротивлению, то есть сопротивление заземлителя должно быть меньше чем сопротивление человека.

Различают контурные и выносные заземляющие конструкции. Контурные устройства проходят по периметру заземляемого объекта или оборудования. Такая конструкция более надежная и дает гарантию повышенной безопасности. Выносные – располагаются за границей предполагаемого объекта или электроустановки.

Принцип действия можно рассмотреть когда заземление является частью молниезащиты. При возникновении молнии разряд проходит по наименьшему сопротивлению: от воздуха к деревьям, к мокрым стенам зданий, по проводам к электроприборам и так далее. Если имеется такое устройство как молниезащита, то разряд от облака пойдет по траектории расположения металлических молниеотводах, находящихся с наружной стороны стен здания.

Электропроводность металла обусловлена содержанием в нем электронов, находящихся в подвижном состоянии. После чего электрический разряд по стенам спускается в почву, где и распадается. В этом случае заземление играет роль обязательного элемента, так как разряд посредством его уходит в землю. Земля является отличным проводником, но необходимо учитывать удельное сопротивление земли. Этот показатель зависит от плотности, состава, влажности и температуры, а также находящихся в ней химических элементов.

Так, мокрая глина является хорошим проводником для тока, в отличие от сухого песка. Также глубина заземлителя влияет на данный показатель. Заземление, проходящее на глубине более 5 метров, является более эффективным и надежным.

Какие провода лучше использовать для проводки в квартире. Большая сравнительная статья тут.

Специалисты проводят расчеты для проектирования качественной заземляющей конструкции. Как правило, выбираются типовые схемы и формулы для расчета. Вычисления зависят от: величины электродов и их количества, показателей грунта заземляемого объекта. Верность расчетов не большая, так как в большинстве случаев зависит от почвы. Обычно в этом случае используется опыт инженера.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector