Защитное заземление это – что это такое, как работает, виды заземления и заземлителей: глубинное, штыревое, рабочее, защитное, пластина ptce

Содержание

Использование защитного заземления и отличие его от зануления

Устройство защитного заземления – способ, электротехнического присоединения защитного проводника с нетоковедущими корпусами электроустановок, подвергаемые действию токов короткого замыкания фазного электротока. Защитный контур, главной задачей которого, является предохранение нанесения электротравм, связанных, с пиковыми значениями тока при коротком замыкании.

Для понимания сути устройства, следует знать основные теоретические вопросы.

Основные цели, задачи заземления

Основной задачей защитного заземления, согласно требованиям ГОСТа – предупреждение воздействия на людей пиковыми токами при КЗ и отведения напряжения с корпусов электроустановок через устройство заземления в грунт. Все меры принимаются для предупреждения возможностей получения электротравм.

Принцип действия защитного зануления и заземления – понижение до минимального уровня силы тока и поражающих факторов при прикосновении к короткозамкнутым деталям электроприборов и установок. При этом происходит понижение уровня напряжения на корпусах защищенных приборов, потенциалы выравниваются в связи с ростом этой величины на поверхности до уровня равного потенциала оборудования с земляным проводом.

Областью применения являются трехфазное оборудование и цепи. Они должны оборудоваться глухозаземленной нейтралью при напряжении ниже 1000. В, при большем напряжении цепи выбирается любой способ проведения нейтрального провода.

Основной целью устройства защиты является снижение уровня напряжения до безопасного значения на корпусе оборудования и контуре защиты, а также снижение силы тока, идущего через корпус человека при касании участка под напряжением. Номинальное значение напряжения цепи переменного тока свыше 380 В и значении постоянного тока в 440 В – такие электрические цепи подлежат обязательному оснащению заземлением, особенно при особо опасных условиях и местах повышенной опасности.

Обязательно должны заземляться устройство с металлическим корпусом:

  • станки;
  • приборы;
  • корпуса электрощитовых;
  • пульты управления механизмами;
  • металлический корпус кабеля и муфт;
  • металлические трубы для укладки проводов.

При КЗ фазного провода на корпуса устройств, и касании человека их рукою, через его тело проходит опасный по величине электрический ток. При заземлении, основная часть напряжения уйдет на контур, потому, что его сопротивление меньше чем человеческого тела.

Отличие рабочего заземления от защитного

Рабочее заземление. Принцип работы – это выполнение соединения с землей несколько отдельно стоящих объектов электросхемы здания. Это могут быть нейтраль обмотки генератора, и других различных устройств. Оно предназначено для обеспечения правильной работы электроустановки, независимо от условий его применения. Осуществление этого вида защиты происходит, непосредственно соединяя заземляемые корпуса электроустановок с заземлителями.

Достаточно редко, рабочее заземление может проводиться с помощью специализированных приспособлений – это могут быть пробивные предохранители, резисторы.

Защитное зануление и заземление, как указывалось выше, выполнение работ по электрическому соединению с металлическими нетоковедущими частями устройств. При этом основной работой защитного контура, является предохранение нанесения электротравм при касании человеком корпуса оборудования, потому, что ток с него отводится на заземляющий контур, сопротивление которого меньше чем сопротивление человеческого тела.

Поэтому отличием этих двух защитных устройств, является принцип их работы. Если рабочее уравнивает потенциалы, то защитное отводит ток на заземляющий контур, как правило, по глухозаземленной нейтрали. Но при оснащении своего помещения любым из видов защиты, наибольшая эффективность работы, будет достигаться при условии, что токи короткого замыкания не будут увеличиваться в связи с уменьшением уровня сопротивления заземлителя.

Еще о чем следует помнить. Ни один заземляющий контур не сможет выполнить работу автоматов отключения тока и устройства защитного отключения при утечках тока. А также эти приборы, не смогут выполнить свою работу надежно, без защитного заземления.

Требования к защитному заземлению

Защитное заземление – это наиболее жесткое устройство, чем зануление цепи. Здесь предусмотрена прокладка отдельной шины, довольно небольшого уровня сопротивления, которая идет к системе заземлителей, забитых в землю в виде треугольника. Расчет защитного заземления, требует знания множества формул и наличия множества исходных данных. Поэтому принято для жилого фонда применять типовые проекты контура заземления для каждого региона.

Установка зануления предусматривает прокладку шины нейтрали или любого другого способа отвода тока в однофазной цепи. При этом, значения сопротивлений каждого проводника зануления до подстанции или питающего трансформатора, складываясь, образуют значение сопротивления защитного устройства. Эта величина может изменяться, но требования к защитному заземлению и занулению, предусматриваю общее значение максимально возможного уровня сопротивления цепи.

