Захисне заземлення. Захисне заземлення - це навмисне з’єднання з землею або її еквівалентом металевих струмонепровідних частин електричного і технологічного обладнання

Захисне заземлення - це навмисне з’єднання з землею або її еквівалентом металевих струмонепровідних частин електричного і технологічного обладнання, які можуть опинитись під напругою.

Захисне заземлення є простим, ефективним і широко поширеним способом захисту людини від ураження електричним струмом при дотику до металевих поверхонь, які виявились під напругою. Це забезпечується зниженням напруги між обладнанням, що виявилось під напругою, і землею до безпечної величини. Використовується в трифазній трипровідній мережі з напругою до 1000В з ізольованою нейтраллю і вище 1000В - з будь-яким режимом нейтралі.

Конструктивними елементами захисного заземлення є: заземлювачі (металеві провідники, що знаходяться в землі) і заземлювальні провідники (з’єднують обладнання, що заземляється із заземлювачем).

Рисунок 1 - Схема захисного заземлення

При захисному заземленні використовується явище, що виникає під час стікання струму в землю, при якому проходить різке зниження потенціалу заземленої струмоведучої частини до значення:

(1)

де I_З - струм, стікаючий в землю, А;

R_З - опір стіканню струму, Ом;

j_з - потенціал заземлювача, В;

При стіканні струму в землю одночасно з позитивним фактором - зниженням потенціалу заземленої струмоведучої частини - виникає і негативний фактор - поява потенціалу на заземлювачі і поверхні ґрунту довкола нього, що може також мати загрозу пошкодження електричним струмом.

В землі в усі сторони від заземлювача буде розповсюджуватись струм. Цей простір, що називається “полем розтікання струму”, практично обмежується радіусом 20м від заземлювача.

Потенціал будь-якої точки цього поля можна знайти розрахунковим шляхом. Знаходимо максимальний потенціал на самому заземлювачі при відстані, що дорівнює половині довжини заземлювача:

, (2)

де І_З - струм, що протікає через заземлювач, А;

- питомий опір ґрунту, Ом;

l - довжина заземлювача, м;

d - діаметр заземлювача, м;

Заземлювачі можуть бути натуральними і штучними.

В якості натуральних заземлювачів можуть використовуватись:

а). розміщені під землею водопровідні та інші металеві труби;

б). металеві конструкції будівель, які мають з’єднання з землею;

в). свинцеві оболонки кабелів, прокладених під землею;

В якості штучних заземлювачів можуть використовуватись:

а) вертикально забиті стальні труби довжиною 2-3м і діаметром 25-60 мм; стальні прути діаметром 10-12 мм, стальний профіль (кутник) 60х60 мм та близькі до нього;

б) горизонтально прокладені сталеві смуги і круглі провідники тощо.

Опір заземлюючого пристрою для установок напругою до 1000В повинен бути не більше 4 Ом (якщо потужність джерела струму більше 100 кВт, то допускається 10 Ом).

При наявності захисного заземлення струм, що перейшов внаслідок пробою ізоляції на неструмопровідні елементи установки або обладнання, при дотику до них людини піде не тільки через його тіло, але і через заземлювальний пристрій у землю, і далі, в результаті недосконалості ізоляції та наявності ємкості проводів мережі відносно землі, до двох інших фаз.

Безпечності буде досягнуто, якщо напруга, під якою людина може опинитись, торкаючись до заземлених установок (напруга дотику) або тільки стоячи на землі, не торкаючись установок (крокова напруга), не буде перевищувати довготривалих допустимих значень напруги.