Бытовое заземление

Как правило, системы электроснабжения, должны иметь сопротивление защитного заземления, должно быть от 4 Ом, до 30 Ом. Для обустройства, как правило, применяют стальные уголки и полоса шириной 40 мм. Предусматривают использование медной шины, достаточного сечения, согласно ГОСТу. Это обязательное требование. При использовании защитного проводника с медным проводом 0,5 мм2 нам не хватит и 100 метров провода для достижения критического значения. Наиболее строгие требования предъявляются при обслуживании участков:

  1. Установки, с напряжением цепи до 1000. В, оснащаются устройством, сопротивление которого, не должно превышать 0,5 Ома. Значение заземленного контура измеряют при помощи специального измерительного прибора – измерителем сопротивления. Это измерение проводится двумя дополнительными заземлителями. Разведя их на определенное расстояние, выполняем замер, затем сдвигая электрод, проводим несколько замеров. Самый худший результат принимается за номинальное значение.
  2. Для обслуживания цепи трансформатора, других источников питания, при величинах напряжения от 220 В до 660 В – величина сопротивления заземления должна быть от 2 Ом до 8 Ом.

Производственное защитное заземление

Использование дополнительных мер для выравнивания величин потенциала – это основная «обязанность» применения защитного обустройства производственных мощностей. Для достижения надежной защиты, все металлические детали конструкций и устройств, а коммуникационные трубопроводы подсоединяются на заземляющий проводник. В жилых помещениях, так следует оборудовать ванные комнаты и стальной водопровод, канализацию, и трубы отопления. В наше время пускай и редко, но они встречаются. На промышленных объектах заземляют:

  • приводы электрических машин;
  • корпуса каждой электроустановки, находящейся в помещении;
  • коммуникации металлических труб, металлоконструкции;
  • защитные оплетки электрокабелей , с напряжением постоянного тока до 120 В;
  • электрощитовые, различные корпуса системы электропроводки.

Детали, не требующие защиты:

  • металлические корпуса приборов и оборудования, установленных на стальной платформе, главное – обеспечение надежного контакта между ними;
  • разнообразные участки с металлической арматурой, установленная на деревянных конструкциях, исключение составляют объекты, где защита распространяется и на эти объекты;
  • корпуса электрооборудования, имеющие 2, 3 классы безопасности;
  • при вводе в здание электропроводки, с напряжением не выше 25 В, и прохода их сквозь стену из диэлектриков.

В заключение необходимо отметить.

Защитное заземление применяется в сетях переменного тока до 1кВ с глухозаземленной нейтралью, свыше этого значения напряжения со всеми видами проведения нейтрального провода.

После монтажа каждого из видов защиты, необходимо выполнить проверку величины сопротивления защиты. После этого составляется акт проверки. Замеры, проводят летом и зимой, в это время грунт имеет наибольшее сопротивление.

Проверку жилого фонда рекомендуется проводить раз в год. Помните о необходимости оснащения щитовой автоматами размыкателями цепи и защитным устройством от утечек тока.

evosnab.ru

Защитное заземление

Защитным
заземлением называют
преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом
металлических не-токоведущих частей электроустановок, которые могут
оказаться
под напряжением.

Заземляют
все электроустановки,
работающие при номинальном напряжении переменного тока более 50 В,
постоянного
и выпрямленного тока более 120 В (кроме светильников, подвешенных в
помещениях
без повышенной опасности поражения электрическим током на высоте не
менее 2 м
при условии изоляции крючка для подвески светильника пластмассовой
трубкой).

Область
применения защитного заземления:

сети
напряжением до 1000 В — трехфазные
трехпроводные с изолированной нейтралью, однофазные двухпроводные,
изолированные от земли, а также двухпроводные постоянного тока с
изолированной
средней точкой обмоток источника тока;

сети
переменного и постоянного тока с
любым режимом нейтральной или средней точки обмоток источников тока
напряжением
свыше 1000 В.

Заземляющее
устройство (рис. 8.3)
состоит из заземлителя и проводника, соединяющего металлические части
электроустановок с заземлителем. В качестве искусственных заземлителей
применяют заглубляемые в землю стальные трубы, уголки, штыри или
полосы;
естественных — уложенные в земле водопроводные или
канализационные трубы,
кабели с металлической оболочкой (кроме алюминиевой), обсадные трубы
артезианских колодцев и т. п.

Принцип
действия защитного заземления
заключается в снижении до безопасных значений напряжений прикосновения
и шага в
случае появления электрического потенциала вследствие замыкания тока на
металлические корпуса электрооборудования, разряда молнии или других
причин.

Так как сопротивление тела человека Rч
значительно больше сопротивления заземляющего устройства Rз,
то сила тока Iч, протекающего через человека, оказывается
намного меньшей, чем сила тока /з, стекающего на землю через
заземлитель.
Однако в этом случае полностью опасность поражения током не исключают,
что
относят к первому недостатку защитного заземления. Второй недостаток

значительное увеличение опасности поражения током при обрыве в цепи
заземляющего устройства или ослаблении крепления заземляющего
проводника.
Третий недостаток проявляется в трехфазных сетях с изолированной
нейтралью при
хорошем состоянии изоляции двух фаз электроустановки и пробое изоляции
третьей.
В этом случае напряжение первых двух фаз относительно земли возрастает
с
фазного до линейного, что может вызвать повреждение изоляции в другой
электроустановке со своим защитным заземлением. Возникает большой ток
замыкания
на землю, близкий по значению
к току короткого замыкания двух фаз. Напряжение на корпусах обеих
электроустановок зависит от линейного напряжения и приводит к появлению
опасности поражения током даже при нормативных значениях сопротивления
заземляющих устройств.

Рис. 8.3. Принципиальная схема
защитного заземления

Каждую
электроустановку следует
присоединять к заземляющей магистрали отдельным проводником.
Последовательное
соединение заземляемых частей не допускается. Соединения должны быть
надежными,
обычно их выполняют сваркой или с помощью болтов. Не разрешается
прокладывать в
земле неизолированные алюминиевые проводники из-за их быстрой коррозии.
С целью
защиты от нее заземляющие проводники в сырых помещениях устраивают на
расстоянии не ближе 10 мм от стен.

Наибольшие
допустимые значения
сопротивления заземляющего устройства Rз для
электроустановок с напряжением до 1000 В составляют:

10
Ом при суммарной мощности генераторов
или трансформаторов, питающих данную сеть, не более 100 кВ·
А;

4
Ом во всех остальных случаях.

Рис. 8.4. Схемы заземлителей:

а
— стержневого вертикального круглого сечения у поверхности
земли; б —
стержневого круглого сечения, вертикально заглубленного в землю; в
— горизонтальной
полосы, заглубленной в землю

Сопротивление
заземляющего устройства
можно определять двумя методами: расчетным (теоретическим) и
практическим.

Сопротивление,
Ом, стержневого
вертикального заземлителя с диаметром Округлого сечения у поверхности
земли
(рис. 8.4, а).

Значения
р могут быть от 1 (морская
вода) до 106 (граниты). При колебаниях влажности грунтов сильно
изменяется их удельное сопротивление, например, при снижении влажности
красной
глины с 20 до 10 % оно возрастает в 13 раз. Значительно увеличивается
ρ в
случае промерзания грунта. Вот почему стержневые заземлители
рекомендуют забивать
на глубину, большую глубины промерзания, и по возможности ниже уровня
грунтовых
вод.

Сопротивление,
Ом, стержневого
вертикально заглубленного заземлителя круглого сечения (рис. 8.4, б).

Сопротивление
заземлителя, Ом,
выполненного в виде горизонтальной полосы (рис. 8.4, в), заглубленной
в землю.

Рис.
8.5. Схема измерения сопротивления заземления с помощью вольтметра
и амперметра

Сопротивление
заземления проверяют
специальными приборами-измерителями М-416, МС-08 и др. Если его
контролируют не
в период максимального промерзания грунта, то показания прибора следует
умножить на коэффициент сезонности.

При
отсутствии специальных приборов
можно использовать вольтметр и амперметр. В этом случае в качестве
источника
тока служит трансформатор (обычный сварочный) мощностью около 5 кВт со
вторичным напряжением 36…120 В, который может обеспечить достаточно
большую
силу тока (I= 15…20 А), так как при малых значениях I не достигают
необходимой точности замеров.

Для
измерения забивают дополнительный
заземлитель Дз и зонд Зз (рис. 8.5). Сопротивление
заземлителя определяют по закону Ома:


= U/I.

С
помощью омметров М-372 обычно измеряют
сопротивление цепи «оборудование — заземлитель».
Сопротивление
контура вместе с сопротивлением проводника и есть полное сопротивление
заземляющего устройства.

Сопротивление заземляющих устройств измеряют не
реже 1 раза в год. Внешний осмотр проводят не реже 1 раза в 6 мес, а в
помещениях с повышенной опасностью поражения электрическим током и
особо
опасных — не реже 1 раза в 3 мес.


Полезная информация:

ohrana-bgd.narod.ru

4)Защитное заземление

Защитным заземлением называется
преднамерен­ное соединение с землей
всех нетоковедущих металличе­ских
частей электроустановки, не находящихся
под на­пряжением, но которые могут
оказаться под напряжением в результате
пробоя изоляции.

Следует различать рабочее заземление
и защитное заземление. Рабочее заземление
— соединение нейтрали с землей, определяющее
режим заземленной нейтрали. За­щитное
заземление — соединение корпусов и
других дета­лей с заземлителем.
Заземлителями могут служить труба,
уголковая сталь, швеллер, полосовая
сталь, лист железа, помещенные во влажную
землю (а также арматура железо­бетонных
конструкций, стальные опоры ЛЭП и др.).

Переходное сопротивление устройства
заземления должно быть не более 2 Ом в
подземных условиях уголь­ных шахт, в
помещениях с повышенной опасностью и
осо­бо опасных. В других случаях не
более 4 Ом, на опорах ЛЭП не более 10 Ом.

Соединение корпусов с заземлителем
осуществля­ется стальным проводом,
сечением не менее 24 мм, в земле стальной
шинкой сечением 50-120 мм, медным проводом
сечением не более 25 мм.

При соединении предпочтительнее сварка.

Передвижные электроприемники заземляются
че­рез заземляющую жилу кабеля,
питающего электроуста­новку.

Принцип действия защитного заземления
— сни­жение напряжения прикосновения
корпуса до безопас­ной величины за
счет малого сопротивления заземлителя
(рис. 4).

Рис. 13.5. Принцип действия защитного
заземления

Напряжением прикосновения называется
напряже­ние на какой-либо токопроводящй
части электроустановки в момент
прикосновения к ней человека. Напряжение
при­косновения обусловливает величину
тока через тело чело­века. В аварийных
ситуациях это напряжение может быть
опасным

Для снижения напряжения прикосновения
необхо­димо обеспечить эффективное
заземление или зануление электроустановки.

прикосновения КЗ 3 ‘

При малом сопротивлении заземления (Яз
= 2 Ом) напряжение на корпусе электроаппарата
в случае пробоя изоляции будет невелико,
большая часть тока замыкания Ь пойдет
через заземлитель, а не через тело
человека (Яц = = 1000 Ом), включенного
параллельно сопротивлению за­земления.

5)Защитное зануление. Принцип действия

Занулением называется преднамеренное
электри­ческое соединение металлических
нетоковедущих частей электроустановок
с нулевым, многократно заземленным
проводом.

Нулевой защитный провод имеет сечение
в два раза меньшее, чем нулевой рабочий
провод. Нулевой рабо­чий провод
используется в 4-проводных сетях с
несиммет­ричной нагрузкой (например,
бытовой).

Назначение защитного зануления —
устранение опасности поражения током
в случае прикосновения к корпусу,
оказавшемуся под напряжением.

Принцип действия — превращение замыкания
на корпус в однофазное короткое замыкание
и отключение его максимальной токовой
защитой (плавкими вставками, автоматами
и др).

Зануление осуществляет 2 защитных
действия:

  1. быстрое автоматическое отключение
    повреж­денного участка,

  2. снижение напряжения прикосновения за
    счет заземления.

Область применения — трехфазные
четырехпроводные сети до 1000 В с
глухозаземленной нейтралью, в однофазных
двухпроводных сетях переменного тока;
в трехпроводных сетях постоянного тока
— с глухоза­земленной средней точкой.

Для схемы зануления необходимы: нулевой
защит­ный проводник, глухое заземление
нейтрали и повторное заземление нулевого
защитного провода (рис. 13.6).

Нулевой защитный провод снижает
сопротивление цепи короткого замыкания
и обеспечивает тем самым дос­таточно
большой ток замыкания для надежного
срабаты­вания максимальной токовой
защиты.

Глухое заземление нейтрали обеспечивает
малое напряжение прикосновения.

Повторное заземление нейтрали обеспечивает
ма­лое напряжение прикосновения для
удаленных электро­приемников.

Рис. 13.6. Защитное зануление

Защитное отключение. Принцип действия

Назначение защитного отключения —
обеспечение автоматического отключения
электроустановки при воз­никновении
в ней опасности поражения человека
током. Меры защиты — быстрое отключение
участка сети.

Устройство защитного отключения (УЗО)
включает в себя прибор защитного
отключения и исполнительный орган —
автоматический выключатель.

Прибор защитного отключения — совокупность
от­дельных элементов, которые
воспринимают входную ве­личину,
реагируют на ее изменение и при заданном
ее зна­чении дают сигнал на отключение
выключателя.

Исполнительный орган — автоматический
выключатель.

УЗО применяются в электроустановках,
где по ка­ким-либо причинам трудно
обеспечить эффективное за­земление
или зануление, где высока вероятность
прикос­новения людей к токоведущим
частям (передвижные элек­троустановки,
ручной электроинструмент).

УЗО делятся на следующие типы, реагирующие
на:

  • потенциал корпуса,

  • ток замыкания на землю,

  • напряжение нулевой последовательности,

  • ток нулевой последовательности,

  • напряжение фазы относительно земли,

  • оперативный ток,

  • комбинационные устройства.

Устройства, реагирующие на потенциал
корпуса

УЗО
с реле напряжения УЗО с предохранителем
Рис. 13.7.

При
возникновении опасных напряжений на
кор­пусе электроустановки срабатывает
реле напряжения РН (рис. 6), включенное
между корпусом и землей, размыка­ет
свой нормально замкнутый контакт РН в
цепи питания отключающей катушки ОК,
которая отключает электроус­тановку
от сети.

В другом варианте (рис. 6) при появлении
опасно­го напряжения на корпусе
электроустановки срабатывает реле
напряжения РН, замыкает свой контакт,
вызывая ко­роткое замыкание и
перегорание предохранителя, обесто­чивая
тем самым электроустановку.

Рис.13.8.

Устройства,
реагирующие на ток замыкания на землю.
При возникновении опасных напряжений
на корпу­се электроустановки (рис.
7) возникает ток утечки, срабаты­вает
реле тока РТ, включенное между корпусом
и землей, раз­мыкает свой нормально
замк­нутый контакт в цепи питания
отключающей катушки ОК, которая отключает
электроус­тановку от сети.

Рис. 13.9. УЗО, реагирующие на напряжение
нулевой последовательности

Снижение сопротивления или пробой
изоляции одной из фаз является причиной
возникновения несим­метричного
режима токов и напряжений, появляется
на­пряжение нулевой последовательности,
которое можно использовать для отключения
электроустановки. Реле на­пряжения
РН включаются между землей и нулевой
точ­кой, образованной либо тремя
большими сопротивления­ми (рис.
13.9.а), либо тремя конденсаторами.

Если вторичные обмотки трансформатора
вклю­чить последовательно (рис. 13.9
в), то реле напряжения РН, включенное в
такую цепь, будет реагировать на
напряже­ние нулевой последовательности,
возникающее при не­симметричном
режиме.

Во вторичной обмотке трансформатора
тока, охваты­вающего своим магнитопроводом
все три фазы кабеля (рис. 9), протекает
сумма то­ков фаз А, В и С, с учетом
ко­эффициента трансформации.

Рис. 13.10. УЗО, реагирующие на ток нулевой
последовательности

В симметричном ре­жиме ток отсутствует,
так как

В несимметричном режиме (снижение или
пробой изоляции) возникает ток нулевой
последовательности, срабатывает реле
тока РТ, подается команда на отключе­ние
электроустановки.

studfiles.net

Что такое защитное заземление

Защитное заземление это устройство специального электрического соединения между землей нетоковедущих частей, изготовленных из металла, которые из-за замыкания на корпус, могут быть под напряжением. Напряжение может возникнуть и по причине влияния индукции от токоведущих частей, расположенных рядом, при выносе потенциала, разряде молнии и др. В качестве эквивалента земли служат воды рек и морей, карьеры с каменным углем и другие, токопроводящие материалы.

Предназначается для предупреждения поражения электротоком при случайном прикосновении к корпусу электроприбора. Под напряжением могут оказаться и другие нетоковедущие части при замыкании на корпус и вследствие других факторов.

Рассмотрим отличие защитного от других заземлений, таких как рабочее и для молниезащиты

  1. При рабочем заземлении отдельные точки электрической цепи преднамеренно соединяются с землей. Это могут быть нейтральные точки в обмотках генераторов, дугогасящих аппаратах, измерительных и силовых трансформаторах. При нем проводник соединяется непосредственно с заземлителем.
  2. Заземление для молниезащиты отводит в землю токи молний, попадающие в разрядники и молниеприемники путем преднамеренного соединения их с землей.

При действии защитного заземления понижаются напряжения шага и прикосновения при замыкании на корпус. Для этого уменьшается потенциал заземленного оборудования за счет уменьшения сопротивления. При отсутствии заземления корпуса электроустановки, прикосновение к нему становится опасным, как и в случае прикосновения к фазному проводу.

В случае заземления электроустановки происходит уменьшение напряжения корпуса относительно земли.

Напряжение корпуса относительно земли уменьшается за счет уменьшения значения сопротивления на заземлителе. Соответственно уменьшаются напряжение при касании и ток, проходящий через тело человека.

Эффект от заземления будет лишь тогда, когда ток Iз не возрастает при уменьшении сопротивления. Это условие наиболее подходит для сетей с изолированной нейтралью. Токи замыкания в данном случае определяются значением сопротивления изоляции провода относительно земли.

Если в сетях переменного тока имеется заземленная нейтраль, то применять защитное заземление, как основную защиту нецелесообразно, так как в данном случае оно не дает нужного эффекта.

Любое заземление имеет в своем составе заземляющее устройство, которое, в свою очередь, состоит из заземлителя и проводов. Типы устройств обусловлены местом их размещения относительно заземляемых электроустановок. Они подразделяются на выносные и контурные.

При выносном устройстве, заземлитель выносится за границу площади, где размещается заземляемое оборудование. Такое заземление еще называют сосредоточенным, так как оно может быть сгруппировано на какой-то отдельной части площадки.

Недостатком этого типа защитного заземления является удаленность заземлителя от оборудования. Также при значительных расстояниях до заземлителя наблюдается существенный рост сопротивления во всем заземляющем устройстве из-за большого сопротивления в проводнике. В качестве достоинства можно отметить широкий выбор для размещения электродов с минимальным сопротивлением грунта.

Контурное заземляющее устройство отличается размещением электродов заземлителя по периметру площадки с заземляемым оборудованием. Электроды могут размещаться и внутри площадки. Распределение электродов производится равномерно.

electric-220.ru

виды, защитное заземление, заземляющее устройство

Защитное заземление — это система, созданная для предупреждения воздействия электрического тока на человека. Системы заземления могут быть естественными и искусственными.

Что такое заземление и зачем оно нужно?

Заземляющие устройства представляют собой преднамеренное соединение проводниками электрического типа различных точек электросети.

Назначение заземления заключается в предотвращении воздействия электрического тока на людей. Ещё одно назначение защитного заземления — отведение напряжения с корпуса электроустановки через устройство заземления на землю.

Основная цель применения заземления — снижение уровня потенциала между точкой, которая заземляется и землёй. Тем самым понижается сила тока до наименьшего уровня и уменьшается количество поражающих факторов при соприкосновении с деталями электрических приборов и установок, в которых произошел пробой на корпус.

Что такое нейтраль?

Нейтраль — это нулевой защитный проводник, который соединяет между собой нейтрали электроустановок в трехфазных сетях электрического тока. Сфера использования — зануление электроустановок.

Понижающая подстанция, где находится трансформаторная установка, оснащена своим контуром заземления. Этот контур состоит из стальной шины и прутов, закопанных специальным образом в землю. К источникам потребления в электрощиток от подстанции проложен кабель, имеющий 4 жилы. Когда потребителю электроэнергии нужно питание от цепи трехфазного типа, то все 4 жилы должны быть подключены. Когда к жилам подключается разная нагрузка, в системе происходит смещение нейтрали, чтобы предотвратить это смещение, используется нулевой проводник. Он помогает симметрично распределить нагрузку на все фазы.

Что такое PE и PEN проводники?

PEN-проводник — это проводник, совмещающий в себе функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводника. Он идет от подстанции и разделяется на PE и N проводники, непосредственно у потребителя.

PE-проводник — это защитное заземление, которое мы используем, например,  в квартире в розетке с заземлением. PE-проводник используется для заземления устройств, установок и приборов, где уровень напряжения не превышает 1 кВ.

Данный тип заземления используется только для гарантии безопасности. Такое заземление обеспечивает непрерывное соединение всех открытых и внешних деталей. Механизм обеспечивает стекание тока на землю, которое появилось вследствии попадания электрического тока на корпус какого-либо устройства.

PEN-проводник (объединение нулевого защитного и нулевого рабочего проводника) применяется при использовании системы заземления типа TN-C.

Виды систем искусственного заземления

В классификации систем заземления есть естественные и искусственные типы заземления.

Системы заземления искусственного типа:

  • TN-S;
  • TN-C;
  • TNC-S;
  • TT;
  • IT.

Виды заземления — расшифровка названия:

  • T — заземление;
  • N — подсоединение проводника к нейтрали;
  • I -изолирование;
  • C — объединение опций функционального и нулевого провода защитного типа;
  • S — раздельное использование проводов.

Многих людей интересует вопрос о том, что называют рабочим заземлением. По-другому его называют функциональным. Ответ на данный вопрос даёт пункт 1.7.30 ПУЭ. Это заземлерие точек токоведущих частей электрической установки. Применяется для обеспечения функционирования электрических приборов или установок, а не в защитных целях.

Также многих волнует вопрос о том, а что такое защитное заземление. Это процесс заземления устройств с целью обеспечения электробезопасности.

Системы с глухозаземленной нейтралью системы заземления TN

К таким системам относятся:

Согласно п. 1.7.3 ПУЭ TN-система — система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников.

TN включает в себя такие элементы, как:

  • заземлитель средней точки, которая относится к источнику питания;
  • внешние проводящие части устройства;
  • проводник нейтрального типа;
  • совмещенные проводники.

Нейтраль источника глухо заземлена, а внешние проводники установки подключены к глухозаземленной средней точке источника при помощи проводников защитного типа.

Сделать заземляющий контур можно только в электроустановках, мощность которых не превышает 1 кВ.

Система TN-C

В данной системе нулевой защитный и нулевой рабочий проводники, объединены в один PEN проводник. Они совмещены на всем протяжении системы. Полное название — Terre-Neutre-Combine.

Среди преимуществ TN-C можно выделить только легкий монтаж системы, который не требует больших усилий и денежных затрат. Для монтажа не требуется улучшение уже установленных кабельных и воздушных линий электропередачи, у которых есть всего 4 проводящих устройства.

Недостатки:

  • возрастает вероятность получения удара током;
  • возможно появление линейного напряжения на корпусе электрической установки во время обрыва электрической цепи;
  • высокая вероятность потери заземляющей цепи в случае повреждения проводящего устройства;
  • такая система защищает только от короткого замыкания.

Система TN-S

Особенность системы заключается в том, что электричество поставляется к потребителям через 5 проводников в трехфазной сети и через 3 проводника в однофазной сети.

Всего от сети отходит 5 проводящих источников, 3 из которых выполняют функцию силовой фазы, а оставшиеся 2 — это нейтральные проводники, подсоединенные к нулевой точке.

Конструкция:

  1. PN — нейтральный механизм, который задействован в схеме электрического оборудования.
  2. PE — глухозаземленный проводник, выполняющий защитную функцию.

Преимущества:

  • легкость монтажа;
  • низкая стоимость покупки и содержания системы;
  • высокая степень электробезопасности;
  • не требуется создание контура;
  • возможность использовать систему в качестве устройства от защиты утечки тока.

Система TN-C-S

TN-C-S система предполагает разделение проводника PEN на PE и N в каком-то участке цепи. Обычно разделение происходит в щитке в доме, а до этого они совмещены.

Достоинства:

  • простое устройство защитного механизма от попадания молний;
  • наличие защиты от короткого замыкания.

Минусы использования:

  • слабый уровень защиты от сгорания нулевого проводника;
  • возможность появления фазного напряжения;
  • высокая стоимость монтажа и содержания;
  • напряжение не может быть отключено автоматикой;
  • отсутствует защита от тока на открытом воздухе.

Система TT

TT разработана для обеспечения высокого уровня безопасности. Устанавливается на электростанциях с низким уровнем технического состояния, например, где используются оголенные провода, электроустановки, которые расположены на открытом воздухе или закреплены на опорах.

TT монтируется по схеме четырех проводников:

  • 3 фазы, подающие напряжение, смещаются под углом 120° между собой;
  • 1 общий ноль выполняет совмещенные функции рабочего и защитного проводника.

Преимущества TT:

  • высокий уровень устойчивости к деформации провода, ведущего к потребителю;
  • защита от КЗ;
  • возможность использования на электроустановках высокого напряжения.

Недостатки:

  • сложное устройство защиты от молний;
  • невозможность отследить фазы короткого замыкания электрической цепи.

Системы с изолированной нейтралью

В ходе передачи и распределения электрического тока на потребителей применяется трехфазная система. Это дает возможность обеспечить симметричность и равномерное распределение нагрузки по току.

Такое устройство создает режим, предусматривающий использование трансформаторной будки и генераторов. Их нейтральные точки не оснащены контуром заземления.

Изолированный тип нейтрали применяется в схеме питания при соединении вторичных обмоток трансформаторных установок по схеме треугольника и при отсутствии питания во время аварийный ситуаций. Такая сеть представляет собой замещающую цепь.

Изолированная нейтраль способствует пробиванию изоляционного покрытия при коротком замыкании и возникновению короткого замыкания на других фазах.

Система IT

Система IT с напряжением до 1000 В обеспечивает заземление через высокий уровень сопротивления и оснащена нейтралью источника питания.

Все внешние элементы электроустановки, которые выполнены из материалов, проводящих ток, заземляются. Среди преимуществ можно выделить невысокие показатели утечки тока во время однофазного КЗ электрической сети. Установка с таким механизмом может функционировать долгое время даже при аварийных ситуациях. Между потенциалами отсутствует разность.

Недостаток: защита от тока не срабатывает при замыкании на землю. Во время работы в режиме однофазного КЗ возрастает вероятность поражения током при прикосновении ко второй фазе установки.

Похожие статьи

odinelectric.ru

устройство, принцип действия и назначение

Электричество – лучший друг и злейший враг человека. Безусловно, сейчас представить без него жизнь практически невозможно. К сожалению, не обошлось и без плохих моментов, таких как поражение электрическим током. Вас может ударить током, если вы коснетесь не только оголенной токоведущей части, но и безобидного с виду корпуса электроприбора. В этой статье мы постараемся объяснить простым языком, что такое заземление и для чего оно предназначено. Кроме того мы рассмотрим, что такое дифавтомат и УЗО и для чего их используют.

Определение понятия

Если сказать кратко и простыми словами, то:

Заземление – это устройство, которое защищает человека от поражения электрическим током, если всё электрооборудование соединено с землей. В аварийной ситуации опасное напряжение «стекает» на землю.

Защита – основное назначение заземления. Оно заключается в подключении дополнительного, третьего заземляющего проводника в проводку, который соединен с таким устройством, как заземлитель. Он, в свою очередь, имеет хороший контакт с землей.

Заземление бывает рабочим и защитным по назначению. Рабочее нужно для нормального функционирования электроустановки, защитное нужно для обеспечения электробезопасности (предотвращения поражения электрическим током).

Обычно заземление (заземлитель) выглядит как три электрических прута вбитых в землю, на одинаковом расстоянии друг от друга, расположенных в углах равностороннего треугольника. Эти пруты соединены между собой металлической полосой. Вы могли видеть такие пруты около домов и сооружений.

Также вы могли заметить, что на стенах многих зданий внутри или снаружи закреплены металлические полосы, иногда выкрашенные желтыми и зелеными чередующимися полосами – это заземляющая шина, она тоже соединена с заземлителем. Заземляющая шина нужна для того, чтобы не тянуть от каждой электроустановки заземляющий провод.

Третий проводник обычно соединяется с корпусом электрических приборов, обеспечивая защиту от появления на нем опасного напряжения. В кабелях он обычно имеет меньшее сечение, чем соседние «рабочие» жилы и другой цвет изоляции – желто-зеленый.

О том, какие виды заземления бывают, вы можете узнать из нашей отдельной статьи: https://samelectrik.ru/osnovnye-tipy-sistem-zazemlenija.html

Требования к заземлению

Требования к защитному заземляющему контуру заключаются в следующем:

  1. Заземлены должны быть все электроустановки, в том числе металлические дверцы электрошкафов и щитов.
  2. Сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом в электроустановках с заземляющей нейтралью.
  3. Необходимо использовать системы уравнивания потенциалов.

Мы разобрались что такое заземление, теперь поговорим о том для чего оно нужно.

Почему человека бьёт током

Рассмотрим две типовых ситуации, когда вас бьет током:

  1. Стиральная машинка исправно выполняла свою работы, а когда вы захотели её отключить – почувствовали, что её корпус «щипает» вас. Или еще хуже, когда вы к ней прикоснулись – вас серьезно «дёрнуло».
  2. Вы решили принять ванну, включили воду, взявшись за кран, вы почувствовали такое же действие электричества – пощипывание или сильный удар.

И та и другая ситуация решается подключением заземления к корпусам приборов и всех металлических частей в ванной комнате и установкой УЗО или дифференциального автомата на вводе электроэнергии в дом или на группу потребителей.

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.

Если у вас нет заземления или зануления корпус поврежденного устройства для электрической цепи ничего собой не представляет, пока вы его не коснетесь, конечно. Вы подходите к прибору, стоите на полу, пол имеет хоть и слабый, но какой-то контакт с землей. При прикосновении к корпусу ток начинает протекать через вас в землю. Для протекания тока нужна разность потенциалов, а потенциал фазного провода всегда больше потенциала земли. Получается, что вы замыкаете фазный провод на землю своим телом.

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.

Для чего применяются УЗО и дифавтоматы

Простое заземление устройств – это хорошо, но еще лучше обеспечить дополнительную защиту. Для этого придумали устройство защитного отключения (УЗО) и дифференциальные автоматы.

Дифавтомат – это устройство, которое в своём корпусе объединяет УЗО и обычный автоматический выключатель, так вы сэкономите место в электрощите.

УЗО – реагирует только на токи утечки. Принцип его работы такой: оно сравнивает количество тока через фазный и через нулевой провод, если часть тока утекла на землю, то оно моментально реагирует, отключая цепь. Их отличают по чувствительности от 10 до 500 мА. Чем чувствительнее УЗО, тем чаще оно будет срабатывать, даже при незначительных утечках, но не стоит устанавливать слишком грубое УЗО для дома.

Принцип работы защищенной цепи простым языком:

Когда на корпус заземленного электрооборудования попадает фаза, между фазным проводом и корпусом начинает протекать ток. Тогда УЗО замечает, что по фазному проводу прошел ток, часть тока куда-то делать и по нулевому проводу вернулся меньший ток, после чего эта цепь обестачивается. Так вы защищены от удара током.

Если установить УЗО в двухпроводной электроцепи без заземляющего проводника и где-то появится возможность утечки тока, оно сработает только после того как вы коснетесь этого места и ток утечет на землю через вас. В таком случае вы тоже будете в безопасности.

Также рекомендуем просмотреть видео, на котором более подробно рассказывается, для чего нужно заземление электроприборов:

Это и все, что мы хотели рассказать касаемо данного вопроса. Теперь вы знаете, что такое заземление, когда и как оно устанавливается и для чего служит. Надеемся, информация была изложена для вас понятно и доступно!

samelectrik.ru

41. Защитное заземление, виды защитного заземления.

Защитное
заземление
-это
принудительное эл-кое соединение
металлических нетоковедущих частей
оборудования с заземляющим устройством.
Принудительное д-ие Защ.Заз состоит в
уменьшении напряжения прикосновения
и шага за счет уменьшения потенциалов
корпуса электр. оборудования отн-но
земли.

Защитные заземления
применяют:

в
сетях напряжением до 1000 В с изолированной
нейтралью

-3хфазных с изолированной нейтралью,однофазных
изолир-х от земли,сетях постоянного
тока с изолированной от земли обмоткой
источ-ка.

в
сетях напряжением выше 1000 В перемен-го
и постоян-го тока с любым режимомнейтрали

или соседней точки обмоток источника.

Защ.заземл-е состоит
из заземлителей, соединенных м/у собой,
а также заземленных проводов, к кот-ым
присоединяется оборудование.

Виды:по
конструкции Защ. заземление может быть
выносное
и контурное.

Ток, проходящий
ч/з человека,прикоснувшегося к
заземленному корпусу при пробое изоляции
Iч=Iз
(r
з/Rч)
*α ,
где
α-коэфф-т напряжения прикосновения.
Т.о. выносное заземление защищает
благодаря малому значению
азем-я при
условиях малых токов замыкания на
землю(не более 10 А в сетях до 1000В). При
U>1000В токи замыкания могут достигать
500А. В этих случаях применяется контурное
заземление
,
они защищают ч-ка путем увеличения
потенциала φ защищаемой площадки до
уровня, близкого потенциалу φ корпуса
и выравнивает потенциал площади так,что
на всей защищаемой тер-рии напряж-е
прикоснов-я и шага не превышают заданной
вел-ны: Iч=Iк.з.(rз/Rч)*β,
где β
–коэфф-т шагового напряж-я.

42. Зануление, защитное отключение и другие средства защиты в электроустановках.

  1. Применение
    малых напряжений

  2. Примен-е
    разветвленных сетей

  3. Защита
    от прикосновения к токопроводникам

  4. Контроль
    и профилактика повреждений изоляции

  5. Применение
    двойной изоляции

  6. Заземление

  7. зануление

  8. защитное
    отключение

Защитное Зануление
– принудительное соед-е металич.нетоковедущих
частей с оборуд-я, кот. Могут оказ-ся
под напряж-м, с нулев.проводом.

Нулевой защитный
проводник
–проводник,соединяющий
зануляемые части с заземл-й нейтральной
точкой обмотки источника тока.

Осн.идея –
превращенеи замыкания на корпус оборуд-я
в цепь КЗ, способный вызвать быстрое
перегорание плавких предохранителей
или срабатывание автомат. Выключателей
и обесточить оборуд-е.

Защитн.отключ-ем
наз-ся быстродей-щая защита,обеспеч-ая
автоматич. отключ-е электроустановки
при возникновении в ней опасности
поражения электрическим током. К
устройствам защитного отключения
предъявляются следующие треб-ия
:
чувствительность, быстрод-ие, надежность,
помехоустойчивость. Защитное отключение
применяется в тех случаях, когда другие
виды защиты (заземление, зануление и
т. д.) не надежны, трудноосуществимы или
когда к безоп-ти обслуживания
электроустановок предъявляются
повышенные треб-ия. Широкое применение
в сетях с изолированной и заземленной
нейтралью находят устройства
защитного отключения

(УЗО):

К техническим
способам и средствам защиты от поражения
электрическим током относятся
:
изоляция токоведущих частей; ограждения;
электрическое разделение сетей;
применение малых напряжений;
электрозащитные средства; блокировка;
сигнализация и знаки безоп-ти; защитное
заземление; зануление; защитное
отключение.

studfiles.net